Quando si valuta se un cassonetto luminoso è abbastanza brillante, si confondono spesso lumen, lux, candele e nit. Sono grandezze correlate, ma descrivono aspetti diversi.
Un modulo LED con molti lumen può comunque produrre una grafica poco luminosa se angolo del fascio, trasmissione del tessuto, profondità o interasse dei LED non sono adatti. Questa guida spiega il calcolo per valutare le specifiche con maggiore precisione.
Riepilogo delle grandezze
- Lumen (lm): flusso luminoso visibile totale della sorgente.
- Candele (cd): intensità luminosa in una direzione.
- Lux (lx): illuminamento, lumen incidenti per metro quadrato.
- Nit (cd/m2): luminanza della superficie osservata.
- Per un frontale diffusore: luminanza ≈ illuminamento × trasmissione / π, come stima.
L'ultima formula è approssimata. Tessuto SEG, acrilico e grafiche stampate non sono diffusori matematicamente perfetti. Verificate il materiale reale con luxmetro o luminanzometro, secondo la grandezza.
Quale grandezza luminosa deve specificare l'acquirente?
| Grandezza | Unità | Cosa richiedere |
|---|---|---|
| Potenza elettrica | W | Alimentazione e consumo energetico |
| Flusso luminoso Φ | lm | Flusso misurato del modulo e condizioni di prova |
| Intensità luminosa I | cd = lm/sr | Curva direzionale di distribuzione |
| Illuminamento E | lx = lm/m² | Luce incidente e uniformità della griglia |
| Luminanza L | cd/m² = nits | Grafica finita all'angolo di osservazione previsto |
1. Lumen: flusso luminoso totale
Il flusso luminoso in lumen rappresenta tutta la luce visibile emessa. Un modulo da 1000 lumen indica il flusso che esce da LED e ottica nelle condizioni di prova.
I lumen da soli non indicano quanta luce raggiunge il tessuto stampato. Controllate se il dato riguarda i LED, il modulo completo o il sistema finito. Telaio e grafica assorbono luce, che può essere redistribuita nel cassonetto. Non sottraete nuovamente perdite già incluse. Moduli con flusso simile possono quindi comportarsi diversamente nello stesso telaio.
Associate la stima del flusso complessivo ad angolo del fascio, interasse dei moduli, profondità e misure superficiali.
2. Candele: luce in una direzione
L'intensità luminosa in candele descrive la concentrazione di flusso in una direzione. Per un piccolo angolo solido, I = dΦ/dΩ. La media su un angolo solido finito è:
Iavg = Φ / Ω
Φ è il flusso nell'angolo solido Ω, espresso in steradianti. Φ/Ω è un'intensità media, non una curva completa di distribuzione; l'intensità può variare nel fascio.
L'angolo solido è Ω = Asphere/r²: Asphere è un'area sulla sfera, non la grafica piana. La sfera completa misura 4π sr. Solo una sorgente isotropa che emette uniformemente in tutte le direzioni ha I = Φ/(4π); una lente LED direzionale no. Inoltre, 1000 mcd = 1 cd.
Una lente stretta concentra luce utile e può aumentare la portata dei moduli con illuminazione laterale sul tessuto. Una lente più ampia facilita la miscelazione in cassonetti più corti o profondi, ma può coprire meno distanza su grandi pannelli illuminati dai bordi.
Consultate la guida agli angoli delle lenti per cassonetti LED.
3. Lux: luce che raggiunge la grafica
L'illuminamento in lux descrive la luce incidente su una superficie. La formula basata sull'area è:
Eavg = Φincident / A
Φincident è il flusso che arriva realmente sull'area A, non quello emesso dal modulo. Il risultato è un illuminamento medio; i valori locali possono differire.
Se 2000 lumen raggiungono uniformemente 2 metri quadrati, l'illuminamento medio è circa 1000 lux. Bordi, angoli e centro possono avere valori diversi. Per questo una griglia di 9 o 25 punti è più utile della sola misura centrale.
