EN
LED Էկրանների Հիմնական Կոմպոնենտները և Համակարգի Ճարտարապետությունը
LED Էկրանային Համակարգի Հիմնական Կոմպոնենտները՝ Մոդուլներ, Վահանակի IC-ներ, Սնուցման Աղբյուրներ և Կառավարման Փոխանցիչներ
Ժամանակակից LED էկրանները աշխատում են ինչպես բարդ էկոհամակարգեր՝ կազմված չորս հիմնական մասերից, որոնք աշխատում են միասին: LED մոդուլները հիմնականում հանդիսանում են շինարձանի հիմնական տարրերը, որոնք պարունակում են փոքրիկ RGB դիոդներ, խմբավորված յուրաքանչյուր պիքսել ստեղծելու համար, որը մենք տեսնում ենք էկրանին: Այս վահանակների վահանակները նույնպես կատարում են մի բան, որը շատ հիանալի է՝ կառավարելով էլեկտրականության քանակը, որն անցնում է յուրաքանչյուր առանձին դիոդին՝ մոտ 2% ճշգրտությամբ, ինչը թույլ է տալիս արտադրողներին ճշգրիտ կերպով կարգավորել լուսայնության մակարդակը՝ օգտագործելով PWM տեխնոլոգիան: Երբ գործ ունենք մեծ տարածքների հետ, որոնք ընդգրկում են մի քանի վահանակներ, բաշխված սնուցման աղբյուրները դառնում են անհրաժեշտ՝ ապահովելու ամեն ինչ հավասարաչափ աշխատանքը՝ չնայած լարման անկմանը երկայնքով: Եվ մի մոռացեք կառավարման տախտակների մասին՝ դրանք գործում են գրեթե ինչպես ամբողջ համակարգի ուղեղը, ստանալով բոլոր մուտքային սիգնալները և համակարգելով թարմացման հաճախականությունները՝ արագությամբ 1 միլիվայրկյանից պակաս, որպեսզի տեսանյութերը ցուցադրվեն առանց ցանկացած անհարմար արտեֆակտների կամ դեֆորմացիաների:
LED մոդուլի կառուցվածքը և ինտեգրումը ավելի մեծ վահանակների ցանցում
LED մոդուլների ստանդարտ չափը սովորաբար մոտավորապես 320x160 մմ կամ 320x320 մմ է, ինչը հնարավորություն է տալիս այսօր ստեղծել խոշոր վիդեո ցուցադրումներ՝ կառուցվածքներով, որոնք գերազանցում են 1000 քառակուսի ոտնաչափը: Կառուցվածքն իրականում մի քանի շերտ ունի: Նախ կան այն SMD կամ COB LED զանգվածները, որոնք տեղադրված են FR-4 տախտակների վրա: Ապա գալիս է սիլիկոնե ծածկույթը, որը պաշտպանում է փոշուց և խոնավությունից: Եվ մի մոռացեք փոքր հարմարեցման պիներին՝ դրանց շատ ճկուն ±0,1 մմ հանդուրժողականությամբ, որոնք համոզվում են, որ ամեն ինչ առանց միջակայքերի հարմարվում է մեկը մյուսին: Շատ համակարգեր ներդրված կապող միջոցներ են ունենում, որպեսզի տեղադրումը չտևի անվերջ, երբեմն միայն մի քանի րոպե մեկ վահանակի համար: Կան նաև շատ խելացի ծրագրաշար, որը աշխատում է ֆոնի վրա՝ սխալների տարածման ալգորիթմներ կոչված, որոնք ուղղում են գույնի և պսկրտման փոքր տարբերությունները, որտեղ վահանակները հանդիպում են: Ալյումինե հետին սալը նույնպես երկու նպատակ է իրականացնում: Այն օգնում է տարածել ջերմությունը, որպեսզի ներքին ջերմաստիճանը 85 աստիճան Ցելսիուսից ցածր մնա, ինչը նշանակում է, որ այս ցուցադրումները շատ ավելի երկար կկենան, մինչև մասերի փոխարինում պահանջվի:
LED վահանակների կառուցվածք եւ կազմ, ներառյալ շրջանային ենթադաշտերը եւ պաշտպանական կահույքները
Առեւտրային LED վահանակները օգտագործում են ամուր, բազմաշերտ շինարարություն՝ դիմացկունության համար.
