Características y Tipos de Iluminación en Electrónica

Características de la Luz en Electrónica

Cantidad de Luz (Iluminancia)

Define la cantidad de luz que incide sobre un objeto. Se mide en lux o en candelas-pie (= 10,764 lux) y, sobre la escena, se puede comprobar mediante fotómetros de luz incidente o luxómetros. De este nivel de luz dependerá la abertura de los diafragmas de las cámaras y la relación de contraste conseguida, así como la profundidad de campo enfocado por la cámara.

Calidad de la Luz

Temperatura de Color (K)

El instrumento que mide la temperatura de color es el termocolorímetro, si bien muchas cámaras disponen, asociada al balance de blancos, de la información de la temperatura medida.

• 1.800 K = Rojo
• 2.300 K = Naranja
• 2.800 K = Amarillo
• 5.500 K = Blanco
• 8.000 K = Azul

Relación de Contraste

Define la diferencia más importante que se puede detectar entre un punto fuertemente iluminado y otro en penumbra (margen dinámico de la luz en una escena). Este parámetro es propio del elemento elegido como captador, por lo que es imprescindible regular la intensidad de iluminación para situar todas las zonas dentro de los márgenes tolerados.

Dicha magnitud se puede expresar como la relación existente entre los puntos de máxima y mínima intensidad luminosa. También es frecuente encontrarla indicada en pasos de diafragma, definiendo entonces la variación que debemos aplicar al anillo del iris para captar las zonas más claras, tomando como referencia la posición idónea para las oscuras.

Tipos de Lámparas

Lámparas de Tungsteno

Son las lámparas estándar del mercado doméstico. (20 lumen/W) (2.500 - 2.800 K).

Lámparas Halógenas

Contienen gas halógeno en su interior. 3.200 K. No manipular con los dedos.

Lámparas Fluorescentes

Gran rendimiento (60 a 90 lumen/W). Dentro de una cápsula de cristal se colocan dos electrodos, que ionizan el gas (según tipo de gas, 3.000 - 6.000 K), provocando una radiación luminosa.

Lámparas de Halogeniuro Metálico (HMI)

Ampollas de cuarzo rellenas de gas, con dos electrodos, entre los que se realizan periódicas descargas de corriente que provocan la radiación luminosa. Tecnología de mayor rendimiento (100 lumen/W) (5.500 y 6.000 K).

Lámparas de Xenón

Lámparas de descarga con xenón. Alto factor de eficacia, casi como HMI; (5.400 K). Como todas las lámparas de descarga, precisa un tiempo de calentamiento de entre dos y cuatro minutos para que proporcione la temperatura de color adecuada y su máxima potencia lumínica.

Tipos de Proyectores

Proyector de Ciclorama

Lámpara halógena, (500 - 1.200 W). Reflector sencillo, haz muy abierto. Iluminación genérica.

Proyectores de Cuarzo

Lámparas halógenas. (250 W - 2 kW). Reflector parabólico. Haz muy amplio (puede delimitarse mediante viseras de aletas). Luz generada bastante dura (se puede suavizar con gasas o difusores). Iluminación general, luz directa o de relleno.

Proyectores Brutos

Asociaciones de focos de cuarzo. Iluminan zonas muy amplias (maxibrutos o minibrutos, según su tamaño). Se gestionan de forma conjunta, generalmente por columnas, lográndose orientar cada una de ellas para conseguir la abertura deseada en el haz global que genera. Como los cuarzos independientes, se pueden asociar a viseras o difusores, según las necesidades de cada caso.

Proyectores de Haz Difuso

Luz suave, sombras desapercibidas. Para iluminaciones generales, softligth, con grandes reflectores y lámparas longitudinales halógenas o HMI (8 kW). Más económico y puntual, un scoope o flood, con lámparas de tungsteno de ampolla blanca que proporcionan unos gradientes de luz suaves (250 - 1.000 W).

Proyectores Planoconvexos

Foco de cuarzo (250 - 3.200 W). Lente con cara interior plana y externa convexa. Luz dirigida, con bordes duros. Resaltar figuras sobre la iluminación general. La apertura del haz puede controlarse variando la distancia entre la lámpara y el reflector, haces de entre 5º y 60° aproximadamente.

Proyectores Fresnel

Lámparas halógenas o de mercurio HMI (300 - 20 kW). Proyector de haz concentrado, aunque los bordes del haz principal se muestran más suaves. Reflector parabólico desplazable longitudinalmente para definir la apertura del haz luminoso (7º - 50°). Delante de este conjunto encontraremos una lente que da nombre al proyector, tallada en forma de circunferencias concéntricas de diferente espesor. Diversos tamaños: desde los inkies de 120 mm montados sobre la cámara para iluminar la cara del presentador, hasta los big eyes de 24 pulgadas, utilizados durante largo tiempo en iluminación cinematográfica.

Proyectores de Recorte

Lámpara HMI o halógena. Haz muy concentrado, con los bordes claramente marcados. Reflector + diafragma, que nos permitirá abrir el haz. Incorpora lentes de enfoque, que proyectan imágenes procedentes de plantillas troqueladas (gobos), insertadas en el punto focal interno. Una variante son los cañones de seguimiento, que iluminan el motivo principal de la escena (normalmente el presentador) a larga distancia. Aberturas entre 2° y 15°.

Focos PAR

Lámpara de incandescencia o halógena de hasta 1 kW. Reflector cerrado, la lámpara forma un proyector completo. Carcasa exterior denominada «bote». Teatros, conciertos y espectáculos. A mayor longitud del bote, más concentrado el haz. Borde suave.

