Ինչպես են աշխատում LED ցուցիչների վահանակները. Տեխնոլոգիայի և բաղադրիչների բացատրություն

Ինչ է այս LED ցուցիչների վահանակը. Սահմանում և հիմնական գործառույթներ

LED ցուցիչների վահանակները հիմնականում հարթ էկրաններ են, որոնք կազմված են փոքր լույս արտանետող դիոդներից՝ դասավորված ցանցերում՝ պատկերներ և տեսանյութեր ցուցադրելու համար՝ կառավարելով արտանետվող լույսի քանակը: Այս երևույթը տեղի է ունենում էլեկտրոլյումինեսցենցիայի շնորհիվ: Երբ էլեկտրականությունն անցնում է այս հատուկ կիսահաղորդիչ նյութերով, որոնք տեղակայված են յուրաքանչյուր LED-ի ներսում, դրանք սկսում են լուսարձակել՝ արտադրելով փոքր լուսային փաթեթներ՝ ֆոտոններ: Քանի որ ինքները LED-ներն են արտադրում լույսը՝ առանց հետևի լուսավորության կարիքի, այս ցուցիչները կարող են շատ պայծառ լինել՝ միաժամանակ էներգիա խնայելով այլ ցուցիչների համեմատ: Այդ իսկ պատճառով էլ այսօր դրանք տեսանելի են ամենուր՝ սկսած թվային գովազդային տախտակներից մինչև սմարթֆոնների էկրաններ:

LED ցուցիչների վահանակների սահմանումն ու գործառույթը

LED էկրանները ծառայում են որպես դինամիկ տեսողական ինտերֆեյսներ թվային ցուցանակների, կենդանի իրադարձությունների և հեռարձակման միջավայրերի համար: Դրանց հիմնական գործառույթն այն է, որ էլեկտրական սիգնալները փոխարկեն ճշգրիտ լուսային օրնամենտների՝ օգտագործելով միլիոնավոր անհատապես կառավարվող կարմիր, կանաչ և կապույտ դիոդներ, որոնք կազմում են լիակազմ գունային պատկեր, որը տեսանելի է նույնիսկ լուսավոր պայմաններում:

LED էկրանի հիմնական կառուցվածքը՝ դիոդներից մինչև պիքսելները

Ունի եռական կառուցվածք՝ բաղկացած երեք հիմնական շերտերից.

1. Դիոդները : Միկրոսկոպիկ LED-ներ, որոնք արտանետում են կարմիր, կանաչ կամ կապույտ լույս
2. Պիքսելներ : Խմբեր, որոնք միավորում են RGB դիոդները գույնը խառնելու համար
3. Մոդուլներ : Անտառանկար միավորներ, որոնք պարունակում են 64–256 պիքսել, նախատեսված են անընդհատ հարթությամբ տեղադրման համար

Ինչպես են աշխատում LED էկրանները. ընդհանուր համառոտ ակնարկ

Տեսապրոցեսորները մուտքային սիգնալները փոխարկում են պիքսել-հատուկ պայծառության և գույնի տվյալների: Կառավարման համակարգերը այս տեղեկությունները բաշխում են բոլոր մոդուլների վրա, թարմացնելով առանձին դիոդները հազարավոր անգամ վայրկյանում՝ առաջացնելով հեղուկ, առանց մակաբույծ պատկերների և առանց թրթռացման պատկեր:

LED էկրանների հիմնական բաղադրիչներն ու մոդուլային կառուցվածքը

Լուսարձակ էկրանի հիմնական բաղադրիչները՝ կապույտ, մոդուլներ, սնուցման աղբյուրներ և ընդունիչ քարտեր

