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● 专业常识
★、LED显示屏的特点
一、什么是LED?
在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。
LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关,目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于LED工作电压低(仅1.5-3V),能主动发光且有一定亮度,亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时),所以在大型的显示设备中,目前尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。
把红色和绿色的LED放在一起作为一个像素制作的显示屏叫双基色屏或伪彩色屏;把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个像素的显示屏叫三基色屏或全彩屏。制作室内LED屏的像素尺寸一般是2-10毫米,常常采用把几种能产生不同基色的LED管芯封装成一体,室外LED屏的像素尺寸多为12-26毫米,每个像素由若干个各种单色LED组成,常见的成品称像素筒或像素模块。
LED显示屏如果想要显示图象,则需要构成像素的每个LED的发光亮度都必须能调节,其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高,显示的图像就越细腻,色彩也越丰富,相应的显示控制系统也越复杂。在当前的技术水平下,256级灰度的图像,颜色过渡已十分柔和,图像还原效果比较令人满意。
二、控制LED亮度的方法:
有两种控制LED亮度的方法。一种是改变流过LED的电流,一般LED管允许连续工作电流在20毫安左右,除了红色LED有饱和现象外,其他LED亮度基本上与流过的电流成比例;另一种方法是利用人眼的视觉惰性,用脉宽调制方法来实现灰度控制,也就是周期性改变光脉冲宽度(即占空比),只要这个重复点亮的周期足够短(即刷新频率足够高),人眼是感觉不到发光像素在抖动。由于脉宽调制更适合于数字控制,所以在普遍采用微机来提供LED显示内容的今天,几乎所有的LED屏都是采用脉宽调制来控制灰度等级的。
LED的控制系统通常由主控系统、扫描板和显控装置三大部分组成。主控系统从计算机的显示卡(一般为专用)中获取一屏像素的各色亮度数据,然后重新分配给扫描板,扫描板负责控制LED屏上的若干行(列),而每一行(列)上LED的显控信号则用串行的方式传送。
★、LED显示屏的分类
LED显示屏大体按照如下几种方式分类:
一、 按使用环境分为室内,室外及半室外
室内屏面积一般在十几平米以下,点密度较高,在非阳光直射或灯光照明环境使用,观看距离在几米以外,屏体不具备密封防水能力。
室外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米,点密度较稀(多为1000-4000点每平米),发光亮度在3000-6000cd/平米(朝向不同,亮度要求不同),可在阳光直射条件下使用,观看距离在几十米以外,屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。
半室外屏介于室外及室内两者之间,具有较高的发光亮度,可在非阳光直射室外下使用,屏体有一定的密封,一般在屋檐下或橱窗内。
二、按颜色分为单色,双基色,三基色
单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料,多为单红色,在某些特殊场合也可用黄绿色(例如殡仪馆)。
双基色屏一般由红色和黄绿色发光材料构成。
三基色屏分为全彩色(full color),由红色,黄绿色(波长570nm),蓝色构成及真彩色(nature color),由红色,纯绿色(波长525nm),蓝色构成。
三、按控制或使用方式分同步和异步
同步方式是指LED显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器,它以至少30场/秒的更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像,通常具有多灰度的颜色显示能力,可达到多媒体的宣传广告效果。
异步方式是指LED屏具有存储及自动播放的能力,在PC机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入LED屏,然后由LED屏脱机自动播放,一般没有多灰度显示能力,主要用于显示文字信息,可以多屏联网。
四、按像素密度或像素直径划分
由于室内屏采用的LED点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要有:
∮3.0mm 60000像素/平米
∮3.75mm 42000像素/平米
∮5.0mm 16384像素/平米
室外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准,按每平米像素数量大约有1024点,1600点,2048点,2500点,4096点等多种规格。
★、LED显示屏的基本构成
简单地讲LED显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元(单元显示板或单元显示箱体)构成屏体,再加上一套适当的控制器(主控板或控制系统)。所以多种规格的显示板(或单元箱体)配合不同控制技术的控制器就可以组成许多种LED显示屏,以满足不同环境,不同显示要求的需要。
仔细分解一个LED显示屏,它由以下一些要素构成(以较为复杂的同步视频屏为例):
一、金属结构框架
室内屏一般由铝合金(角铝或铝方管)构成内框架,搭载显示板等各种电路板以及开关电源,外边框采用茶色铝合金方管,或铝合金包不锈钢,或钣金一体化制成。
室外屏框架根据屏体大小及承重能力一般为角钢或工字钢构成,外框可采用铝塑板进行装饰。
二、显示单元
是显示屏的主体部分,由发光材料及驱动电路构成。室内屏就是各种规格的单元显示板,室外屏就是单元箱体。
三、扫描控制板
该电路板的功能是数据缓冲,产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。
四、开关电源
将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。
五、双绞线传输电缆
主控系统产生的显示数据及各种控制信号通过双绞线电缆由计算机传输至屏体。
六、主控系统
将输入的RGB数字视频信号缓冲,灰度变换,重新组织,并产生各种控制信号。
七、专用显示卡及多媒体卡
除具有电脑显示卡的基本功能外还同时输出数字RGB信号及行,场,消隐等信号给主控仪。多媒体除以上功能外还可将输入的模拟Video信号变为数字RGB信号(即视频采集)。
八、电脑及其外设
九、其他信息源
电视机,DVD/VCD机,摄录像机及切换矩阵等。
● 采购指南
★、LED显示屏的设计和选择
屏体尺寸设计
在设计屏体大小时,有三个重要的因素:
(1) 显示内容的需要
(2) 场地空间条件
(3) 显示屏单元模板尺寸(室内屏)或像素大小(室外屏)
在设计室内显示屏的几何尺寸时,应以显示屏单元板的尺寸为基础。一块单元板分辨率一般为64列×32行,其几何尺寸如下:
φ3.75mm单元模板尺寸为:305mm(宽)×153 mm(高)
φ5 mm单元模板尺寸为: 488 mm(宽)×244 mm(高)
室内显示屏体外边框的尺寸可按要求确定,一般应与屏体大小成比例。外边框的尺寸通常为25mm-60mm(每边)。
对于室外屏而言,首先要确定像素尺寸。像素尺寸的选定除了应考虑前面提到的显示内容的需要和场地空间因素外,还应考虑安装位置和视距。若安装位置与主体视距越远,则像素尺寸应越大,因为像素尺寸越大,像素内的发光管就越多,亮度就越高,而有效视距也就越远。但是,像素尺寸越大,单位面积的像素分辨率就越低,显示的内容也就越少。
★、室外屏和半室外屏的主要区别
(1)
室外屏安装在室外,经常日晒雨淋,风吹尘盖,工作环境恶劣,要求有防水、遮阳等功能;半室外屏一般安装在房檐下或橱窗内,一般没有防水和遮阳功能。
(2)
室外屏可能会受到雷电的袭击,需安装防雷装置,半室外屏通常无此要求。
(3) 室外屏环境温度变化极大。显示屏工作时本身就要产生一定的热量,如果环境温度过高而散热又不良,集成电路可能工作不正常,甚至被烧毁,从而使显示系统无法正常工作。所以要安装通风设备降温。
● 工程手册
★、视频屏工程手册
★、异步图文屏工程手册
★、工业群控屏工程手册
● 常见问题
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