Vari*Lite VLX - Ruchoma głowa typu wash z LEDowym źródłem światła

VLX, bo o niej będzie mowa w tym artykule, z wyglądu przypomina standardowe, dobrze wszystkim znane ruchome głowy, ale wystarczy spojrzeć jej w „twarz”, aby od razu pojąć, że „coś jest nie tak”. Przyjrzyjmy się jej więc bliżej. Wyjątkowo nie zacznę od źródła światła, gdyż po pierwsze jest ono głęboko ukryte (nie tak, jak w tradycyjnych konstrukcjach, gdzie dostęp do lampy jest niemalże natychmiastowy – co zrozumiałe, nie raz i nie dwa trzeba ją wymienić). Po drugie zaś, źródło światła jest tu nie tylko „czynnikiem sprawczym”, ale również dysponuje funkcjami, które w tradycyjnych głowach są osobnymi modułami – jest więc elementem dość skomplikowanym i złożonym, toteż – podobnie jak to miało miejsce, podczas procesu testowania – będziemy sukcesywnie zbliżać się do niego, opisując po kolei to, co można zobaczyć, ściągając kolejne „warstwy” urządzenia.

KONSTRUKCJA

Konstrukcja VLX-a to kombinacja stalowego chasis, osłon z tworzywa sztucznego, wykonanych metodą formowania wtryskowego, oraz odlewów aluminiowych. Te ostatnie wykorzystywane są do budowy podstawy urządzenia, po części dla jej wzmocnienia, a po części jako radiator rozpraszający nadmiar wytworzonej energii cieplnej. Nie ma wielkiego problemu z dostaniem się do wnętrza głowicy, tak aby można było dokonać konserwacji i czyszczenia. Fakt jest jednak faktem, że trzeba się trochę „nakręcić” – zewnętrzne osłony ściąga się momentalnie, odpinając dwa zatrzaski sprężynujące, jednak aby zdemontować (a potem powtóie zmontować) znajdujący się pod osłoną „grill” nie obejdzie się bez dobrego wkrętaka automatycznego albo miłośnika pracy ze śrubokrętem. Można przypuszczać, że wąskie żeberka radiatora, aby uniknąć zatkania systemu chłodzenia, wymagać będą regulaego oczyszczania z pozostałości po płynach do wytwoic dymu oraz brudu.

Obydwie osie ruchu – w panoramie i w pionie (pan i tilt) wyposażone są w mechaniczne, bardzo proste, ale skuteczne blokady, przydatne w czasie transportu czy instalacji (głowa się nie „kiwa” i nie obraca) – patrz zdjęcia. Skoro udało nam się dostać do wnętrza – cóż tam widzimy?

ELEKTRONIKA I STEROWANIE

Zasilacz tradycyjnie znajduje się w podstawie lampy, zaś system sterowania silnikami – sterującymi obrotem i nachyleniem głowicy oraz przesuwem elementu regulującego szerokość wiązki światła – w jednym z ramion (yoke). Ponieważ źródłem światła jest siedem matryc LEDowych wraz z „rurami” prowadzącymi światło (o nich za chwilę) – każdy z nich ma swój driver, na osobnej płytce PCB. Owe siedem płyt zamocowanych jest tak, że otaczają umieszczone w centralnej części głowy matryce LED i rurki (co widać na zdjęciu). Drivery działają asynchronicznie, z dużą mocą i przy wielkich częstotliwościach, tak więc – w celu zabezpieczenia przed szkodliwą emisją zakłóceń – otoczone są ekranem EMI w formie „sita” lub „grilla”, stanowiącego boczną ścianę walca, dzieloną na dwie „półskorupy” (patrz zdjęcia). To właśnie demontaż owego „grilla” wymaga sporej pracy wkrętakiem – zamocowany jest do obudowy oraz skręcony 12 wkrętami.