Il test di uniformità a 25 punti mostra l'effetto di angolo della lente, distanza dal tessuto e posizione di misura.
4. Nit: luminanza della superficie visibile
La luminanza si misura in candele per metro quadrato, dette anche nit. È la grandezza più vicina alla luminosità normalmente percepita osservando il frontale.
Per una superficie riflettente lambertiana ideale:
L = ρE / π
L è la luminanza in cd/m2, ρ la riflettanza ed E l'illuminamento.
Per grafiche tessili retroilluminate o illuminate lateralmente, la trasmissione conta più della riflessione. Una stima pratica è:
L ≈ T x E / π
T è la trasmissione effettiva. La stima presume luce uscente approssimativamente lambertiana ed E sul lato interno della grafica. Tessuti stampati, acrilico e grafiche multistrato possono avere proprietà direzionali diverse. Verificate la luminanza dall'angolo di osservazione previsto.
Perché compare π nella formula di luminanza?
La luminanza è l'intensità direzionale per area proiettata: per una superficie uniforme, L = I/(A cosθ). Osservando normalmente, θ = 0 e L = I/A. Non è il livello di grigio di un'immagine; la luminosità percepita dipende anche da osservatore e ambiente.
Su una superficie lambertiana, integrando dΦ = L cosθ dA dΩ sull'emisfero si ottiene l'emittanza luminosa Mv = πL. In riflessione Mv = ρE; in trasmissione, approssimativamente Mv = TE. E/π vale quindi solo per un riflettore lambertiano ideale con ρ = 1. T e ρ sono frazioni tra 0 e 1.
Formula pratica per dimensionare l'illuminazione
In fase di progetto, invertite la formula:
Illuminamento interno necessario ≈ luminanza obiettivo × π / trasmissione
Stimate quindi i lumen LED necessari:
Lumen LED necessari ≈ luminanza obiettivo × π × area / (trasmissione × utilizzazione ottica)
Il fattore di utilizzazione ottica η è la frazione del flusso dichiarato del modulo che raggiunge il lato interno dell'area grafica utile. Usate lo stesso riferimento della misura pubblicata: non sottraete di nuovo le perdite della lente già incluse. T considera separatamente la luce che attraversa la grafica.
Esempio: cassonetto LED da 2 m × 1 m
Supponiamo questi valori per un cassonetto tessile:
- Area grafica: 2 m × 1 m = 2 m2
- Luminanza obiettivo: 700 cd/m2
- Trasmissione effettiva del tessuto: 35%
- Utilizzazione ottica stimata: 60%
Il flusso LED stimato è:
700 x 3,14 x 2 / (0,35 x 0,60) ≈ 20 900 lm
L'illuminamento interno corrispondente è 700 × π / 0,35 ≈ 6 280 lx. È un esempio con trasmissione e utilizzazione ipotizzate, non un requisito universale per ogni cassonetto da 2 m × 1 m. Verificate le ipotesi con stampa, telaio, ambiente e disposizione effettivi.
Perché distanza e angolo contano
Un modello semplificato considera una sorgente puntiforme ideale sopra un piano. L'illuminamento di un punto dipende da distanza e angolo:
E = I(α) cosθ / r2
I(α) è l'intensità verso il punto misurato, θ l'angolo tra luce incidente e normale alla superficie e r la distanza dalla sorgente.
Se la sorgente è sopra il piano a un'altezza z e il punto forma l'angolo α rispetto alla verticale, r = z / cosα. Si ottiene:
E = I(α) cos3α / z2
Il modello vale per una sorgente compatta sufficientemente lontana, usando l'intensità reale I(α) per ogni direzione. Barre lunghe e matrici ravvicinate in cassonetti poco profondi richiedono sorgenti distribuite o dati di campo vicino; la formula da sola non prevede l'uniformità. Agli angoli e bordi lontani, percorso e incidenza diventano meno favorevoli. Lenti, interassi e illuminazione da due lati adeguati possono ridurre il calo.
