Конструкция для модулей из светодиодов

Как сделать самодельный светодиодный экран?

Светодиодные экраны или, как их еще часто называют, ЛЕД-дисплеи, стали доступны для массового применения сравнительно недавно. Более правильным будет вместо русской аббревиатуры именовать это электронное устройство LED-дисплеем (light emitting diode). Наряду с этими названиями часто используется термин «светодиодный экран».

Первые видеоэкраны появились более 20 лет назад, но их яркость (отдельные пиксели были на газоразрядных лампах) была недостаточной для воспроизведения качественного изображения, особенно в солнечные дни. Кроме этого техническое обслуживание этих устройств было очень сложным и дорогим.

Стремительный прогресс в технологии производства ярких, качественных и в то же время недорогих светодиодов основных цветов (красного, зеленого и голубого) позволил совершить стремительный шаг вперед индустрии производства светодиодных экранов.

Огромный спектр возможностей по созданию видеоизображений, управлению цветовыми, яркостными и динамическими изображениями произвел настоящую революцию на рынке наружной и интерьерной рекламы (экраны небольшого размера – от 1,0 х 1,0 м, где требуется демонстрация изображений большого масштаба).

В крупных российских городах, захламленных повсеместно за последние 20 лет безликими билбордами 3 х 6 м, началось постепенное внедрение этой современной технологии. Модульные принципы сборки и аппаратно-программное обеспечение Arduino позволяют собрать LED-экран своими руками.

Модули для сборки

Экран нужных габаритов собирается из готовых электронных блоков (модулей) стандартных размеров, укомплектованных пикселями из светодиодов или сборок RGB, соединенными на общей плате и имеющими необходимые разъемы и шлейфы для объединения с соседними блоками. Модули, как правило, китайского производства, имеющие более низкую цену, приобретаются в специализированных фирмах и магазинах. Набором типичных параметров обладают модули Р10:

• размер, мм – 320 х 160 х 20;
• вес модуля, г – 600–700;
• шаг пикселя, мм – 10;
• разрешение (количество пикселей на 1 м2) – не менее 256 х 192;
• яркость светодиодного экрана, кд/м2 – 6 000–7 000;
• угол половинной яркости, градус – 120;
• срок службы, час – до 50 000;
• максимальная потребляемая мощность (для уличных экранов), Вт/м2 – 500;
• расстояние комфортной видимости изображений, м – от 7;
• все световые и электронные компоненты защищены от воздействия влаги, пыли, механических воздействий.

При отсутствии модулей можно собрать светодиодный экран на базе светодиодной ленты. Но этот вариант более трудоемок в сборке и не обладает необходимой надежностью при наборе жестких условий уличной эксплуатации: большой диапазон температур, влажность, УФ-воздействие, пыль, грязь и т. п.

Как собирается LED-дисплей

На первом этапе изготовления самодельного видео экрана необходимо изготовить надежную несущую металлоконструкцию для размещения на ней большого количества электронных блоков (модулей, контроллеров, источников питания – драйверов, преобразующих сетевое переменное напряжение 220 В в постоянное – 12 В). Конструкция представляет собой каркас из квадратной профильной трубы. Типичный вариант каркаса представлен ниже на фото.

Каркас LED-экрана с модулями Р10

На втором этапе собирают модули Р10, крепят к каркасу вплотную друг к другу и соединяют с помощью шлейфов, имеющих качественные разъемы «папа-мама». Крепеж модулей зачастую осуществляется с помощью надежных магнитов, что очень упрощает стадию сборки и особенно разборки при производстве ремонтных работ.

Далее с обратной стороны каркаса размещаются блоки питания и контроллеры, отвечающие за обработку видеоинформации и распределение ее на конкретные модули и малые пиксели. Задняя стенка видеоэкрана изготавливается из металлического листа или алюминиевой композитной панели. Как сделать монтаж LED-экрана, показано ниже.

Схема светодиодного экрана

Как управлять работой LED-дисплея

Понятно, что сегодня собрать светодиодный экран своими руками может практически любой человек, владеющий элементарными знаниями электротехники и навыками обращения с инструментами типа отверток и шуруповерта. Однако для того, чтобы «вдохнуть жизнь» в собранное железо, надо понимать, каким образом видеофайлы поступают на светодиоды и как создается программа для работы видеоэкрана.

Управление и замена файлов с видеороликами производится через USB-порт (через flash-карту) или с помощью Wi-Fi-роутера через интернет-соединение. ролик, созданный предварительно с помощью специализированного программного обеспечения, переводится в формат *.avi или *.mpeg. Затем он преобразуется микроконтроллером или компьютером в цифровой поток, поступающий на микросхемы драйверов постоянного тока, подающих напряжение в соответствии с алгоритмом, заложенным в программу, на светодиоды дисплея.

Качество сделанного экрана определяется возможностями системы управления LED-экрана, которая может быть синхронной или асинхронной. На рисунке ниже представлена схема управления LED-экраном.