| Ստորոշ | Նյութ | Ֆունկցիա | Backpageսինթիկս |
|---|---|---|---|
| Ճակատ | Պոլիկարբոնատ | Օդերեւութաբանական, հակահավաքային, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներ արգելափակող | 35 մմ |
| ՇՐՋԱՆ | FR-4 էպոքսե | Ազդանշանի երթուղարկում | 1,6-մմ |
| LED սրահ | Ալումինե PCB | Icական կառավարում | 2 մմ |
| Կողքի | Պղպեղով ծածկված պողպատ | Կոնստրուկտիվ աջակցություն | 13 մմ |
Արտաքին օգտագործման նախատեսված վահանակները, որպես կանոն, ունենում են IP65 կնիքեր՝ հանդվածային ծածկույթներով, որոնք կիրառվում են վահանակի վարորդի IC-ների վրա, և այդ ամենը խոչընդոտում է խոնավության xննդումը, ինչը հաճախ հանգեցնում է անսարքությունների, երբ սարքավորումները ենթարկվում են ծայրահեղ պայմանների: Ջերմության կառավարման համար արտադրողները օգտագործում են ավիատիեզերական որակի ալյումինե ստորաշերթեր, որոնք ջերմությունը հաղորդում են մոտ 205 Վտ/մԿ արագությամբ: Այս նյութերը աշխատում են վահանակի հետևի կողմում հատուկ նախագծված սառեցման անցքերի հետ միասին, ինչը նվազեցնում է շահագործման ջերմաստիճանը մոտ 15 աստիճան Ցելսիուսով սովորական կամարների համեմատ: Այս համադրությունը թույլ է տալիս վստահելի աշխատանք նույնիսկ անընդհատ 24/7 շահագործման դեպքում, և որոշ սարքեր կարող են աշխատել մինչև 100,000 ժամ՝ առանց փոխարինման կարիք ունենալու:
LED մոդուլների տեխնոլոգիաներ. DIP, SMD և GOB-ի համեմատությունը տարբեր կիրառությունների համար
DIP (Dual In-line Package) մոդուլների օգտագործմամբ LED ցուցիչների հիմնական կազմը
DIP-ը նշանակում է Dual In Line Package, և այս LED սարքերը պարունակում են փոքրիկ երկու շեղված դիոդներ, որոնք տեղադրված են փաթեթների մեջ և ամրացվում են տպագրված սխեմատային հարթակներին: Դրանք նաև շատ պայծառ են՝ հասնելով մոտ 8000 նիտ լուսային ինտենսիվության, ինչը դարձնում է դրանք տեսանելի նույնիսկ արևի ուժեղ ճառագայթների տակ: Կառուցվածքը նույնպես շատ ամուր է՝ աշխատելով անխափան ինչպես -30 աստիճան Ցելսիուսի (սառը) պայմաններում, այնպես էլ 60 աստիճան Ցելսիուսի (շատ տաք) պայմաններում: Բացի այդ, դրանք ունեն IP65 պաշտպանության մակարդակ, ուստի փոշին ու ջուրը չեն խոչընդոտի դրանց աշխատանքին: Ուստի դրանք հաճախ օգտագործվում են մեծ արտաքին գովազդներում և ավտոբուսների կամ գնացքների վրա տեղադրված նշաններում: Սակայն մեկ խնդիր կա. քանի որ յուրաքանչյուր պիքսել տարածված է 10-40 մմ հեռավորության վրա, պատկերի որակը չի բավարարում մոտիկ դիտման համար: Այդ իսկ պատճառով այս լույսերը լավագույնս աշխատում են մեծ հեռավորություններից դիտման դեպքում, երբ մանրամասները կարևոր չեն:
SMD LED վահանակներ բարձր խտության ներքին կիրառությունների համար
SMD տեխնոլոգիան փոքր կարմիր, կանաչ և կապույտ LED-ներ է տեղավորում 2-ից 5 քառ. մմ չափսի փոքր փաթեթներում: Այս մինիատյուր բաղադրիչները ստեղծում են անհավանաբար բարակ պիքսելային քայլ՝ 0,9 մմ-ից մինչև 2,5 մմ: Ինչ նշանակում է սա: Դիտողները, ովքեր գտնվում են մոտ երեք մետր հեռավորության վրա, կարող են վայելել իրական 4K լուծաչափը այս էկրաններում: Բացի այդ, շնորհիվ այդ հարուստ ընթացիկ կարգավորման միկրոսխեմաների, գունային վերարտադրությունը հասնում է NTSC ստանդարտի մոտ 95%-ի: Իհարկե, SMD վահանակները չեն նախատեսված արտաքին օգտագործման համար, քանի որ դրանց պայծառությունը հասնում է առավելագույնը 1500-2500 նիտի: Սակայն շենքերի ներսում դրանք ամենուր են: Հեռուստաընկերությունները հիմնվում են դրանց վրա, խանութները դրանցով ցուցադրում են իրենց ապրանքները, իսկ ընկերությունները դրանք կախում են իրենց հոլներում՝ հայտարարություն կատարելու համար:
GOB (Glue on Board) տեխնոլոգիան ամրապնդում է տևողականությունն ու խոնավության դիմադրությունը
GOB տեխնոլոգիան բարձրացնում է արտաքին կազմվածքի արդյունավետությունը՝ օգտագործելով հատուկ թափանցիկ էպոքսիդային ծածկույթ LED մոդուլների վրա, որն սովորաբար 0.3-ից 0.5 միլիմետր հաստությամբ է: Դաշտային փորձարկումները ցույց են տվել, որ այն կարող է երեք անգամ ավելի լավ դիմադրել հարվածներին՝ համաձայն ASTM D2794 ստանդարտների: Այն շրջաններում, որտեղ խոնավությունը միշտ խնդիր է, անհաջողության դեպքերը նվազում են մոտ 70%: Ի՞նչն է դարձնում GOB-ն առանձնահատուկ: Նրա բեկման ցուցանիշը տատանվում է 1.49-ից մինչև 1.53, թույլ տալով մոտ 90% լույս անցնել առանց աղավաղման: Սովորական ծածկույթները հաճախ ստեղծում են այս անտառամ փոքր օբյեկտիվների էֆեկտներ, որոնք խանգարում են լուսավորության որակին, սակայն GOB-ն այդ խնդիրն ընդհանրապես չի ունենում:
Ուսումնասիրություն. SMD-ի և GOB-ի կիրառումը արտաքին ստադիոնների ցուցադրումներում
2023 թվականի 15 ստադիոնների վերակառուցման վերլուծությունը ցույց տվեց GOB-ի առավելագույն արդյունավետությունը բարդ պայմաններում.
| Մետրիկ | SMD մոդուլներ | GOB մոդուլներ |
|---|---|---|
| Տարեկան անհաջողության մակարդակ | 12.7% | 3.2% |
| Լուսային կորուստ | 15%/տարի | 5%/տարի |
| ԿOSTԱՄԵՆՏ ԳՐԱՎԵԼ | $74/մ² | $22/մ² |
Չնայած 28% բարձր սկզբնական ներդրման, GOB վահանակները 11 ամիս ընթացքում հասեցին սեփականության ընդհանուր ավելի ցածր արժեքի՝ պայմանավորված նվազագույն սպասարկմամբ և ավելի երկար ծառայողական կյանքով:
Գույնը և Պատկերի Որակը. RGB Խառնուրդ, Պիքսելների Կազմակերպում և Գույնի Խորություն
RGB Գույնի Խառնուրդ LED Էկրաններում Լրիվ Սպեկտրի Պատկերի Վերարտադրման Համար
Այսօրվա LED էկրանները շնորհիվ RGB ադդիտիվ համակարգի կարող են ստեղծել անհավանական իրատեսիլ նկարներ: Ընդհանուր առմամբ, այս ցուցիչները երեք ենթապիքսելներ՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ, խառնում են տարբեր լուսայնության մակարդակներով՝ յուրաքանչյուր գունային ալիքում 0-ից 255-ի սահմաններում: Այս խառնման հնարավորությունը նրանց թույլ է տալիս ցուցադրել մոտ 16,7 միլիոն տարբեր գույն, որը կազմում է մոտ 92 տոկոսը այն բանից, ինչ մենք իրականում կարող ենք տեսնել՝ բարձր կարգի մոդելներում: Այս առաջատար ցուցիչները նույնիսկ հասնում են DCI-P3 ստանդարտներին, որոնք օգտագործվում են կինոթատրոններում: Երբ կարմիր, կանաչ և կապույտ գույները միաժամանակ ամենապիտանի կետում են, արդյունքում ստացվում է մաքուր սպիտակ լույս: Սակայն այս գույների միջև ճիշտ հավասարակշռություն ստանալը շատ կարևոր է, հատկապես հեռուստատեսային եթերի կամ ֆիլմերի համար նյութ ստեղծելիս, որտեղ գույների ճշգրտությունը ունի հիմնարար նշանակություն:
LED Պիքսելների Կազմակերպում և Ցանցի Կառուցվածքը, որոնք Որոշում են Ցուցիչի Համաչափությունը