Ամենատարածված ժամանակակից LED էկրանները հիմնված են չորս հիմնական մասերի համատեղ աշխատանքի վրա: Նախ և առաջ՝ դա կաբինետն է, որը սովորաբար պատրաստված է թեթևակշիռ ալյումինե շրջանակներից, որոնք ներսում ամեն ինչ ճիշտ դասավորում են: Այս կաբինետները շատ կարևոր են, քանի որ պետք է դիմադրեն արտաքին պայմաններին՝ պահպանելով բոլոր զգայուն մասերը ապահով: Այս կաբինետների ներսում տեղադրված են ստանդարտ LED մոդուլներ, որոնք սովորաբար մոտ 320x160 միլիմետր չափսեր ունեն: Յուրաքանչյուր մոդուլ պարունակում է հարյուրավոր փոքրիկ RGB պիքսելներ՝ համակցված վարող միկրոսխեմաների և շրջակա միջավայրի վնասվածքներից պաշտպանող շերտերի հետ: Էլեկտրամատակարարումը կատարվում է հատուկ սարքերի միջոցով, որոնք ապահովում են հաստատուն 5 վոլտ հաստատուն հոսանք: Համակարգը ներառում է պահեստային շղթաներ, որպեսզի նույնիսկ եթե մեկ մասը ձախողվի, էկրանը շարունակի աշխատել 99,9 տոկոս դեպքում: Վերջապես, ընդունիչ քարտերը հանդես են գալիս որպես կենտրոնական կառավարիչներ, որոնք ստանում են տեսահաղորդագրությունները և դրանք վերածում ամբողջ էկրանի առանձին պիքսելների համար նախատեսված հստակ հրահանգների՝ հաճախ օգտագործելով արագ Էթերնետ կամ մանրաթելային կաբելներ առավելագույն արագություն ապահովելու համար:

LED Մոդուլներ և Պիքսելների Շարվածք. Բաղադրիչների Ուղղությունների Ծանոթություն

Պիքսելների շարվածքի տերմինը վերաբերում է հարևան պիքսելների կենտրոնների միջև եղած հեռավորությանը, որը վերջնականապես ազդում է ինչպես պատկերի պարզության, այնպես էլ դիտորդի էկրանից ունենալու ճիշտ հեռավորության վրա: Վերցրեք, օրինակ, 1,5 մմ շարվածքով մոդուլը, որը կարողանում է տեղավորել մոտ 444 պիքսել յուրաքանչյուր քառակուսի դյույմում, ինչը առևտրի կենտրոններում գտնվող մեծ էկրանները դարձնում է անհավանական սրածայր՝ նույնիսկ 8K լուծաչափով: Ինչն է դա հնարավոր դարձնում? Արդյունավետ SMD համարվածքի տեխնոլոգիան թույլ է տալիս, որ այդ փոքր RGB դիոդները զբաղեցնեն 0,4 մմ²-ից փոքր տարածք: Այս առաջընթացը հնարավորություն է տալիս ստանալ արտակարգ բարձր մանրամասնեցում այնպիսի էկրանների համար, որոնց շարվածքը կարող է հասնել մինչև 1 մմ-ի, ինչը հաճախ ենք հանդիպում ներքին միջավայրերում, ինչպիսիք են հեռուստաստուդիաները, որտեղ հեռարձակման որակը ամենակարևորն է:

Ինչպես LED մոդուլների տվյալների բաշխումը թույլ է տալիս համատեղել էկրանները

Մեծ զանգվածների սինխրոնացման պահպանման համար FPGA-հիմնված կառավարիչները տարածում են սեղմված տեսահաղորդաշրջաններ Cat6 կետլերի շղթայակցված միացումներով՝ հասնելով <1 մվ ուշացման 100 մետրանոց հատվածներում: Իրական ժամանակում սխալների ուղղումը հայտնաբերում է և թողնում կորուսյալ մոդուլները, իսկ բուֆերային համակարգերը կանխում են կադրերի կորուստը հաղորդանցման ընդհատումների ընթացքում՝ ապահովելով անընդհատ վերարտադրում:

Քայլ առ քայլ. ինչպես է աշխատում LED ցուցիչի վահանակը՝ սիգնալից մինչև լույս

Սիգնալի մուտքից մինչև լույսի ճառագայթումը. LED ցուցիչների գործառնական աշխատանքային գործընթացը