Схема управления светодиодным LED-экраном

Синхронная система управления подразумевает, что на экране отображается та же информация, что и на компьютере, то есть идет прямой эфир. Например, можно транслировать изображение с телекамеры, установленной на стадионе или концерте. Такая система состоит из карты-передатчика и нескольких карт-приемников. В компьютере, который управляет экраном, находится карта-передатчик, а на экране – карты-приемники, соединенные UTP-кабелем (витая пара).

Асинхронный способ вывода информации на экран подразумевает предварительную загрузку в память микроконтроллера. Для этого используют flash-карту или кабель. Асинхронная система требует присутствия нескольких микроконтроллеров, количество которых зависит от геометрических размеров LED-дисплея. Эта система позволяет осуществлять работу самостоятельно по заданной программе без внешнего компьютера.

Аппаратная платформа Arduino

Для создания программы управления светодиодными видеоустройствами (экраны, бегущие строки) на рынке существует большой выбор различных продуктов. Одним из самых популярных является аппаратно-вычислительная платформа Arduino (Ардуино), в состав которой входят плата ввода-вывода и средства разработки.

Arduino используется как для разработки автономных интерактивных объектов, так и для подключения к программным продуктам, выполняемым на компьютере. Платы имеют аналоговые и цифровые порты, к которым могут подключаться разные устройства автоматики: датчики (температуры, влажности, давления и т. п.), кнопки, моторы, двигатели, видеоэкраны, бегущие строки.

Можно сказать, что Arduino – это инструмент проектирования различных электронных устройств. Программная платформа сделана с открытым программным кодом на базе языка программирования С/С++. Проекты, реализованные с помощью Arduino, могут функционировать как самостоятельно, так и взаимодействовать с компьютерным программным обеспечением (MaxMSP, Flash, Processing).

Плата программируемого контроллера Arduino

Источник: https://LampaGid.ru/vidy/svetodiody/led-ekran

Как самостоятельно изготовить светодиодный экран?

Светодиодные или LED-экраны широко применяются в бытовой и не только сфере на протяжении последних двадцати лет. Современный светодиодный экран – это и дисплей ноутбука или телевизора, и рекламная установка на улице, и большой экран на концертной площадке. Если первый вариант крайне сложен для самостоятельного конструирования, то крупный экран из светодиодов для рекламы или трансляций можно собрать самому.

Из чего делают экран?

Модульная сборка светодиодного экрана представляет собой создание крупного полотна из множества отдельных модулей. Это блоки стандартного размера, которые состоят из нескольких десятков светодиодов, выполняющих роль пикселей, и электронной схемы управления. Управляющая плата контролирует совместное свечение модуля, а также имеет шлейфы и разъёмы для соединения с другими модулями. Такое подобие пазла потенциально даёт возможность для сборки экрана любого размера.

Купить модули для сборки сегодня можно в магазинах электроники, в специализированных отделах на рынке или заказать на международных интернет-площадках вроде AliExpress. Во всех трёх случаях блок, скорее всего, будет сделан в Китае, но это не говорит о низком качестве по умолчанию. Из страны драконов приходит хорошая продукция. Чтобы её выбрать, следует посоветоваться со специалистами, ознакомиться с отзывами о тех или иных марках.

Базовые функциональные характеристики модулей P10:

• размер: длина – 320 мм, ширина – 160 мм, толщина – 20 мм;
• масса – от 600 до 700 г;
• шаг пикселя – 10 мм;
• число пикселей на м2 (разрешение) – от 256 ˟ 192;
• яркость экрана – от 6000 до 7000 кд/м2;
• рабочий ресурс – до 50 000 часов;
• угол половинной яркости – 120˚;
• дистанция комфортного просмотра – 7 метров и больше;
• предельная мощность потребления при уличной эксплуатации – 500 Вт/м2.

В базовом исполнении светодиодные блоки для сборки экранов имеют защиту от пыли, влаги, механического повреждения.

Альтернативой электронным LED-блокам служит светодиодная лента. Её также можно уложить в виде экрана для трансляции изображений. Однако у этого материала есть характерные недостатки. Во-первых, монтаж большого количества лент в виде экрана более сложен, поскольку они изначально не разрабатываются для этих целей. Во-вторых, LED-лента не обладают достаточной устойчивостью к разрушительным факторам внешней среды: температурным перепадам, контакту с грязью, влагой и пылью, ультрафиолетовому излучению.

Монтаж светодиодного экрана из блоков

Процесс изготовления начинается со сборки металлического каркаса для размещения светодиодных блоков рядом друг с другом. Несущая металлоконструкция представляет собой нечто вроде стенки с ячейками.

Как правило, её изготавливаются из квадратной профильной трубы или перфорированного металлического профиля. Учитывая особенности среды использования, материал должен иметь антикоррозионное покрытие.

Пример традиционной конструкции для размещения модулей, источников питания, контроллеров, драйверов и других компонентов схемы представлен на следующем фото.

