Принцип работы

Принципы работы и построения светодиодных экранов и электронных табло

Видеоэкран по сути представляет собой очень большой монитор, но в отличие от обычных ЭЛТ, ЖК или плазменных мониторов он состоит из отдельных светодиодных модулей, из которых, как из кубиков, могут собираться экраны любых размеров и формы.

В светодиодных экранах поверхность экрана сама является как модулятором, так и источником света.
Среди достаточно большого разнообразия ИМЭ систем (плазменные, электролюминесцентные, катодолюминесцентные, полевые и т.д.), светодиодные дисплеи стоят особняком. Это связано с тем, что они строятся из отдельных светодиодов, которые группируются сначала в пиксели, а затем в матрицу пикселей. Такой принцип построения приводит к тому, что размер «ячейки» оказывается достаточно большим (от 5 до 50 мм), поэтому светодиодные системы – это всегда широкоэкранные системы.

Передача информации и управление светодиодными модулями осуществляется контроллерами, которые подсоединены к управляющему компьютеру. В компьютере установлена плата видеопроцессора, на вход которой могут подаваться видеосигналы от различных источников - обычный телевизионный сигнал, DVD-плеера, видеокамеры, другого компьютера и т.д.

Кроме того заранее подготовленные сюжеты могут быть записаны на диск управляющего компьютера и он может воспроизводить их по заранее составленному расписанию.

С появлением большого количества видеоэкранов, в последнее время появилась тенденция объединения отдельно стоящих светодиодных экранов в сеть с единым центром управления. Управление отдельно стоящими видеоэкранами осуществляет центральный компьютер по каналам связи - модем/радиомодем, выделенная линия и т.д.

Соотношение сторон 4:3 или 16:9 - важная характеристика видеоэкрана, так как для прямой трансляции "живого" видео необходимо соблюдать это соотношение, иначе изображение будет либо "обрезано" или будет воспроизводиться на части экрана.

Если светодиодный экран используется только для показа заранее подготовленных роликов, то соотношение сторон не имеет значения и может быть любым. В настоящее время прослеживается явная тенденция к росту популярности видеоэкранов с соотношением сторон 16:9. Это связано в первую очередь с ростом популярности этого формата в сфере ТВ.

Преимущества светодиодных экранов

  • Построение экранов любых размеров и разрешения
  • Возможность "наращивания" экранов (увеличение размеров и разрешения)
  • Построение экранов произвольной формы
  • Построение экранов высокого разрешения
  • Простота монтажа и обслуживания
  • Взаимозаменяемость модулей
  • Быстрая локализация неисправностей
  • Простота транспортировки
  • Построение мобильных и быстросборных экранов
  • Высокая яркость и контрастность изображения
  • Возможность прямой видеотрансляции
  • Низкое энергопотребление (по сравнению с другими технологиями)
  • Возможность объединения экранов в сеть и управления ими из единого центра

Светодиодные модули видеоэкранов

Совокупность диодов на поверхности элемента экрана объединяются в стандартные конструкционные элементы - модули, имеющие различные размеры. Модуль включает в себя определённое количество пикселей кратное 8, при этом размер модуля с одинаковым разрешением (количеством пикселей) может варьировать и зависит от шага пикселя. Модуль представляет собой законченный блок отображения графической, видео- и алфавитно-цифровой информации. Является базовым «кирпичиком» для построения крупных  экранов. 
Модульное построение позволяет создавать экраны любых размеров, при этом сохраняя их мобильность и ремонтопригодность.

Преимущества модульной конструкции светодиодных экранов

  • Построение экранов любых размеров и разрешения
  • Возможность увеличения размеров при апгрейде
  • Построение экранов произвольной формы
  • Построение экранов высокого разрешения
  • Простота монтажа и обслуживания
  • Взаимозаменяемость модулей
  • Быстрая локализация неисправностей
  • Простота транспортировки
  • Построение мобильных и быстросборных экранов

Светодиодные модули характеризуются:

  • Шагом - расстоянием между пикселями
  • Разрешением - количеством пикселей по горизонтали и вертикали
  • Яркостью - в канделах/кв. м (нит)
  • Линейными размерами - ширина и высота
  • Конструкцией - для наружного или внутреннего применения
  • Потребляемой мощностью
  • Углами обзора по горизонтали и вертикали
  • Составом пикселя - числом светодиодов разного цвета, составляющих пиксель
 

 

 

 

 

 

 

 

 


Состав светодиодного пикселя

Основным параметром модуля является - шаг (расстояние) между пикселями, так как, чем меньше это расстояние, тем выше разрешение экрана при одних и тех же его линейных размерах.

В светодиодных экранах в основном используется пространственное  цветообразование. В простейшем случае пиксель составлен из трех светодиодов с различным цветом свечения (обычно красный, зеленый, синий). Для больших пикселей используются от 4 светодиодов (два красных, зеленый и синий) и больше. В экранах с размерами пикселей более 20 мм используются т.н. кластеры – конструктивно объединенные группы диодов, например, 8 красных, 6 зеленых, 2 синих и т.д.
Количество светодиодов каждого цвета обычно выбирают с учетом максимального приближения к балансу белого цвета.

Виртуальный пиксель

Позволяет зрительно вдвое увеличить разрешение матричных конструкций. Происходит это следующим образом: светодиоды не закреплены за конкретными пикселями, а программным образом создаются пиксели из нескольких соседних светодиодов. Это позволяет искусственным образом существенно увеличить разрешение экрана. При объединении пикселей как вертикально, так и горизонтально количество видимых пикселей удваивается.

Надо отметить, что технология - «виртуального пикселя» в классическом виде применима лишь в матричных светодиодных экранах с пикселями, составленными из 4-х светодиодов, со светодиодами расположенными на равных расстояниях и не применима в экранах имеющих структуру пикселя из 3-х светодиодов или из светодиода 3 в 1-одном.

 

Шаг между «виртуальными» пикселями в два раза меньше, чем у реального, но структура «виртуального» пикселя отличается от структуры реального. Поэтому многие фирмы-производители светодиодных экранов, не упоминая об этом, заявляют о шаге между пикселями, например 20 мм, хотя реальный физический шаг равен 40 мм, но самое главное, так как слишком большая разница в структуре, то большинство цветов и картинок просто невозможно показать без искажений.

Полноцветный светодиод SMD (3-in-1)

С появлением новых светодиодов для поверхностного монтажа на печатной плате (SMD) и полноцветных светодиодов – 3 светодиода в одном корпусе (3-in-1), сферы применения светодиодных экранов расширились еще больше. Стало возможным создания небольших по размерам видеоэкранов высокого разрешения, как для наружной установки, так и для установки внутри помещений.

Светодиодные кабинеты

Светодиодные модули объединяются в светодиодные кабинеты, которые являются законченными функциональными элементами экрана.