Պատկերի որակը հիմնականում կախված է այն բանից, թե ինչպես են տեղադրված RGB պիքսելները և համապատասխան ձևով դասավորված: Վերցրեք ստանդարտ 4K LED էկրան՝ 3840-ի 2160 պիքսել չափով. սա ըստ էության մոտ 8,3 միլիոն առանձին պիքսել է, որոնք պետք է առանձին կառավարվեն: Այսօրվա լավ արտադրությունը ամբողջ էկրանի վրա պահում է լուսայնության տարբերությունը 5%-ից ցածր՝ շնորհիս լավագույն տարածությունների տեխնիկայի և խելացի սխեմաների շնորհիվ: Նշանակում է նաև պիքսելների միջև հեռավորությունը: Ժամանակակից էկրանները հաճախ ունենում են շատ ավելի փոքր միջակայք, օրինակ՝ 0,9 մմ, ի տարբերություն հին գովազդային վահանակների, որոնք օգտագործում էին մոտ 10 մմ: Սա կարևոր է, քանի որ դիտողները կարող են կանգնել շատ մոտ՝ երբեմն ընդամենը երեք մետր հեռավորության վրա, և դեռևս տեսնել հարթ, անընդհատ պատկեր՝ առանց տեսանելի միջակայքերի պիքսելների միջև:
Գույնի խորություն և պատկերի ճշգրտություն LED վահանակներում՝ ճշգրիտ հոսանքի կարգավորմամբ
12 բիթանոց գունային խորություն ունեցող էկրանները կարող են ցուցադրել մոտ 68,7 միլիարդ տարբեր գույն՝ քանի որ դրանք շատ ճշգրիտ են կառավարում յուրաքանչյուր LED-ի միջով անցնող էլեկտրականությունը՝ մոտավորապես պլյուս-մինուս 1%: Այս բարձր ճշգրտությունը կանխում է գունային շերտերի առաջացումը հարթ գունային անցումների ժամանակ: Բժիշկները հիմնվում են այս հատկության վրա՝ ուսումնասիրելով այնպիսի պատկերներ, որտեղ նույնիսկ փոքրագույն գունային տարբերությունները կարևոր են, իսկ գրաֆիկական դիզայներները, ովքեր աշխատում են բարձր մակարդակի նախագծերի վրա, նույնպես այն պահանջում են: Երբ էկրանները ճիշտ կերպով են կալիբրված, դրանք հասնում են Delta E-ի 3-ից ցածր ցուցանիշի, որն իրական աշխատանքային միջավայրում հիմնականում անտեսանելի է դարձնում ստանդարտ հղման մոնիտորների հետ գունային տարբերությունները: Շատ փորձառու մասնագետները նույնիսկ մի քանի ժամ նայելուց հետո ոչինչ չեն նկատի:
Տենդենց՝ Mini-LED և Micro-LED տեխնոլոգիաների զարգացումը, որը թույլ է տալիս ավելի բարակ գունային անցումներ
Միկրո-LED-ների փոքր չափը՝ ընդամենը 50 միկրոմետր, շատ ավելի փոքր է, քան սովորական LED-ները, որոնք մոտ 200 միկրոմետր են: Այս մինիատյուրացումը թույլ է տալիս հասնել 2500 պիքսել դյույմին էկրանի խտության՝ ճառագայթման մակարդակներով 0,01-ից մինչև 2000 նիտ: Երբ այս փոքր LED-ները համակցվում են քվանտային կետերի տեխնոլոգիայի հետ՝ համատեղված էկրանի վրա 16 հազար տեղական մթության գոտիների հետ, ի՞նչ ենք ստանում: Հիանալի հակադրության հարաբերակցություն՝ 20.000-ից 1, և գույների վերարտադրություն՝ ծածկելով NTSC սպեկտրի 110%-ը: Սա 40%-ով ավելի լավ է, քան OLED տեխնոլոգիան: HDR կոնտենտ դիտող մարդկանց համար սա նշանակում է, որ ավելի մուգ ստվերները ավելի լավ են սահմանադրված՝ առանց խորությունը կորցնելու: Չնայած դեռևս համեմատաբար նոր լինելուն, շատ փորձագետներ հավատում են, որ միկրո-LED-ները վերջնականապես կդառնան պրեմիում էկրանների ստանդարտ՝ իրենց գերազանց հնարավորությունների շնորհիվ:
Տեսողական արդյունքների չափորոշիչներ՝ Պիքսելների քայլ, Լուսարձակում, Թարմացման հաճախականություն և PWM կառավարում
Պիքսելների քայլը և նրա ազդեցությունը թույլատրելի դիտման հեռավորության վրա
Pixel pitch-ը, millimeters-ով սահմանված հեռավորությունը հարեւան LED կենտրոնների միջեւ, ուղղակիորեն ազդում է լուծման եւ տեսողական հեռավորության վրա: Փոքրիկ նրբապատերը ավելի հստակ պատկերներ են տալիս մոտ հեռավորության վրա օգտագործման համար.