Далее, чтобы собрать светодиодный экран, электронные модули P10 размещаются в своих ячейках и соединяются между собой посредством стандартного соединения шлейф-разъём типа «папа-мама». Чаще всего, крепление самих блоков к металлическому основанию осуществляется магнитами, поэтому не вызывает проблем. Благодаря этому процесс монтажа, демонтажа и ремонта мобильных светодиодных экранов заметно упрощается.

Чаще всегда задняя стенка собирается из композитной алюминиевой панели или листа металла. Общая схема сборки и размещения функциональных элементов экрана показана в следующем изображении.

Сборка экрана из ленты

Для светодиодной ленты, в отличие от модулей P10, доступна возможность сгибания и складывания, что обуславливает одно из преимуществ – с её помощью можно создавать гибкие и складываемые экраны. Для их создания необходимы диодные ленты, держатели для них с прижимной головкой, алюминиевые панели для размещения светодиодов, крепёжные элементы, блоки питания и микроконтроллер.

Как собрать светодиодный экраниз LED-ленты:

1. Оклеить рабочую поверхность цветной плёнкой с помощью жидкого клея (цвет должен быть чёрным, потому что при его отображении светодиоды не светятся). Поверхность должна быть идеально ровной.
2. Обрезать излишки плёнки по краям.
3. Закрепить ленты рядами. Располагать их нужно так, чтобы расстояние между светодиодами было одинаково, как вдоль, так и поперёк. Светодиоды должны идти ровными рядами и вдоль, и поперёк основы, чтобы изображение не было перекошенным. Для крепления используются скобы. Расстояние между ними определяется так, чтобы не было провисаний и смещений.
4. Соединить светодиодные ленты между собой спайкой или через стандартные разъёмы. Ко входу первой ленты в цепи подключается DMX-контроллер. Если одного устройства недостаточно для работы, устанавливаются субконтроллеры. Между собой они соединяются сетевым кабелем.
5. Подключить блоки питания. Здесь есть несколько важных нюансов: питание подаётся с обоих концов, максимальное потребление ленты с 72 светодиодами равно 20W, модульные блоки питания практически всегда подключаются попарно, а не параллелятся на выходе.

Схемы питания LED-лент для тех, кто собирает светодиодный экран своими руками:

Последним шагом сборки экрана является герметизация блоков питания, контроллеров и соединений для защиты от влаги. Хорошим вариантом является алюминиевый кабель-канал, в который заводятся и заливаются герметиком концы лент, а также прячутся блоки питания.

Как выводится картинка?

Выбор видеоряда и его замена для трансляции на светодиодный экран осуществляется через Wi-Fi или USB. В первом случае информация принимается через сетевую карту контроллера, а во втором – через кабель от подключённого к системе компьютера. Преобразование видеоролика в цифровой поток и распределение напряжения по отдельным светодиодам выполняет контроллер. Качество и порядок отображения зависит от типа системы управления:

• синхронное управление подразумевает одновременное отображение одной картинки на экране и устройстве-источнике, то есть прямой эфир. Оно часто используется во время спортивных трансляций и концертов. Для работы на устройстве-источнике работает карта-передатчик, а на экране – одна или несколько карт-приёмников, соединённых между собой;
• асинхронный вывод информации на экран связан с предварительной загрузкой информации в памяти микроконтроллера. Загрузка осуществляется с компьютера через кабель или с flash-накопителя. Асинхронная система работает независимо от управляющего компьютера и оснащается несколькими микроконтроллерами (в зависимости от размеров дисплея).

Популярным средством программирования и управления светодиодными экранами является аппаратно-вычислительная платформа Arduino. Она имеет разъёмы и порты, по которым можно подключать самые разные приборы для создания простых и сложных автоматизированных систем, в том числе – экранов из светодиодов. Arduino программируется на языках C/C++.



Источник: https://simplelight.info/dlya-nezhilogo/svetodiodnyy-ekran-svoimi-rukami.html

Конструктив светодиодных LED экранов

Основное преимущество светодиодных экранов, обеспечивающее их всё более широкое распространение – длительный срок службы (до 100 тыс. часов, или более 10 лет непрерывной работы), высокая надёжность, при необходимости — исключительно высокая яркость и всепогодность, что позволяет использовать их в уличных условиях при солнечном свете.>

Светодиодный (Led) экран относится к классу активных экранов, т.е. поверхность экрана является как модулятором, так и источником света, в отличие от проекторов, видеокубов и других устройств, в которых источник света отделен от экрана. При прямом попадании солнечного света изображение светодиодного экрана не теряет контрастность, особенно при использовании серых фильтров, ослабляющих внешний свет.

Светодиодный экран, устанавливаемый в помещении, не требует внутреннего охлаждения (вентиляторов), поэтому такие экраны можно использовать в помещениях с загрязненным воздухом, в помещениях, где предъявляются повышенные требования к малошумности.

Светодиоды. Пиксель (Pixel). Шаг пикселей (Pitch)

Каждый светодиод (рис.1)  излучает монохромный цвет определённой длины волны — красный, синий, зелёный. Для получения полноцветного экрана используются светодиоды всех указанных цветов.

Рис.1. Светодиоды

Пиксель (Pixel). Наименьшим элементом изображения в светодиодном экране является пиксель. Каждый пиксель состоит из одного или нескольких светодиодов (см. рис. 2).  

Рис. 2. Пиксель

В полноцветных экранах каждый пиксель состоит из красных, зеленых и синих светодиодов, общим количеством обычно до 8 (однако бывает и больше). Встроенный процессор обеспечивает получение всех основных цветов и белого цвета с оттенками.

Шаг пикселей (Pitch). Физическое расстояние между центрами двух соседних пикселей. Чем меньше шаг, тем выше разрешение, тем, соответственно, выше качество изображения.

Технология изготовления светодиодных экранов

При изготовлении светодиодных экранов используются разные методы компоновки светодиодов.

1. Пиксели DIP. DIP — англ. dualin-line package, также DIL — название типа корпуса, применяемого для микросхем, микросборок и некоторых других электронных компонентов, в том числе светодиодов. Корпуса такого типа отличаются прямоугольной формой и наличием двух рядов выводов по длинным сторонам.

В этом варианте пиксели представляют собой отдельные группы светодиодов (чаще всего это три светодиода: R+G+B (красный+зелёный+синий), также можно встретить другие вариации с 4 и более светодиодами: 2R+2G+B, 2R+2G+2B и т.д., объединенные в одном корпусе.

К недостаткам этой технологии относятся недостаточное смешение цветов и большой шаг пикселей, преимуществами является возможность применения крупных диодов с большой яркостью и использование более защищенных масок, поэтому эта технология широко используется в outdoor экранах с шагом пикселей от 10 до 50 мм.

Рис. 3. LED – экран. DIP пиксели

2. Пиксели SMD. Несколько позднее, чем пиксели DIP, в светодиодных экранах стали использовать технологию поверхностного монтажа (SMD,   от англ. surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). В этом случае  светодиоды микроскопического размера помещаются в единый корпус (пиксель), который припаивается прямо к печатным проводникам (рис. 4).

Рис. 4. LED – экран. Технология SMD

Применяемые размеры пикселей SMD в настоящее время – от 0,9  до 10 мм. Небольшие размеры пикселей позволяет достичь очень высокого разрешения. Такие экраны вначале использовались только в помещениях, , т.к. светодиоды были влагопроницаемы и имели относительно небольшую яркость. Однако в последнее время, за счёт ярких светодиодов и специального влагозащитного полотна, экраны данного типа стали успешно устанавливать и на улице.

3. Светодиодные кластеры — излучающие приборы с некоторым количеством светодиодов, помещенных в общий влагозащищенный и светоизолированный корпус. Один кластер соответствует одному пикселю изображения. Технология используется для изготовления больших уличных экранов (рис. 5).

Рис. 5. LED – экран. Светодиодный кластер

4. Светодиодные матрицы — совокупность диодов на поверхности экрана. Здесь пиксель конструктивно не оформлен, но каждый светодиод принадлежит строго определенному пикселю, и управление осуществляется пикселем как единым целым. Данная технология используется при изготовлении экранов для работы как на улице, так и в помещениях (рис. 6). На данный момент технология устарела и не используется.

Рис 6. LED – экран. Светодиодная матрица

5. Виртуальные пиксели. Здесь светодиоды не закреплены за конкретными пикселями, программным образом оперативно 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. Получается очень качественное изображение, как будто на экране в четыре раза больше пикселей (рис. 7). На данный момент технология устарела и не используется.

Рис 7. LED – экран. Виртуальные пиксели

Модуль. Пиксели (а также кластеры) объединяются в стандартные конструкционные элементы — модули, имеющие у разных производителей различные размеры, например: 130 х 65 мм, 160х160 мм, 256 х 256 мм  и др. Модуль – это специальная плата,  в которую с лицевой стороны встроены светодиоды (эту операцию выполняют на заводах специальные автоматы), а на тыльной стороне  размещается электронные элементы (рис. 8).

Рис. 8. Модуль светодиодного экрана

Модуль светодиодного экрана включает в себя определённое количество пикселей, зависящее от их диаметра. Модули являются основными элементами, подлежащими замене при выходе из строя светодиодов, определённое количество модулей всегда включают в состав ЗИПа.

Кабинет (панель). В большинстве случаев модули объединяют в крупные конструктивные элементы – кабинеты (или панели), содержащие определённое количество модулей (рис. 9). Размер кабинета кратен размерам модулей. Так, кабинет может иметь размер 960х960 мм и включать в свой состав 36 (6х6) модулей размером 160х160 мм каждый.

Другой пример: кабинет размером 1024х768 мм, содержащий 12 (4х3)  модулей размером 256х256 мм. Линейные размеры кабинетов от 0,5 до 2 м, толщина примерно 175 мм (иногда меньше). Внешний вид кабинета (спереди и сзади) иллюстрируется фотографией (рис. 9). В составе кабинетов обязательно имеются источники питания. Кабинеты крепятся друг к другу без зазоров, что позволяет создать единое экранное полотно.

Кабинетное построение позволяет создавать экраны любых размеров, сохраняя при этом их мобильность и ремонтопригодность.

Рис. 9. Кабинет LED – экрана

Корпус кабинета обычно выполняют из стали, при этом вес 1 кв. м экранной поверхности составляет 65-70  кг для экранов Outdoor и примерно 35 кг для экранов Indoor. Однако выпускаются также алюминиевые корпуса (27 кг  на 1 кв. м) и карбоновые корпуса (20 кг  на 1 кв. м). Такие облегченные кабинеты, как правило, применяют для экранов, предназначенных для арендного использования, где важно уменьшить вес перемещаемого и монтируемого оборудования.

Кабинеты LED – экранов бывают двух типов — с тыловым креплением и с фронтальным креплением.

Тыловое крепление требует использования специальной конструкции, обеспечивающей лёгкий доступ к задним частям кабинетов при монтаже и обслуживании. Кабинеты с фронтальным креплением используют в тех случаях, когда подход к кабинетам сзади затруднителен. Некоторые компании выпускают универсальные кабинеты, пригодные как для тылового, так и для фронтального крепления.

Светодиодный экран — сетка. Существуют также  лёгкие экраны-сетки, или гибкие полупрозрачные экраны, имеющие крупный шаг и используемые для уличных иллюминаций, в качестве задников театральных сцен и т.п., где не требуется высокое разрешение (см. рис. 10).

Рис 10. Светодиодный экран — сетка

Основные технические характеристики светодиодного экрана

• Графическое разрешение (Graphic definition): количество пикселей, имеющихся на экране. Указывается так: горизонтальное разрешение х вертикальное разрешение. Например: 400х300.
• Яркость (Standard brightness): яркость излучаемого модулем света, измеренная в канделах на квадратный метр (NIT). Для уличных экранов (Outdoor) яркость находится в пределах от 6000 до 12000 кд/м2. Для экранов, используемых внутри помещений (Indoor), достаточно яркости в пределах 1000-3000 кд/м2.
• Угол обзора экрана (Viewing angle): показывает реальный угол обзора, при котором яркость изображения падает в два раза относительно яркости при перпендикулярном взгляде. Угол обзора может быть в диапазоне от 100 до 160 градусов.
• Потребляемая мощность (Power Consumption): средняя обычно в пределах 250-300 Вт/м2, максимальная (пиковая) 750-900 Вт/м2.

Условия эксплуатации

Экраны Indoor рассчитаны на обычную комнатную температуру и влажность. Если экран предназначен для работы в условиях повышенной влажности (например, в бассейне, на катке,  и т.п.), используется специальная защитная плёнка.

Экраны Outdoor имеют степень защиты IP65/IP46 (фронт/тыл) и могут работать при температуре от +30 до -30ºС. При эксплуатации наружных экранов на территории России в некоторых случаях необходимо предусматривать систему вентиляции или кондиционирования, чтобы экраны могли работать как при высоких, так и при самых низких температурах окружающей среды.

Выбор формата экрана

Всегда предпочтительно, чтобы LED-экран имел формат, соответствующий стандартному формату компьютерных и видео материалов, т.е. 4:3 или 16:9. В противном случае подготовка контента будет сильно затруднена. Таким образом, при формате 4:3 рекомндуемые размеры экрана будут, например, 2х1,5 м  3х2,25 м, 4х3 м,  6х4 м, 8х6 м и т. п. При формате 16:9 —  2х1,125 м, 3х1,68 м, 4х2,25 м, 6х3,375 м, 8х4,5 м и т. п  Однако в ряде случаев используют экраны с нестандартным форматом.

Выбор шага пикселей

б) Второй ограничивающий параметр – дистанция просмотра.

Минимальная дистанция просмотра, выраженная в метрах, при которой изображение выглядит удовлетворительно, в первом приближении равна шагу пикселей, выраженному в мм. При меньшей дистанции будет заметна пиксельная структура изображения, что раздражает зрителей. Например,  при шаге пикселей 16 мм минимальная дистанция – 16 м, при шаге пикселей 4 мм минимальная дистанция – 4 м.

Максимальную дистанцию комфортного просмотра можно приблизительно оценить по формуле: максимальная дистанция (м) = 6 B, где В – ширина экрана в метрах.

Наружные экраны (Outdoor) обычно используют пиксели с шагом в пределах от 6 до 40 мм.

В настоящее время  наиболее употребительный шаг для больших уличных экранов — 16 мм.

Светодиодный экран для помещений (Indoor) может иметь шаг от 1,2 до 10 мм, причём в ближайшее время шаг станет ещё меньше. Чем меньше шаг, тем дороже экран. Гибкий светодиодный экран-сетка может иметь шаг пикселей от 10 мм до любого значения, заданного Заказчиком.

Выбор типа светодиодов

Стоимость (и качество) LED-экрана зависит не только от шага пикселей, но и от типа используемых светодиодов.

Самые качественные и, соответственно, самые дорогие светодиоды – японские Nichia, затем идут американские Cree, затем целая группа: тайванские Epistar, корейские Samsung, китайские улучшенные (светодиоды китайского производства, сделанные на базе, как правило, тайванских криталлов Epistar) и, наконец – наиболее распространённые китайские Silan. Разница в стоимости может доходить до двух – трёх раз при сходных технических характеристиках. Качество выражается в надёжности и сроке службы светодиодов, а также в идентичности светодиодов по яркости и цветовой гамме.

Источники изображения

Светодиодные экраны способны воспроизводить видеоизображение с различных источников:

• Компьютеры
• Компьютерные сети (в том числе Интернет и Интернет)
• Системы видеоконференцсвязи
• DVD-проигрыватели
• магнитофоны
• камеры
• Приемники спутникового и кабельного телевидения
• Системы промышленного видеонаблюдения

Управление светодиодным экраном

Светодиодный экран в своём составе обязательно имеет в необходимом количестве передающие и приёмные карты (Sending Cards, Receiving Cards), обеспечивающие передачу  сигналов управления от компьютера.

Между экраном и контроллером (Sending Cards) необходимо проложить сигнальный кабель типа «витая пара», при большом разрешении LED экрана необходимо прокинуть несколько кабелей.

Данная кабельная трасса между контроллером и приемными картами (Receiving Cards) в кабинетах возможна на расстоянии до 100 м, в противном случае следует перейти на оптическую связь с помощью дополнительного оборудования. Схема управления экраном иллюстрируется рис. 11.

Рис. 11. Светодиодный экран. Подключение и управление

Установка светодиодных экранов

Во всех случаях производится разработка проекта установки экрана и изготовление, при необходимости, специальной металлоконструкции. При креплении экрана на крыше или стене здания проводится обследование здания и выполнение расчётов, подтверждающих возможность такой установки.

Получение разрешение на установку экрана и подвод электропитания является функцией Заказчика.

Источник: https://navystavke.ru/blog/posts/konstruktiv-svetodiodnyh-led-ekranov

Зачем нужны модули для LED-экранов

Модуль ЛЕД-дисплея — один из основных компонентов экрана, который обеспечивает трансляцию картинки. Эта часть оборудования образует поверхность экрана и отвечает за показ изображения непосредственно зрителю.

Что такое светодиодные модули. Для чего они используются

Светодиодные модули представляют собой прямоугольные электронные платы с установленными в них светодиодами. Вместе конструкция образует светодиодную матрицу. Простейшим компонентом модуля выступает кластер или пиксель. В DIP-моделях LED экранов пиксель формируется тремя отдельными DIP-светодиодами, а в SMD один кластер — это один трехцветный светодиод.

Несколько модулей с общим контроллером и блоком питания образуют кабинет. А несколько кабинетов — экран. Таким образом, модуль — это составная часть поверхности экрана.

Их используют для трансляции видео и изображений. Контроллеры распределяют картинку между модулями, выводя на каждом из них нужный фрагмент. В итоге на экране получается целостное изображение. Модули соединяются таким образом, что формируют бесшовную картинку.

Основные виды

Модули делятся на одноцветные и цветные. В первых используются светодиоды одного цвета и светятся они красным, синим или зеленым. Такая технология в основном применяется для бегущих строк, табло и иногда для вывесок. Цветные модели укомплектованы светодиодами сразу трех цветов: зелеными, красными и синими. Они передают цветное изображение и используются в LED-экранах для трансляции видео и картинок. В зависимости от светодиодов модули делятся на два основных типа:

DIP-модули

Изготовлены на основе DIP-светодиодов. Эти LED-конструкции отличаются простотой. Их могут собирать в полуавтоматическом режиме. Они представляют собой платы с установленным в отверстия DIP-светодиодами. Такие светодиоды — компоненты в виде пластиковых или стеклянных колб с отражателем, проводником и кристаллом внутри. Из них торчат контакты в виде ножек, которыми они и крепятся к плате.

Светодиодные DIP-модули выносливы к уличным условиям эксплуатации, поэтому в основном применяются для наружных экранов. Поверхность модуля состоит из пикселей, образованных одним (одноцветные модели), или тремя (цветные модели) светодиодами.

SMD-модули

Здесь каждый пиксель — отдельный трехцветный светодиод. Конструкция сложнее, чем в предыдущем типе ЛЕД-модулей и собирается автоматизировано. За счет автоматизации производства и отсутствия человеческого фактора здесь минимизирован брак продукции. Практически каждый модуль собран идеально. В таких моделях экранов компактные светодиоды крепятся на поверхность платы.