Երբ թվային սիգնալները ստացվում են մեդիայի կամ համակարգիչների նման սարքերից, դրանք մտնում են ցուցիչի համակարգ, որտեղ հատուկ սարքավորումներ դեկոդավորում են դրանք: Այն, ինչ տեղի է ունենում հետո, իրականում շատ հետաքրքիր է՝ այս սիգնալները համընկնում են էկրանի վրա ֆիզիկապես դասավորված տարրերի դիրքերի հետ և ճիշտ նշում, թե յուրաքանչյուր LED պիքսելը որքան պետք է լուսավոր լինի: Շատ ցուցիչներ աշխատում են մոտ 60 Հց-ով, ինչը նշանակում է, որ էկրանի յուրաքանչյուր փոքր կետ ամեն վայրկյան 60 անգամ թարմացվում է: Սա առաջացնում է հարթ տեսքով պատկերներ, որոնք առանց ցնցումների են և բավարար են մեծամասնության համար, թեև խաղացողները կարող են ավելի արագ տարբերակ ցանկանալ:

Թվային սիգնալների մշակում LED ցուցիչներում՝ Պատկերների փոխակերպումը կառավարման հրամանների

Այս սարքերի ներսում գտնվող հատուկ միկրոսխեմաները վերցնում են բոլոր անմշակված պատկերի տվյալները և դրանք վերածում են յուրաքանչյուր LED-ի համար նախատեսված կոնկրետ պայծառության և գույնի հրահանգների: Իրականում այստեղ շատ բան է կատարվում՝ ներառյալ պիքսելների համապատասխանեցումը էկրանի ցանցի ճիշտ տեղերին, հարմարեցումը թույլատրելի թույլատրելի լուծաչափին և սեղմումը սերիական գունային սանդղակը, որպեսզի ամեն ինչ համազանգված տեսք ունենա ամբողջ էկրանի վրա: Նորագույն համակարգերի մեծամասնությունը աշխատում է 12 բիթանոց գունային խորությամբ, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են ստեղծել մոտ 68,7 միլիարդ տարբեր գույն յուրաքանչյուր փոքրիկ լույսի համար: Այս հսկայական տիրույթը թույլ է տալիս անհավանականորեն հարթ գունային փոփոխություններ և գրադիենտներ, որոնք մոտավորապես ճշգրիտ նման են իրական կյանքի լուսանկարներին՝ մոտիկից դիտելիս:

Պատկերի թարմացում և թարմացման հաճախականություն. Համարժեք վիզուալ արտադրումի ապահովում

Թարմացման հաճախականությունը հիմնականում ցույց է տալիս, թե ինչքան հաճախ է էկրանը թարմացնում դրա վրա տեղադրված պատկերը: Երբ համեմատում ենք 240Հց հասնող caրձա էկրանները՝ 60Հց-ի ստանդարտ էկրանների հետ, արագ շարժվող պատկերներ դիտելիս պարզորոշ տարբերություն է նկատվում պատկերի հստակության մեջ: Որոշ փորձարկումներ ցույց են տալիս, որ այս ավելի արագ մատրիցները շարժման անթափանցելիությունը կրճատում են էականորեն՝ հնարավոր է՝ մոտ երեք քառորդով պակաս, քան հին տեխնոլոգիաները: Այդ իսկ պատճառով էլ խաղացողներն ու սպորտային իրադարձությունների երկրպագուները նախընտրում են դրանք՝ գործողությունների սյուժեի ընթացքում ավելի սրածայր պատկերի համար: Բազմամատրիցային կառուցվածքների դեպքում, երբ միասին են աշխատում մի քանի մատրիցներ, համաժամանակյան տայմինգի կառավարիչների առկայությունը դառնում է շատ կարևոր: Այս բաղադրիչները օգնում են ամեն ինչ համաձայնեցնել, որպեսզի կադրերը չխառնվեն կամ չունենան ուշացում, երբ տեսարանները արագ փոխվում են մեկ մատրիցից մյուսին:

RGB Պիքսելի Ճարտարապետություն և Լիագույն Գույների Ստեղծում LED Մատրիցներում

RGB Խմբերի Դերը LED Էկրանի Բաղադրիչներում և Պիքսելի Կառուցվածքում

Բոլոր LED ցուցիչները հիմնականում աշխատում են RGB պիքսելային կառուցվածքներով: Այդ ցուցիչներն ունեն կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսերի փոքր խմբեր, որոնք կազմում են յուրաքանչյուր առանձին գունային կետ: Յուրաքանչյուր պիքսելի ներսում իրականում կան երեք ավելի փոքր մասեր, որոնք սերտորեն աշխատում են միասին: Նրանք հետևում են այն, ինչ կոչվում է ադիտիվ գունային մեթոդ, այնպես որ կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսերի տարբեր քանակները խառնվելիս առաջանում են տարբեր գույներ, որոնք մենք կարող ենք տեսնել: Երբ արտադրողները փոքր հեռավորություններ են ընտրում պիքսելների միջև, օրինակ՝ մոտ 1,5 մմ, նրանք ստանում են ավելի շատ պիքսելներ յուրաքանչյուր քառակուսի մետրում՝ ավելի քան 44 հազար, ինչը նշանակում է շատ ավելի սրածայր պատկեր, հատկապես երբ մարդիկ դիտում են դրանք մի քանի ոտնի հեռավորության վրա:

Գույների կազմում՝ օգտագործելով RGB LED-ներ. Կարմիր, կանաչ և կապույտ լույսերի խառնում

Գույները հայտնվում են, երբ էկրանի փոքր խմբերում գտնվող փոքրիկ կարմիր, կանաչ և կապույտ պիքսելների լուսարձակումը կարգավորում ենք: Վերցրեք, օրինակ, այն, ինչ կատարվում է, երբ մեկը միաժամանակ բարձրացնում է կարմիրը՝ մոտավորապես 655 նանոմետրով, և կանաչը՝ մոտավորապես 520 նանոմետրով, — բում, մենք տեսնում ենք դեղին: Եվ եթե երեք հիմնական գույներն էլ հավասարապես աշխատեն, դրանք խառնվում են և ստացվում է սպիտակ լույսին նման բան: Կա մի խելացի մեթոդ՝ կոչված իմպուլսային լայնության մոդուլացիա, որը արտադրողներին տալիս է լուսարձակման մակարդակների վերաբերյալ ահագին ճկուն կառավարում: Այս տեխնոլոգիայի շնորհիվ ժամանակակից էկրանները կարող են խաբել մեր աչքերին և ցույց տալ մոտավորապես 16,7 միլիոն տարբեր երանգներ՝ չնայած ներգրավված լինեն միայն երեք հիմնական գույներ: Մեր տեսողական համակարգը այսպես է աշխատում, քանի որ մարդիկ գույները բնական կերպով ընկալում են ցանցաթաղանթի երեք տեսակի կոնաձև բջիջների միջոցով, ինչը հնարավոր է դարձնում այս համադրությունները:

Միլիոնավոր գույների հասնելը ճշգրիտ RGB գունային խառնման միջոցով

Այսօրվա դիսփլեի վահանակները, որպես կանոն, աշխատում են 8-բիթանոցից մինչև 16-բիթանոց մշակման հզորությամբ, ինչը յուրաքանչյուր գունային ալիքի համար նրանց տալիս է 256-ից մինչև մոտ 65 հազար ինտենսիվության մակարդակ: Թվերը հետաքրքիր են դառնում, երբ մենք մոտիկից նայում ենք. 8-բիթանոց կառուցվածքը կարող է մշակել մոտ 16,7 միլիոն տարբեր գունային խառնուրդ (սա 256-ի խորանարդն է): 10-բիթանոց տեխնոլոգիային անցնելուց հետո հանկարծ հասանելի է լինում մեկ միլիարդից ավել հնարավոր կոմբինացիա: Ինչո՞ւ է սա կարևոր: Դա այն պատճառով է, որ այս նրբերանգները մեծ տարբերություն են կատարում՝ ցուցադրելիս իրական մաշկի երանգներ կամ ներկայացնելիս երկնքի ներդաշնակ անցումները մայրամուտի ժամանակ: LED-ների կալիբրման վերջին նվաճումները գույնի ճշգրտությունը բերել են Delta E 2-ից ցածր արժեքների, ինչը բավարարում է նույնիսկ հեռուստատեսային արտադրության հեռարձակման որակի խիստ չափանիշները:

Կառավարման համակարգեր և սինքրոնացված տեսողական ելքի համար սիգնալի մշակում

Հազարավոր մոդուլների սինքրոնացում. մեծ չափսի LED էկրաններում կառավարման համակարգերի դերը

