Електронне табло, n
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ
Основним елементом світлодіодного екрана є піксель (pixel) - елементарна крапка або структурна одиниця зображення.
Фізичний піксель складається з світлодіодів основних кольорів (червоний, зелений і синій). Піксель може бути кольоровим або монохромним, мати різні розміри. При цьому незалежно від того, скільки діодів використовується в пікселі, один або кілька, піксель несе в собі інформацію про одну елементарної точці зображення. Пікселі розміщені у вузлах прямокутної сітки екрану, тому можна говорити про розмір пікселя і про крок пікселів в поле екрану. Залежно від розв'язуваних завдань і конструктивних особливостей екрану, співвідношення розміру пікселя до кроку може становити (0,5-0,9): 1.
Фізичний піксель 1 R -2 G -1 B (1 червоний-2 зелених-1 синій).
Віртуальний піксель - додатковий піксель - формується програмно-апаратним способом з набору світлодіодів, що належать сусіднім «фізичним» пікселям. Використання «віртуального» пікселя дозволяє збільшити роздільну здатність екрана в динамічному режимі, тобто при демонстрації рухомих зображень, і, як правило, поліпшити якість зображення. «Віртуальний» і «фізичний» пікселі демонструються в різних кадрах і, за рахунок інерційності зорової системи людини, виникає відчуття подвоєння роздільної здатності екрану. Слід зазначити, що технологія - «віртуального пікселя» в класичному вигляді може бути застосована лише в матричних світлодіодних екранах з пікселями, складеними з 4-х світлодіодів, зі світлодіодами розташованими на рівних відстанях один від одного, і не може бути застосована в екранах, що мають структуру пікселя з 3 -х світлодіодів або з SMD -светодіода «3 в 1-одному». Приклад використання технології віртуального пікселя:
Реальні (фізичні) пікселі
Крок пікселя (pitch) - відстань між центрами (або початком) двох сусідніх пікселів. Крок пікселя вибирається виходячи з відстані спостереження і необхідного дозволу екрану. Іншими словами, крок пікселя визначає, з якого мінімальної відстані глядач може комфортно сприймати зображення на екрані, не помічаючи піксельної структури екрану. Людина зі стовідсотковим зором не розрізняє дві точки на екрані, якщо відстань між ними становить менше однієї кутової хвилини (1/60 градуса). Так, для кроку пікселя 10 мм ця відстань складає приблизно 20 м; для пікселя 30 мм воно складає приблизно 50 м. При великих відстанях спостереження, крок пікселя може бути збільшений. Крім того, існує поняття «відстані комфортного спостереження». Як правило, воно вибирається в межах 3-8 розмірів діагоналей екрану і більше. Проте, навіть при вдвічі меншій відстані спостереження людина може дивитися протягом довгого періоду часу, не відчуваючи стану дискомфорту (наприклад розсіює екран в кінотеатрі). У таблиці нижче наводяться дані про вибір відстані спостереження в залежності від розміру кроку пікселя екрану і від розмірів екрану.
Крок пікселя безпосередньо задає дозвіл світлодіодного екрана. а отже і якість інформації, що відображається.
Світлодіодний модуль - структурна одиниця, з яких збирається екран необхідного розміру. Світлодіодний модуль, як правило, комплектується своїм елементом управління і блоком живлення. Модулі для формування екранів можуть мати різні лінійні розміри, характеризуватися різними розмірами фізичних пікселів, їхнім складом, і т.д. Виконуються як для зовнішнього використання (outdoor виконання), так і для використання всередині приміщень (indoor виконання).
ХАРАКТЕРИСТИКИ СВІТЛОДІОДНИХ ЕКРАНІВ
Основні світлотехнічні параметри світлодіодних екранів:
- лінійний розмір (ширина х висота);
- яскравість (кд / м 2);
- контрастність;
- Дозвіл;
- крок пікселя, розмір пікселя;
- склад пікселя (число світлодіодів, з яких складається піксель);
- кількість світлових відтінків (градацій яскравості);
- кут огляду;
- частота регенерації зображення (зміна кадрів).
Яскравість - величина, що характеризує світлове випромінювання ділянки поверхні джерела світла в заданому напрямку. Яскравість вимірюється в канделах на кв. метр. Для екранів характеристика яскравості дається для білого кольору. Для застосування в приміщенні вважається достатньою яскравість в 1000 Кд / кв.м Для застосування на вулиці (в сонячний день) необхідна яскравість НЕ менше 5000 кд / кв.м.