Per la sorgente isotropa del disegno, EM = Φ cos³α/(4πz²). Su un riflettore lambertiano ideale, LM = ρEM/π. Una piccola superficie riflettente ΔA invia Ipatch = LM ΔA cosβ verso l'osservatore all'angolo β. Un punto matematico non ha area emittente finita.
Per angoli scuri, consultate come correggere gli angoli scuri di un cassonetto.
Lumen, lux e nit: errori frequenti
- Errore 1: scegliere solo per watt. Indicano consumo, non luminosità visibile. Efficienza LED, ottica e disposizione determinano la luce utile.
- Errore 2: trattare i lumen come luminosità superficiale. I lumen descrivono la sorgente, non il frontale finito.
- Errore 3: misurare solo il centro. Può nascondere bordi scuri o bande. Misurate più punti.
- Errore 4: ignorare la grafica. Tessuto bianco, stampa, inchiostri densi e grafiche bifacciali trasmettono diversamente.
- Errore 5: usare sempre lo stesso interasse. Telai laterali poco profondi e cassonetti retroilluminati più profondi richiedono disposizioni diverse.
Come misurare correttamente un cassonetto
Per una prova affidabile misurate il sistema finito, non soltanto il modulo LED nudo.
- Usate profondità e materiale grafico reali.
- Lasciate riscaldare il sistema prima della misura.
- Misurate una griglia di 9 o 25 punti, non solo il centro.
- Annotate la distanza LED-tessuto.
- Indicate illuminazione laterale, posteriore o da due lati.
- Misurate illuminamento con luxmetro e, quando possibile, luminanza visibile con luminanzometro.
- Controllate media e rapporto di uniformità.
Posizionate il sensore lux sul piano interno della grafica per l'illuminamento interno. Misurate il frontale finito in cd/m² con luminanzometro dalla posizione prevista. I lux davanti al cassonetto non misurano direttamente i nit. Calcolate l'uniformità con la stessa grandezza; registrate minimo, media e minimo/media.
Scegliere i moduli LED per il calcolo
Con luminanza obiettivo e area note, selezionate secondo la direzione di illuminazione:
- Progetti generali: moduli LED per cassonetti Booth Lights.
- Telai poco profondi o laterali: barre LED per illuminazione dai bordi.
- Luce diretta dietro la grafica: moduli LED per retroilluminazione.
- Illuminazione generale dello stand: luci LED per fiere.
In caso di dubbi, leggete la guida alla scelta fra illuminazione laterale e retroilluminazione.
Indicazioni finali per il progetto
La luminosità non è un solo numero. Lumen descrivono la sorgente, lux la luce incidente e nit il frontale visibile. Considerate area, trasmissione del tessuto, perdite ottiche, distanza, angolo e interasse.
Booth Lights tratta la luminosità come risultato del sistema. Partite dalla luminanza obiettivo, stimate il flusso, scegliete i moduli e verificate con misure prima di estendere il progetto.
Applicare il calcolo alla scelta
Confrontate i moduli LED ad alto flusso dopo la stima. Per grandi formati, la barra laterale 45W (±10%), 4400lm (±10%) è un riferimento ad alta potenza.
Domande degli acquirenti sulla luminosità
Si possono convertire i lumen direttamente in nit?
Non esiste una conversione universale. Servono area utile, trasmissione, utilizzazione ottica e comportamento angolare. Il calcolo stima un frontale diffusore; provate il cassonetto assemblato.
Quanti lumen servono a un cassonetto SEG?
Partite da luminanza richiesta e dimensioni reali. Usate T e η misurati o motivati, poi controllate lente, interasse e tessuto stampato. L'esempio è una stima progettuale.
Per una proposta di disposizione, inviate larghezza, altezza e profondità, costruzione mono o bifacciale, materiale grafico, luminanza obiettivo e tensione di alimentazione dalla pagina contatti.
Riferimenti tecnici
Adattato dalle note di fotometria e dai calcoli di luminosità Booth Lights. Definizioni: CIE: flusso luminoso, intensità luminosa, illuminamento, luminanza; IES: unità di luminanza lambertiana.