Преимущество таких экранов в качественном, детализированном изображении. Эти светодиодные модули отличаются хорошей цветопередачей, но при использовании на улице они требуют дополнительной защиты от ультрафиолета, влаги и других внешних факторов.

SMD ЛЕД-модули менее яркие, чем DIP, но картинка в них более качественная. Поэтому технология оптимально подходит для использования внутри помещений и просмотра с небольшого расстояния. Производство таких модулей сложнее и дороже, поэтому и за экран из них придется заплатить больше.

Они собраны в алюминиевом или пластиковом корпусе. Система охлаждения исключает перегорание компонентов и при надлежащем, своевременном техническом обслуживании модули служат 10 тысяч часов.

Параметры LED-модулей для экранов

Основные технические характеристики экрана зависят от параметров модулей. Качество картинки в преимущественной мере зависит от типа светодиодов.

Если в SMD изображение отличается высокой детализацией, качественной цветопередачей, то DIP характеризуются повышенной яркостью и устойчивостью к неблагоприятным условиям эксплуатации.

Модели последнего типа в основном используются на улице, а SMD — внутри помещений. В числе основных технических характеристик ЛЕД-модулей:

• Яркость — для помещения достаточно 5000-7000 кд/кв.м, а на улице в солнечную погоду хорошо, если модуль светится даже сильнее 10000 кд/кв.м.
• Шаг пикселя — влияет на детализацию картинки — чем меньше шаг, тем четче и детализированной получается изображение. Для внутренних экранов используют модули с шагом 4-6 мм, иногда 10 мм. Модели с высокой детализацией могут иметь шаг 0,5-1 мм. Для уличных моделей параметр варьируется от 10 до 25 мм.
• Углы обзора — в уличных DIP-моделях светодиодных модулей углы рассеивания света не такие большие — не превышают 90 градусов по горизонтали, а по вертикали могут иметь только 60 градусов. В SMD модулях вертикальный и горизонтальный углы обзора достигают 140 градусов.
• Потребляемая мощность — основной параметр, от которого зависит то, какие блоки питания нужны для работы модулей.
• Температурный режим — нужно подбирать в зависимости от условий эксплуатации. Выносливые модели рассчитаны на температуры от -40°С до +50°С. DIP-светодиоды более выносливы к перепадам температур.
• Степень защиты — влаго- и пылезащита корпуса, а также поверхности экрана от ультрафиолета. Распространенные степени защиты для этого оборудования IP65 и IP Позволяют использовать экран под открытым небом.
• Частота — по сравнению с обычными мониторами с частотой 60 Гц, LED-экраны имеют параметр 500-800 Гц, а при частоте от 1000-1200 Гц экран не будет мерцать при видеосъемке.

При выборе светодиодного модуля также обратите внимание на производителя, качество сборки конструкции, комплектующих. Подбирайте модель по характеристикам, учитывая условия и цели использования оборудования.

Таким образом, светодиодный модуль — это основная часть светодиодного экрана. При выборе дисплея ориентируются на характеристики именно этих комплектующих, а остальные компоненты — блоки питания, контроллеры подбирают уже исходя из того, какие модули использованы в экране.

Источник: https://video-ekran.ru/komplektujushije/moduli.html

Светодиодные модули (кластеры) в подсветке наружной рекламы

Светодиодные модули или как их еще называют светодиодные кластеры, представляют собой печатную плату небольшого размера прямоугольной, квадратной или круглой формы, на которую установлены светодиоды. Такое решение прекрасно подходит для подсветки рекламных баннеров, вывесок, конструкций, элементов фасадов зданий, садово-паркового ландшафта, деталей интерьера и т.д.

Наружная реклама, наружная подсветка, световое оформление вывесок и указателей– основная сфера, где используются светодиодные модули, модули быстрого монтажа.

За счет простоты монтажа и обслуживания, большой светоотдачи, солидного ресурса, низкого энергопотребления и доступной цены они завоевали огромную популярность в сфере изготовления рекламы. Светодиодные модули почти полностью вытеснили с рынка рекламы устаревшие вывески на люминесцентных, галогенных и неоновых лампах.

Светодиодные модули (кластеры) имеют свои преимущества в сравнении с неоновыми, люминесцентными и обычными лампами накаливания:

Высокая компактность — позволяет размещать их практически в любом месте;

Простота монтажа — обладая малым весом, светодиодные кластеры легко устанавливаются при помощи клея, двустороннего скотча;

Низкое энергопотребление – светодиодный модуль мощностью 1 ватт заменяет лампу накаливания мощностью 10 ватт;

Повышенный срок службы – кластеры на светодиодах SMD обладают высоким сроком службы – до 50 000 часов;

Невысокая цена — светодиодные модули имеют отличное соотношение цена/срок службы, на фоне ежегодного удешевления производства светодиодной продукции;

Низкое питающее напряжение от 12-ти до 30 вольт делает эксплуатацию таких осветительных приборов безопасной;

Огромный выбор вариантов – на рынке световой техники представлен широкий ассортимент светодиодной продукции в различных корпусах, с разным количеством светодиодов, углами свечения, монохромные и цветные светодиоды, что позволяет решать самые разнообразные задачи по созданию световых конструкций.