Контрастність - відношення максимальної яскравості світіння екрана при відображенні інформації до яскравості того ж ділянки екрану без відображається. Зазвичай, якщо не зазначено інше, контрастність вказується для умов роботи в абсолютно темному приміщенні. Типові значення контрастності для світлодіодних екранів становлять від 500: 1 до 1000: 1. Однак, за умови зовнішньої засвітки, контрастність істотно знижується і визначається коефіцієнтом відображення лицьової поверхні екрану. З метою підвищення контрастності зображення на передній площині присутній сонцезахисна решітка.
Кут огляду екрану зазвичай визначається кутом огляду (діаграмою спрямованості) окремого світлодіода і залежить від типу світлодіода. У тому випадку, коли на лицьовій поверхні екрану використовуються сонцезахисні козирки, кут огляду по вертикалі зменшується.
Кількість колірних відтінків. відтворюється екраном, визначає якість кольорової палітри екрана. Повнокольорове зображення (TRUE COLOR) досягається при наявності 256 відтінків кожного основного кольору системи RGB (червоного, зеленого і синього), що відповідає 16,78 млн. Відтінків для 3-х кольорового пікселя. У найпростішому випадку піксель екрану складається з трьох світлодіодів з різним кольором світіння (зазвичай червоний, зелений, синій). Для великих пікселів використовуються від 4 світлодіодів (два червоних, зелений і синій) і більше. Кількість і тип окремих світлодіодів зазвичай вибирають з урахуванням максимального наближення до балансу білого кольору.
Частота регенерації зображення повинна забезпечувати максимально можливе в даних умовах час роботи з екраном без відчуття дискомфорту. В даний час це значення становить не менше 100 Гц.
На закінчення, до перерахованих светотехническим параметрам світлодіодних екранів слід додати так звану нерівномірність яскравості зображення, яка має місце при використанні даної технології відображення інформації, і пов'язана в першу чергу з якістю виготовлення світлодіодних модулів. Якщо для проекційних систем нерівномірність яскравості виражається, в основному, в спаді яскравості на краях системи, то для світлодіодних екранів на перше місце виступає піксельна нерівномірність яскравості. Це пов'язано з тим, що інформаційне поле екрану складається з окремих світлодіодів, в яких завжди існують технологічні розкид по силі світла. Виробники світлодіодів поділяють діоди на ранги, в межах кожного з яких сила світла діодів відрізняється не більше ніж на 15 - 30% Ще одне джерело нерівномірності яскравості може стати неоднакова орієнтація світлодіодів в поле екрану, яка веде до зміщення діаграми спрямованості.
Експлуатаційні параметри екранів:
Споживана потужність. Споживання екрана прямо пропорційно кількості світлодіодів. Тобто, при однакових фізичних розмірах 2-х екранів, споживання буде вище в тому, в якому використовується піксель з меншим кроком і відповідно з більшою концентрацією світлодіодів на одну і ту ж площу. Таким чином, сумарна споживана потужність буде визначатися площею екрану, кроком пікселя (кількість світлодіодів) і яскравістю світіння.
Надійність екрану визначається надійністю світлодіодів і схеми управління. Провідні виробники заявляють термін служби світлодіодів при експлуатації їх в номінальному режимі - до 100 000 годин.
Класифікація світлодіодних екранів:
- зовнішні (outdoor) - встановлюються на відкритому повітрі;
- внутрішні (indoor) - встановлювані в приміщеннях;
- стаціонарні - встановлюються на постійному місці;
- мобільні - встановлюються на автошасі або на швидко металоконструкції.
Залежно від розмірів пікселя і кроку між пікселями можливі різні варіанти застосування світлодіодних екранів:
- зовнішнє застосування: розмір кроку пікселя - 12; 20; 25; 30 мм і більше;
- використання всередині приміщень: крок пікселя - 3; 6; 8 мм.
Завдяки можливості об'єднання екранів в мережу, можливо безпосередньо з центрального комп'ютера передавати керуючому комп'ютеру кожного екрану інформацію і розклад показів.
Блок-схема системи управління світлодіодним екраном