Կենտրոնական կառավարման համակարգերը կառավարում են հազարավոր մոդուլներ՝ առանձին պիքսելների մակարդակով: Այդ համակարգերը ստանում են տեսահաղորդակցության սիգնալը, այն բաժանում են էկրանների համար նախատեսված կոնկրետ հրահանգների, ապա ուղարկում այդ ամբողջ տեղեկատվությունը յուրաքանչյուր մոդուլի ընդունիչ քարտերին: Վերջին տեխնոլոգիաները երաշխավորում են, որ ամբողջ էկրանային կառուցվածքում ամեն ինչ թարմացվում է միևնույն պահին, ուստի էկրանին արագ տեղի ունեցող իրադարձությունների դեպքում տեսողական խանգարումներ կամ դեֆորմացիաներ չեն առաջանում: Ժամանակակից կառավարիչները ներկայումս կարող են ապահովել մինչև մոտ 7680 Հց թարմացման հաճախականություն, ինչը նշանակում է, որ նրանք հիանալի աշխատում են նաև այն սուպեր արագ հեռարձակումների ընթացքում, երբ յուրաքանչյուր միլիվայրկյանն արժեքավոր է:

Անալոգային և թվային կառավարումը խոշոր մասշտաբի LED տեղադրումներում՝ կատարողականի և հուսալիության համար համարվող համարներ

Երբեմն հիմնականում օգտագործվում էին անալոգային կառավարման համակարգեր, սակայն այսօր թվային համակարգերն են տիրապետում, քանի որ ավելի լավ են աշխատում: Վերցրեք, օրինակ, 4K սիգնալները: Թվային տեխնոլոգիան կարող է մշակել դրանք 2 միլիվայրկյանից պակաս ժամանակում՝ շատ ավելի արագ, քան անալոգային համակարգերի 15-ից 20 միլիվայրկյանը: Այս արագության տարբերությունը մեծ ազդեցություն է թողնում լագի նվազեցման և ամեն ինչի ավելի արձագանքող լինելու վրա: Մեկ այլ առավելություն ներդրված սխալների ուղղման համակարգն է, որն անմիջապես ուղղում է վնասված տվյալները, իսկ բաշխված մշակումը թույլ է տալիս բարձրացնել լուծաչափը մինչև 16K՝ առանց որակի անկման: Դաշտային փորձարկումները ցույց են տվել, որ թվային համակարգերը 40%-ով ավելի հուսալի են աշխատում բարձր խոնավության դեպքում, ինչը շատ կարևոր է որոշ արդյունաբերական պայմաններում: Վերջերս նաև տեսնում ենք որոշ հետաքրքիր հիբրիդային լուծումներ, երբ ընկերությունները հզորությունը հաղորդելու համար օգտագործում են անալոգային բաղադրիչներ, իսկ իրական սիգնալի մշակման համար անցնում են թվայինին: Այս տարբերակը, թվում է, լավ հավասարակշռություն է ստեղծում արդյունավետ աշխատանք ապահովելու և կայուն գործողություններ պահպանելու միջև:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Որտե՞ղ են օգտագործվում LED ցուցիչները:

LED ցուցիչները օգտագործվում են թվային նշումների, կենդանի իրադարձությունների և հեռարձակման միջավայրերի համար՝ ստեղծելով լիագույն գունային պատկերներ՝ օգտագործելով կարգավորվող կարմիր, կանաչ և կապույտ դիոդներ:

Ինչպե՞ս են աշխատում LED էկրանները

LED էկրանները աշխատում են՝ մուտքային սիգնալները վերափոխելով կոնկրետ պայծառության և գույնի տվյալների, որոնք վերահսկող համակարգերի կողմից բաշխվում են անընդհատ պատկեր ստանալու համար:

Ի՞նչ է պիքսելային քայլը LED ցուցիչներում:

Պիքսելային քայլը վերաբերում է հարևան պիքսելների կենտրոնների միջև եղած հեռավորությանը, որը ազդում է պատկերի պարզության և իդեալական դիտման հեռավորության վրա:

Ինչպե՞ս են RGB LED-ները ստեղծում գույներ

Գույները ստեղծվում են՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ պիքսելների պայծառությունը կարգավորելով RGB խմբերում՝ ստեղծելով տարբեր գունային համադրություններ: