Concetti Base

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[Concetti base] Lampade HMI: Illuminare con luce giorno

posted by VMStaff

Hydrargyrum (mercurio) Metallo (terre rare) Ioduri (composti con alogeni) = H.M.I.
La lampada H.M.I. è stata inventata dalla Osram all’inizio degli anni 70.
Questa lampada a scarica è costituita da due elettrodi all’interno di un bulbo di quarzo, il quale contiene una miscela di gas rari.
L’accensione tramite un arco elettrico di questa miscela di gas produce una luce bianca simile alla luce del giorno.

Medium Source Rare earth gas = M.S.R.
La Philips ha introdotto qualche anno più tardi, delle lampade tipo HMI con il vantaggio di presentare un attacco unico (MSR single ended, lampade monoattacco) al contrario delle lampade precedenti, le quali avevano un attacco doppio (come i tubi fluorescenti).
La M.S.R. si è velocemente sviluppata e ha permesso la costruzione di alcuni nuovi proiettori chiamati Pars, quindi la definizione H.M.I. è divenuta generica.

Il successo delle lampade a scarica H.M.I. si spiega con numerosi vantaggi:

1) Temperatura colore stabile (5600°Kelvin).
Questo tipo di lampada evita di aggiungere un filtro colorato azzurro per le sorgenti luminose incandescenti (3200°Kelvin), il quale assorbe almeno il 50% dell’intensità luminosa (quindi un diaframma di meno).

2) Produzione limitata di luce "calda"
Al contrario delle lampade ad incandescenza che illuminano con un filamento incandescente ingiallendo e arrossando i soggetti, le lampade H.M.I. illuminano i soggetti con una luce denominata "fredda" la quale può risultare più gradevole nei soggetti truccati durante le riprese.

3) Notevole rendimento luminoso:
L’efficienza di una lampada si valuta in lumen per watt.
Una lampada di 200W che produce 500 lumen ad un metro di distanza, ha un efficienza luminosa 500/200= 25 lumen per watt.
Le misure dei costruttori di lampade sono le seguenti: 

  • H.M.I: tra 75 e 95 lumen per watt, dipende dalla potenza della lampada.
  • Incandescenti: tra 15 e 25 lumen per watt, dipende dalla potenza della lampada.

Queste misure sono eseguite senza nessun accessorio ottico: nello specifico senza riflettore senza alcuna lente, con l’obbiettivo di valutare la lampada e non il proiettore.
La lampada H.M.I. offre quindi un rendimento quattro o cinque volte superiore.
Questa differenza di rendimento sarà ancora più accentuata se si utilizzasse un filtro di correzione azzurro (CTB) sulla lampada incandescente usata come luce diurna.

4) Consumo elettrico minore.
L’efficienza delle lampade H.M.I. sottolineata sopra, spiega il perchè c’è bisogno di meno potenza elettrica per ottenere un diaframma equivalente.
Questo rappresenta un notevole vantaggio quando si è in una situazione dove l’energia elettrica disponibile è limitata.

Esempio: abbiamo disponibile un potenza elettrica di 2200 watt (10A x 220V): potremmo connettere una sorgente incandescente di 2000 watt, oppure due "varibeam" incandescenti di 1000watt ottenendo un diaframma di 4, in ambienti esterni dove la luce è diurna, bisogna correggere la temperatura colore e quindi perdere un diaframma.
Con una sorgente luminosa H.M.I. possiamo connettere 3 proiettori da 400watt e uno da 200 watt ottenendo un diaframma 8.

Sottolineando che una sorgente luminosa H.M.I. di 400 watt consuma circa 615 watt (leggere capitolo sui ballast).

5) Robustezza e longevità.
Le lampade incandescenti in particolar modo quelle usate nei "varibeam" sono conosciute per la loro fragilità: per la alta temperatura raggiunta dal filamento, la durata di queste lampade non eccede le 75 ore di uso.
Le lampade H.M.I. da 200 watt vanno oltre le 200 ore di uso e 400 ore per la più potente.
In assenza di filamento le lampade si deteriorano meno, tranne difetti di fabbricazione o un uso non idoneo.
Inoltre è rarissimo che una lampada H.M.I. di piccola potenza (al di sotto dei 1200 watt) esploda.

Principi di funzionamento delle lampade H.M.I.
Le principali critiche rivolte alle lampade H.M.I sono relative al tempo che intercorre dall’accensione al raggiungimento della temperatura colore idonea ed al loro costo superiore.
Il tempo necessario per raggiungere la temperatura colore è di circa un minuto e si spiega con le caratteristiche proprie dei gas miscelati all’interno del bulbo di quarzo: bisogna creare un arco elettrico con un impulso rapido (meno di un secondo) ad alto voltaggio, affinché avvenga l’accensione delle molecole di gas.
Ad accensione avvenuta c’è un periodo instabile caratterizzato da uno sfarfallio ed una intensità luminosa più debole che ha una durata da 1 a 3 minuti per le lampade più potenti 4000-18000watt.

Per realizzare l’accensione della lampada ci sono dei circuiti ed apparati elettrici posti in genere sul proiettore, questo sistema si chiama "accenditore", e di un regolatore di corrente separato dal proiettore chiamato "ballast" (termine inglese).
Siamo lontani dal semplice interruttore posto sui proiettori incandescenti.

Dal ballast alla lampada:
Il ballast da in uscita, per una frazione di secondo, una tensione alternata di circa 300volt, la quale raggiunge l’accenditore posto sul proiettore.
L’accenditore eleva i 300volt alternati fino a raggiungere un voltaggio altissimo (da 20000 a 75000 volt, dipende dalla potenza della lampada).
Quindi questa alta tensione dall’accenditore va alla lampada creando un arco ed accendendo i gas nel suo interno.
Ad arco avvenuto il ballast diminuisce il voltaggio fino a circa 30volt per poi risalire e stabilizzarsi da 70 a 225 volt (dipende dalla potenza della lampada).
E’ ovvio che le correnti che circolano nelle varie fasi sono regolate dal ballast.
Ecco perchè accendendo una lampada notiamo una luce che lentamente incrementa i suoi parametri fino a stabilizzarsi come potenza luminosa e temperatura colore 5600°kelvin.

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