В сети интернет достаточно много информации про устройство светодиодного экрана, однако, на наш взгляд, она подается не всегда целостно и это создает неудобства для читателя. Чтобы исправить эту ситуацию, мы подготовили несколько статей и разбили их следующим образом: в данном материале Вы познакомитесь с основными используемыми понятиями, в статье «Светодиодные модули и кабинеты» с составляющими светодиодного экрана, а в статье «Управление светодиодным экраном» соответственно, с видами управления.
ЧТО ТАКОЕ СВЕТОДИОДНЫЙ ЭКРАН
Итак, светодиодный экран (также называемый LED экран, видеоэкран, светодиодная панель и пр.) — это высокотехнологичное изделие, содержащее большое количество компонентов со сложным принципом работы, в основе которого лежат светодиоды. Светодиоды образуют пиксели, пиксели встроены в модули, модули помещаются в кабинеты, из которых и сделан светодиодный экран.
ЧТО ТАКОЕ СВЕТОДИОД
Светодиод (светоизлучающий диод, LED) является полупроводниковым прибором, который загорается, когда электричество проходит через него. Светодиоды не содержат нити, как обычные лампочки, и они не имеют тонких деталей, которые ломаются или сгорают, служат в течение долгого времени. В зависимости от того, какой тип полупроводникового кристалла используется зависит цвет светодиода: красный, белый, зеленый и пр. Если немного поменять химический состав кристалла, то изменится получаемый цвет. Часто оболочку (корпус) светодиода окрашивают, это делается для того, чтобы без включения светодиода можно было определить какого он цвета.
Светодиод является самым маленьким элементом по размерам, но не по важности. Во многом, именно от его стоимости складывается стоимость и самого светодиодного экрана. Модели светодиодов, зарекомендовавшие себя как более качественные, могут стоить дороже аналогичных по техническим характеристикам аналогов в несколько раз. На сегодняшний день, самыми качественными признаны модели японского производителя Nichia, немного ниже по рейтингу стоят светодиоды американского производства Cree. Дальше Samsung и Epistar (Тайвань) — их стоимость примерно одинакова, еще ниже китайские Absen, Silan multicolor и некоторые другие. Чаще всего при производстве светодиодных экранов сегодня используют китайские светодиоды Silan. Они относительно демократичны по цене и обладают большим сроком эксплуатации.
Стандартные светодиоды рассчитаны на 100 000 часов (11+ лет) непрерывного использования и на их жизненный цикл не влияет количество включений/выключений, которых происходит очень много. Яркость светодиода получившая название — техника широтно-импульсной модуляции, регулируется следующим образом — напряжение на светодиод подается не постоянно, а попеременно. И в зависимости от того, какая яркость необходима определяется время подачи тока, т.е. если нужна половина яркости, то напряжение подается половину времени от частоты рефреша.
ЧТО ТАКОЕ ЧАСТОТА ОБНОВЛЕНИЯ (REFRESH RATE)
Частота рефреша (частота обновления, Refresh)- это количество обновлений кадров за определенное время (измеряется в Гц). Например, если частота рефреша компьютерного монитора 100 Гц, то это говорит о том, что обновление картинки происходит 100 раз за 1 секунду. Этот показатель лед экран очень важен, поскольку от него во многом зависит качество изображения. Если частота рефреша будет не достаточной, то будет видно «биение» изображения — мерцание, это объясняется тем, как человек визуально воспринимает источник света. Если мерцание происходит быстро, то происходит суммирование вспышек и свет воспринимается горящим постоянно. На сегодняшний день частота рефреша в светодиодных экранах составляет не менее 600 Гц, чаще всего этого достаточно.
Светодиоды являются настоящими незамеченными героями в мире электроники. Они делают десятки различных работ и встречаются во всех видах устройств. Среди прочего они формируют числа на электронных часах и говорят, когда наши приборы включены. В принципе, светодиоды — просто крошечные лампочки, которые легко вписываются в электрические цепи. Один или несколько объединенных светодиодов образуют пиксель.
ЧТО ТАКОЕ ПИКСЕЛЬ В СВЕТОДИОДНОМ ЭКРАНЕ
Пиксель — светящаяся точка, это самая маленькая единица изображения. Для создания всего многообразия цветов передаваемых пикселем, используют, чаще всего, всего три разных по цвету светодиода: красный, зеленый и синий (обозначаемые R, G и B, соответственно). Для создания больших пикселей, диаметр которых может достигать 80 мм (применяемые в светодиодных экранах для медиафасадов), количество светодиодов увеличивают, например: 2R1G1B — т.е. 2 красных, 1 зеленый и 1 синий. То, сколько и какого цвета светодиодов использовать определяют с учетом наилучшего приближения к балансу белого цвета. Качественный белый цвет будет только тогда, когда красный, зеленый и синий цвета будут в соотношении 1 : 4,6 : 0,16. В случае отклонения от этого соотношения, белый цвет будет иметь отклонения, например: голубовато-белый или желтовато-зеленый.
РАЗРЕШЕНИЕ СВЕТОДИОДНОГО ЭКРАНА
Разрешение светодиодного экрана — количество пикселей на 1 м2 LED экрана. Оптимальным разрешением для экрана шириной 4м. и высотой 3м. считается разрешение не менее 256х192, т.е. 256 пикселей по горизонтали и 192 по вертикали. Это значение достигается при шаге пикселя 15,6 мм.
ШАГ ПИКСЕЛЯ В СВЕТОДИОДНОМ ЭКРАНЕ
Шаг пикселя – расстояние от центральной точки одного пикселя до центральной точки соседнего пикселя. Соответственно, чем больше шаг, тем ниже разрешение экрана. Шаг пикселя получил обозначение латинской буквой «Р», например, P6 – означает LED экран с шагом пикселя 6 мм.
Рассматривая устройство светодиодного экрана: выбор шага пикселя является очень важным моментом при покупке: уменьшение шага всего на пару миллиметров, значительно увеличивает плотность светодиодов, а следовательно и разрешающую способность экрана. Оценить необходимый шаг пикселя можно следующим образом: он прямо пропорционален рекомендуемому расстоянию просмотра, т.е. на экран с шагом пикселя 10 мм. рекомендуется смотреть на расстоянии 10 метров, для экрана с шагом пикселя 16 мм – 16 метров, для 25 мм – 25 метров. Если расстояние будет меньше, то зритель сможет различать отдельные пиксели, если больше то наоборот, не будет видно мелких деталей. Соответственно, для определения шага пикселя необходимо знать на каком расстоянии от светодиодного экрана будет находится преобладающая часть зрителей.