Wróćmy jeszcze na chwilę „na zewnątrz”. W podstawie urządzenia, z jednej jej strony znajdziemy wszystkie niezbędne gniazda przyłączeniowe, a z drugiej – interfejs pozwalający na manualne sterowanie parametrami głowicy. Składa się na niego podświetlany na niebiesko wyświetlacz LCD, cztery kolorowe diody LED będące kontrolkami obecności zasilania, sygnałów Tx i Rx oraz wystąpienia błędów. Natomiast dostęp do menu, oferującego spory zestaw funkcji konfiguracyjnych (m.in. ustawianie adresu, uruchamianie testów, sterowanie manualne wszystkimi funkcjami VLX-a i inne), możliwy jest dzięki czterem mikro-switchom – nawigacji (góra, dół, lewy, prawy) oraz zatwierdzenia (enter) i powrotu/wyjścia (esc). Natomiast zamontowane po przeciwległej stronie obudowy gniazda to Powerconowe gniazdo zasilania oraz dwa 5-pinowe gniazda sterowania DMX512: DATA IN i DATA THRU. Na panelu przewidziane jest jeszcze miejsce na gniazdo Etheetowe, w testowanym modelu jeszcze nie zainstalowane.

PARAMETRY ELEKTRYCZNE

Skoro jesteśmy przy gniazdach i zasilaniu, to VLX wyposażony jest w zasilacz impulsowy z korekcją współczynnika mocy (PFC), co automatycznie pozwala na pracę urządzenia w szerokim zakresie napięć zasilających, od 100 V do 240 V, przy częstotliwości 50/60 Hz. Przy załączonych wszystkich czterech kanałach LED (czerwony, zielony, niebieski i biały), na pełnej mocy w trybie „Normal”, urządzenie pobiera z sieci 1.290 W mocy, ze współczynnikiem mocy 0,99.

Po podłączeniu kabla zasilającego (VLX pozbawiony jest jakiegokolwiek sprzętowego wyłącznika zasilania) głowica przechodzi procedurę startu, trwającą 45 s – tyle potrzebuje, aby być gotową do pracy. Tak samo w przypadku otrzymania komendy reset wysłanej poprzez DMX. Podczas tego czasu urządzenie zachowuje się bardzo poprawnie, wykonując kalibrację ruchów, zachowując przy tym całkowite zaciemnienie (jeśli wyślemy komendę reset, pierwszą „czynnością” zanim VLX zacznie swój „taniec restartu”, jest blackout – przy starcie po włączeniu zasilania źródło światła w ogóle nie pracuje). Wróćmy do wnętrza i dowiedzmy się wreszcie czegoś więcej o najistotniejszej części VLXa, czyli

ŹRÓDLE ŚWIATŁA I OPTYCE

Inaczej niż to ma miejsce w tradycyjnych głowach, źródło światła jest tu nie tylko „elementem sprawczym”, czyli elementem emitującym jednokolorową wiązkę światła. Ta część ma bowiem kilka funkcji, które normalnie realizują oddzielne elementy – przeważnie mechaniczne – zmianę kolorów, ściemnianie (dimmer), strobo. W zasadzie prawie wszystko, co potrafi „zrobić” VLX zaszyte jest wewnątrz niewielkiej płytki, będącej matrycą LEDową. Nie dziwi więc fakt, że tak bardzo rozbudowane są płyty sterowników LED – muszą realizować wszystkie te funkcje, za które w „normalnych” głowicach odpowiada kilka modułów. W zasadzie tylko sterowanie szerokością wiązki światła leży poza „kompetencjami” matryc LEDowych, sterowanie całą resztą odbywa się z poziomu elektroniki elementów LED.

Do rzeczy więc. VLX wyposażony jest w siedem matryc (modułów) LED firmy Luminus Devices, każda zawierająca cztery emitery: czerwony, niebieski, zielony i biały. Każdy moduł ma nominalną moc 120 watów, aczkolwiek – jak to jest w przypadków wszystkich diod LED – moc ta jest wartością średnią i w zależności od wydajności systemu chłodzenia można „wcisnąć” z niej więcej lub obniżyć jej wartość. Mimo tego, że diody LED charakteryzują się maksymalną wartością prądu, jaki może przez nie płynąć, to jednak czynnikiem limitujących ich pracę nie jest prąd, a temperatura (oczywiście zależna od wartości płynącego prądu). Wystarczy więc utrzymywać ją na odpowiednio niskim poziomie i wszystko powinno być OK. Firma Luminus Devices specjalizuje się w produkcji modułów LED wysokiej mocy, dzięki czemu doskonale nadają się do takich urządzeń jak testowana głowa.

Vari*Lite określa czas życia (pracy) modułów na 10.000 godzin, natomiast w karcie katalogowej producenta sugerowane jest bardziej ostrożne szacowanie tego czasu, zwłaszcza że w miarę jego upływu pojawiać się będzie powolne, ale jednak, zmniejszanie strumienia emitowanego światła.

Vari*Lite montuje te matryce bezpośrednio na osobnych płytach rozpraszających ciepło (o nich za chwilę), zaś „wyjście” światła jest również bezpośrednio kierowane do długich, sześciokątnych, zintegrowanych prętów szklanych lub rur świetlnych, zamkniętych w ochronnej rurze aluminiowej – spójrzcie na zdjęcia. Wszystkie promienie świetlne wewnątrz pręta mieszą się w kącie TIR (Total Inteal Reflection) i ulegają odbiciu wewnątrz pręta prawie bez żadnych strat. Odbicia te pomagają uzyskać z czterech różnych promienników jednorodną, kolorową wiązkę światła. Na drugim końcu każdego zintegrowanego pręta szklanego znajduje się bardzo głęboki, zespolony koncentrator paraboliczny (CPC – Compound Parabolic Concentrator), który łączy i kondensuje te jednorodne wiązki światła za pomocą soczewki Fresnela wykonanej z tworzywa sztucznego, która „przykrywa” reflektor, wytwarzając naturalny, „washowy snop” światła o kącie ok. 22°.

CIEPŁO

Jak już wspomniałem, ciepło to największy „wróg” diod LED, dlatego efektywne rozpraszanie go było jednym z kluczowych zadań projektantów VLXa. Diody LED są bardzo wrażliwe na ciepło i najlepiej „czują” się (w zasadzie pracują, bo komu zależy na ich dobrym samopoczuciu?), gdy temperatura nie przekracza 80oC – oczywiście im niżej, tym lepiej. System chłodzenia musi odprowadzić i rozproszyć ponad 1.000 watów ciepła pochodzącego od diod LED i driverów – zadanie niełatwe. Gdy przyjrzymy się bliżej systemowi chłodzenia skonstatujemy, iż bardziej przypomina to wnętrze jakiegoś mocno wydajnego komputera PC, a nie „zwykłej lampy”. I rzeczywiście, miedziany rozpraszacz ciepła, na którym bezpośrednio zamontowane są matryce LED (wspominałem już o nim wcześniej), jest właściwie blokiem odbierającym ciepło, będącym kombinacją miedzianych rurek i systemu radiatorów. Każdy blok miedziany ma 3 przechodzące przez niego miedziane rurki, które odprowadzają ciepło od matryc LEDowych do siedmiu gęsto użebrowanych radiatorów. Sześć z nich jest zamontowanych na pierścieniu wokół dolnej krawędzi głowicy, a ostatni, siódmy, zamontowany jest na płasko na płycie wewnątrz głowicy. Każdy z sześciu obwodowych radiatorów (tych zamontowanych na pierścieniu) ma swój własny, bardzo wydajny wentylator, który wymusza przepływ powietrza między żeberkami radiatora. Ale to nie wszystko. Jest jeszcze drugi, wewnętrzny pierścień, z bardziej konwencjonalnymi aluminiowymi radiatorami na tylnych częściach wentylatorów, który styka się z główną płytą rozpraszacza ciepła – wspólny dla wszystkich siedmiu matryc LED. Wentylatory wciągają powietrze przez jeden radiator, a następnie wypychają go przez inny.

Pozostaje najważniejsze pytanie – czy jest to system skuteczny? Sterowane termostatami wentylatory dostosowują swoje obroty do aktualnego zapotrzebowania na chłodzące powietrze, tak więc w przypadku „delikatnego” świecenia ich obroty (które można podpatrywać w Menu urządzenia, podobnie zresztą jak temperaturę na każdej z siedmiu matryc) są mniejsze, a więc i urządzenie pracuje ciszej. Jednak, co zresztą sprawdziłem osobiście, podczas dość długiego „torturowania” urządzenia na pełnej mocy wentylatory bardzo dobrze dawały sobie radę z rozpraszaniem ciepła, tak że nie było żadnych widocznych problemów. Pisząc „widocznych” chodziło mi o zauważalne gołym okiem artefakty w postaci zmian jasności świecenia oraz – co ciekawe – zmiany barwy. Wiadomo nam już, że diody LED są wrażliwe na działanie temperatury, a z nich najbardziej wrażliwa jest dioda czerwona. Jeśli w urządzeniu nie zastosuje się automatycznej kompensacji, wraz ze wzrostem temperatury będziemy obserwować nie tylko zmniejszenie jasności świecenia, ale i zmianę barwy wynikającą z innych proporcji kolorów (czerwona barwa będzie „gasła” bardziej niż niebieska, zielona czy biała). Vari*Lite zastosował taką kompensację poprzez pomiar temperatury i dostosowanie poziomów świecenia poszczególnych barw, tak aby ostateczny mix kolorów był zawsze taki sam.

OPTYKA

Choć już wspominaliśmy o optyce zintegrowanej z matrycami światła, nie wyczerpaliśmy tematu do końca. Obok tej podstawowej, niezmiennej optyki, produkującej „naturalną” wiązkę światła o kącie ok. 22°, jest jeszcze drugi, zmienny system optyczny. Ten system przykręcany jest na „wylocie” głowicy i nazwany przez Vari*Lite „beam spreader” (po naszemu rozpraszacz światła lub rozpraszacz wiązki światła). Składa się on z dwóch przylegających soczewek, których odległość względem siebie może być zmieniana za pomocą trzech małych silniczków krokowych z posuwem liniowym. Jedna z soczewek ma na jednej ze swoich powierzchni matrycę wklęsłości (dołeczków) zaś druga soczewka – matrycę pasujących do nich wypukłości. Kiedy obie płyty są ze sobą złączone, wklęsłości są dopasowane do wypukłości, w efekcie czego sumacyjny efekt owych wypukłości i wklęsłości zostaje zniwelowany, tak więc wiązka światła przechodzi przezeń „nienaruszona”. Kiedy jednak zaczniemy oddalać owe płyty-soczewki od siebie i gdy szczelina powietrzna zaczyna pojawiać się między rowkami i wzgórkami, każda z nich zaczyna działać jak soczewka, co w ogólnym rozrachunku wpływa na szerokość wiązki światła. Im odległość między płytkami większa, tym węższa staje się wiązka światła. Choć odległości te nie są duże (kilka milimetrów), są wystarczające, aby zmniejszyć szerokość wiązki światła mniej więcej w stosunku 2,5:1, co przekłada się na zmianę kąta świecenia w zakresie od ok. 23 do ok. 58°.

WYJŚCIE ŚWIATŁA I SYSTEM BARWOWY

Producent w karcie katalogowej podaje wartość strumienia świetlnego równą 13.922 lumenów bez rozpraszacza (kąt 22°), 12.244 lumenów przy wąskiej, 23-stopniowej wiązce i 10.857 lm przy szerokiej, 58-stopniowej. Trudno się z tym nie zgodzić, gdyż VLX emituje naprawdę mocną „dawkę” światła. Żeby jednak nie być gołosłownym, skonfrontowałem te dane z pomiarami wykonanymi przez Mike’a Wooda i z pewną konsteacją stwierdziłem, że producent nieco mija się z prawdą – jest jeszcze lepiej! Przy najwęższej wiązce, mającej zmierzoną wartość 22,6°, VLX wytwarzał 13.120 lumenów, zaś przy szerokiej 57,2-stopniowej również więcej niż podaje producent, bo aż 11.700 lumenów. To o ponad 7% lepiej niż mówią dane katalogowe (a jest to zjawisko rzadkie, raczej „uchybienia” bywają w drugą stronę – tym większy szacunek dla producenta). Natomiast jeśli chodzi o system mieszania barw, wszystko oczywiście „robi” elektronika, dzięki której możemy nie tylko dysponować pełną paletą kolorów RGB, ale również regulować temperaturę barwową światła białego w szerokim zakresie od 3.000 do 9.000 K. Nie można też mieć żadnych zastrzeżeń do samego mieszania barw i przechodzenia z jednej w drugą – odbywa się to płynnie i bez niepożądanych artefaktów.

PAN I TILT

czyli czas na kilka słów o obracaniu i pochylaniu głowicy. Ruch w panoramie możliwy jest w zakresie 560 stopni, zaś pochylenie głowicy ma zakres do 270o. Pełny, tzn. maksymalny, 560-stopniowy, obrót trwa 5,7 sekundy, zaś bardziej typowy dla rzeczywistej pracy, 180-stopniowy, mieści się w 4 sekundach. Odpowiednio ruch w osi tilt wynosi 2,7 sekundy dla pełnego zakresu i 2,4 s o kąt 180°. Powtarzalność ustawień w obu osiach wynosi 0,8°, co przekłada się na wartość 130 mm przesunięcia liniowego w odległości 10 m. Pomimo takich samych dokładności inaczej wygląda to w przypadku panoramy, a inaczej dla pochylenia. Obrót charakteryzuje się ok. 1,2-stopniowym „przestrzałem”, po czym następuje ruch wstecz do zadanej pozycji – co trwa ok. 1-2 sekund. Natomiast ruch tilt odbywa się praktycznie bez żadnego „przestrzelenia” pozycji, jednak z gorszą histerezą.

Ruch w obu osiach zapewniają silniki trójfazowe z enkoderami i napędem paskowym. Ruch jest płynny przy dużych prędkościach, ale przy wolnym przemieszczaniu się głowicy można zaobserwować drobne „huśtanie” – nie jest to jednak uciążliwe przy świetle typu wash.

HAŁAS

Na koniec jeszcze dwa słowa o tym, jak głośna jest praca VLXa. Urządzenie wyposażone jest w osiem wentylatorów – sześć w systemie chłodzenia oraz dwa w podstawie, chłodzące zasilacz. Jak wcześniej już pisałem, wszystkie są sterowane, a więc w zależności od temperatury wzrastają lub zmniejszają się ich obroty, co oczywiście automatycznie przekłada się na wzrost lub redukcję hałasu wynikającego z ich pracy. Przy pracy na pełnej mocy w trybie „Normal” hałas ten jest faktycznie spory – 48 dBA w odległości 1 m (przy poziomie dźwięku otoczenia mniejszym niż 35 dBA). Można jednak zmienić tryb pracy na „Quiet”, przy którym maksymalna moc jest zredukowana o około 30%, ale też i hałas przy stacjonaej pracy VLXa, a więc pochodzący tylko od wentylatorów, również jest zredukowany o ok. 8 dBA (jak łatwo policzyć będzie miał więc wartość ok. 40 dBA). Głośniej, co zrozumiałe, robi się podczas poruszania głowicy – najgłośniejsza, ale i też najmniej „szkodliwa”, bo raczej nie wykonywana podczas oficjalnej pracy, jest inicjalizacja objawiająca się ok. 57 decybelowym hałasem (A-ważonym), natomiast ruch pan i tilt to zakłócenia nie przekraczające 52 dBA.

PODSUMOWANIE

W zasadzie cóż można jeszcze dodać, aby drugi raz nie pisać tego samego? Vari*Lite wyprodukował bez wątpienia interesującą – i co ważniejsze – w pełni profesjonalną i funkcjonalną ruchomą głowę typu wash. VLX oferuje światło o mocy (jasności) porównywalnej z istniejącymi już od wielu lat urządzeniami „moving head”. Być może w kwestii światła białego będą one nieco bardziej efektywne, ale już praca z kolorami bez wątpienia jest mocniejszą stroną nowego dziecka firmy Vari*Lite. Kto nie wierzy – niech sam sprawdzi. Nie trzeba w tym celu daleko jeździć – wystarczy skontaktować się z polskim dystrybutorem, Przedsiębiorstwem Specjalistycznym Teatr, a radość choćby „chwilowego” obcowania z tą zupełnie nową technologią będzie Wam dana. Co niechaj się stanie jak najprędzej. Amen.