Светодиодные кластеры разделяются на 4 группы:

DIP-светодиоды – кристаллы диодов помещены в специальные линзы, которые формируют световой поток;

Модули «пиранья» — элементы смонтированы на поверхности платы и залиты компаундом, что обеспечивает их герметичность, отличаются небольшими габаритами и множеством вариантов исполнения.

Светодиоды SMD – монтируются на плате, они отличаются высокой надежностью, значительным сроком службы, минимальными массой и габаритами.

СОВ–светодиоды – чип кристалла смонтирован на плату, контакт хорошо защищен от окисления, что обеспечивает высокую надежность.

Кроме монохромных светодиодных кластеров существуют светодиодные модули RGB, которые позволяют получить любую цветовую гамму благодаря использованию трех базовых цветов (зеленого, красного и синего). Управление такими модулями осуществляется при помощи контроллера, который позволяет задать нужный цвет, оттенок, яркость, частоту мерцания, и т.д.

Замена неоновых ламп в объемных буквах рекламы

Главным недостатком неоновых ламп является очень высокая трудоемкость изготовления светящихся трубок. В процессе работы мастеру необходимо изогнуть при помощи газовой горелки неоновые трубки под сложными углами, что является непростой задачей, поскольку при значительных изгибах существует вероятность, что стекло лопнет.

Также необходимо обеспечить стерильность трубки, правильно подобрать люминофор, давление, инертный газ, для обеспечения, выбранного заказчиком цвета и оттенка. Поэтому если неоновые трубки или высоковольтный трансформатор в процессе эксплуатации пришли в негодность целесообразно их заменить светодиодными модулями.

Этой же рекомендации следует придерживаться если вы собрались изготовить новый рекламный баннер.

Сложность изготовления, а также процесс эксплуатации делает конечную стоимость вывесок из традиционного неона очень высокой, к тому же высока вероятность отказа неоновой рекламы по сравнению со светодиодной. Связано это с применением высоковольтного питающего напряжения в приделах 10-12 Киловольт, ответственно и степенью защиты изоляции, которая должна быть на порядок выше.

Схема подключения светодиодных модулей

Если подключать светодиодные кластеры в замен неоновых или люминесцентных ламп, то прежде всего необходимо демонтировать старое оборудование: лампы, трансформатор, провода. Больше они нам не понадобятся.

Подключение светодиодных модулей, кластеров, лент необходимо производить по схеме изображенной выше справа.

Не подключайте последовательно больше чем 20 модулей любого типа. Если необходимо подключить больше 20 модулей к одному источнику питания, то подключить лишние модули следует параллельно. При работе со светодиодными модулями всю коммутацию необходимо производить при отключенном напряжении. Светодиодные модули можно отрезать друг от друга кратно 1 штуке, при этом необходимо неиспользуемые выводы изолировать друг от друга и от случайного касания оголенных участков человеком.

ВАЖНО! Соблюдайте полярность, подключая модули к источнику питания! Белый (Красный) провод — ПЛЮС, синий (черный) провод — МИНУС.

Выбор мощности блока питания для светодиодных модулей

При выборе мощности источника питания учитывайте необходимый запас мощности 25-30% (рекомендовано производителями источников питания). Чтобы правильно подобрать блок питания, следует номинальную мощность одного светодиодного модуля умножить на общее количество модулей и полученную величину увеличить на 25-30%.

Проведем простой расчет, для модуля LED M5050-3W(W), напряжением 12 Вольт, мощностью 0,7W и количеством 20 шт.

1.Вычисляем потребление всеми модулями, 0,7W * 20шт. = 14W

3. Ближайшая подходящая модель обычно имеет 12Вольт 20W (Ватт), соответственно её и выбираем.

Таблица с усредненными значениями типа светодиодов (белого света) и мощности их светового потока

Применение светодиодов быстрого монтажа

Светодиоды быстрого монтажа — это одиночные светодиоды в герметичном корпусе. Бывают одноцветные пиксельные модули и светодиодные пиксели RGB. Одноцветный пиксельный модуль бывает белого, теплого, красного, зеленого, синего и желтого цвета. LED пиксель очень удобный и надежный в монтаже.

Светодиоды соединяются между собой в гирлянды по параллельной схеме. Применяются модули пиксельные одноцветные в точечной наружной рекламе, для формирования логотипов Компаний, наружных световых вывесок, знаков и букв высотных зданий.

Благодаря своей компактности, яркости и удобстве установки диоды быстрого монтажа в последнее время становятся все востребованнее.

Источник: http://eurostrojka.net/page/svetodiodnye-moduli-klastery-v-podsvetke-naruzhnoj-reklame