Proyectores Robotizados de Espejo Móvil

Proyectores inteligentes. Lámpara de descarga (entre 150 y 575 W), un reflector y lentes de enfoque. Tiene obturador, un selector de colores, un generador de gobos y un posicionador del haz controlados de forma remota. Para controlar la posición del haz se emplea un espejo montado sobre un sistema de dos ejes de libertad.

Proyectores Robotizados de Cabeza Móvil

Foco halógeno o de descarga de entre 200 W y 1 kW, montado sobre un sistema móvil que permite el giro en el eje horizontal (pan) y en el vertical (tilt). Podremos ajustar su apertura a través del obturador (iris) incorporado, cambiar su color, incorporarle gobos y variar la intensidad luminosa. Precio bastante elevado.

Luminarias de Luz Fría

Lámparas de bajo consumo de 36 o 55 W, agrupadas para conseguir proyectores de hasta 880 W (16 lámparas). Consumo hasta un 90% menor.

Vida útil = lámparas de cuarzo * 10, hasta 10.000 horas. Luz muy suave y difusa, iluminación de base en un plato o iluminación principal en un escenario virtual. (5.500 y 3.200 K).

Otros accesorios comunes: viseras, rejillas de difracción, soportes, filtros de color, etc.

Pantógrafo

Sistemas muy comunes para sustentar los proyectores, usando un método de suspensión desplegada en forma de tijera que se mantiene a cualquier altura gracias a un sistema de contrapesos. Se instalan a menudo sobre una parrilla horizontal, que, al desplazarse a través de sus carriles, posibilita una gran capacidad de maniobra para adaptarse a las cambiantes situaciones. Se pueden motorizar, permitiendo el control remoto de la posición de cada proyector en los tres ejes de coordenadas.

Iluminación LED

Con el avance de la tecnología se han desarrollado también nuevos sistemas de iluminación. Grupos de diodos emisores de luz como generador luminoso. Alimentación a bajo voltaje, consumo mínimo y una duración mayor (100.000 horas). Regulación de intensidad muy sencilla, y si intercalamos diodos de colores rojo, verde y azul formando un mosaico, en el mismo proyector podremos conseguir múltiples colores sin necesidad de filtros, únicamente combinando la potencia que se aplica a cada grupo de color. Focos de aplicación en iluminación decorativa y espectacular, eficaces efectos cromáticos sobre el plato.

Controladores de Iluminación

Para regular la intensidad luminosa, se utilizan dimmers. Un dimmer es un circuito que toma la corriente alterna senoidal de la entrada y la aplica sobre un triac, el cual funciona como un interruptor electrónico, dejando pasar la señal durante un tiempo y bloqueándola en el resto de cada ciclo (corte de fase), puesto que la señal que se aplica a los focos contiene solamente una parte de la fase de la onda original. La cantidad de cada ciclo transferido hacia la lámpara determinará el grado de iluminación, regulándose en función del mando de control que gobernará el usuario.

Adecuado para lámparas de incandescencia. A los sistemas fluorescentes les afecta notablemente la alteración del ciclo de esta señal aplicada, por lo que se suele elevar la frecuencia original de la tensión de red, por lo que las lámparas se encenderán y apagarán varias decenas de miles de veces cada segundo. Para variar la cantidad de luz, regulamos la velocidad del ciclo de encendido-apagado, y será nuestra retina (o el fotosensor de la cámara) la encargada de promediar la luz generada a impulsos.

Control Local

Muchos de los dimmers incorporan un sistema de regulación mediante potenciómetros. Necesita llevar todas las líneas de control de iluminación (alta tensión) hasta la mesa donde se situará el operador de luces.

Control por Puerto Analógico

Control de iluminación en control técnico de producción. Número de canales de iluminación no muy elevado. Potenciómetros deslizantes para asignar la cantidad de luz de los diversos canales, y mando adicional como regulador maestro. Tensión variable entre 0 y 10 voltios. Algunos focos con cambiador de color pueden gobernarse mediante un puerto analógico, asignando un color a cada tensión (con variaciones de un voltio).

Controladores por Puerto Digital

En grandes instalaciones. Conexión con los equipos de iluminación mediante puerto serie (IEA485). Conectores XLR de cinco puntas.

La red de comunicaciones tiene forma de árbol; parte desde el controlador y se expande mediante distribuidores activos hasta los reguladores de intensidad o los proyectores.

En cada una de las ramas podremos conectar hasta 32 dispositivos en serie; el sistema puede controlar un máximo de 512 elementos de regulación. Las líneas son de par trenzado apantallado, o dos pares trenzados con pantalla común. Normalmente sólo se usa un par, el otro se reserva para aplicaciones específicas de proyectores inteligentes. Para garantizar una conexión correcta, cada rama de la línea estará terminada con una resistencia de carga de 120 ohmios. El controlador suele llevarla incorporada.

Protocolo de Comunicación DMX512

Protocolo de transmisión serie asíncrona, que en su unidad básica de comunicación utiliza un bit de arranque (a nivel bajo), ocho bits de datos (transmitidos en orden de peso creciente) y dos bits de parada a nivel alto. Esta unidad de transmisión se integra en una trama más elaborada, en la que encontramos una cabecera constituida por un nivel bajo inicial (de entre 88 µs y 1 s de duración), seguido de un nivel alto (de entre 8 µs y 1 s).

Dicha secuencia servirá para alertar a todos los receptores del inicio de la transmisión. A continuación, aparece un código de 8 bits, con su sincronización correspondiente, que identificará el tipo de datos contenidos en la trama, siendo 00 el código asignado a la regulación de dimmers.

Tras este código de identificación, el sistema envía 512 datos de 11 bits, con la información del nivel que deberá adoptar cada uno de los reguladores que tiene conectados, finalizando la trama con un nivel bajo similar al de comienzo.