| Viewing Distance | Խորադրված պիքսելային քայլ | Օգտագործման օրինակներ |
|---|---|---|
| < 2,5 մետր | ≤ P1.5 | Հեռարձակման ստուդիաներ, մանրածախ առեւտուր |
| 2.510 մետր | P2.5–P6 | Կոնֆերանս-սրահներ, լոբիներ |
| 10 մետր | ≥ P8 | Մարզադաշտեր, գովազդային սյուներ |
Բարձր մանրամասնելիության պահանջող միջավայրերի համար, ինչպիսին կառավարման սենյակներն են, P1.5 կամ ավելի բարակ քայլերը ապահովում են պարզություն՝ առանց պիքսելների առանձնացման:
Լուսային ստանդարտներ (Նիտ) Ներքին և Արտաքին Միջավայրերի համար
Լուսային պահանջները տարբեր կիրառություններում զգալիորեն տարբերվում են.
- Ներքին 800–1,500 նիտ՝ տեսանելիությունը հավասարակշռելու համար փայլի դեմ
- Արտաքին 5,000–10,000+ նիտ՝ անմիջական արևի լույսին դիմադրելու համար
Բարձր լուսայնությունը մեծացնում է սպառողական հզորությունը, ուստի դիզայներները օպտիմալացնում են արտադրողականությունը՝ օգտագործելով օպտիկական քալիբրացում և շրջակա միջավայրի լուսային սենսորներ՝ արդյունավետությունը պահպանելու համար՝ առանց տեսանելիությունից հրաժարվելու:
Թարմացման հաճախականություն և վիզուալ հարթություն LED էկրաններում՝ շարժվող պարունակության համար
Գերարդյունավետ LED վահանակները աջակցում են 1,920–3,840 Հց թարմացման հաճախականությանը, որը վերացնում է շարժման անթափանցությունը արագ ընթացող պարունակության ժամանակ, ինչպիսիք են սպորտային հեռարձակումները կամ էլեկտրոնային սպորտը: Երբ պատասխանման ժամանակը ենթա-1 մս է, այս էկրանները կանխում են «հոգերի» առաջացումը և ապահովում են կոտրված պատկերի անցումներ՝ որոնք կարևոր են կենդանի իրադարձությունների վայրերում և խաղային մարզադաշտերում, որտեղ վիզուալ ճշգրտությունը ազդում է հանդիսատեսի փորձի վրա:
Լարման կառավարում և լուսայնության կառավարում՝ օգտագործելով PWM տեխնիկաներ
Պուլսային մոդուլացիան (PWM) կարգավորում է պայծառությունը՝ արագ միացնելով և անջատելով LED-ները՝ լարումը նվազեցնելու փոխարեն, ինչը պահպանում է գույների ճշգրտությունը մարման բոլոր մակարդակներում: Սակայն ցածր հաճախադարձությամբ PWM-ն (<1000 Հց) կարող է առաջացնել տեսանելի մրցունք, հատկապես ծայրային տեսողության մեջ:
Արդյունաբերական պարադոքս՝ Բարձր թարմացման հաճախադարձություն ընդդեմ PWM-ով պայմանավորված մրցունքի ցածր լուսայնության ռեժիմներում
Չնայած այս 3000 Հց-ից բարձր թարմացման հաճախադարձություններին, 2023 թվականին DisplayMate-ի հետազոտությունը ցույց տվեց, որ ցածր լուսայնության մակարդակներում հետաքրքիր երևույթ է տեղի ունենում: Տասն լուսարձակներից մոտ յոթը իրականում ակնհայտ մրցունք էին ցուցադրում՝ 20% -ից ցածր լուսայնության դեպքում, քանի որ դրանց PWM համակարգերը աշխատում էին ֆիքսված դրույքաչափերով: Սակայն խոշոր ապրանքանիշերը սկսել են այս խնդիրը լուծել: Նրանք իրականացնում են այս ինտելեկտուալ PWM կարգավորումները, որոնք փոխվում են՝ կախված էկրանի շուրջ տեղի ունեցող իրադարձություններից և ցուցադրվող բովանդակության տեսակից: Սա օգնում է նվազեցնել մրցունքի էֆեկտը՝ առանց մարմանը դարձնելու անհարթ կամ անբնական դիտորդների համար:
Հաճախ տրամադրվող հարցեր
Որո՞նք են LED ցուցադրման վահանակների հիմնական բաղադրիչները
Հիմնական բաղադրիչները ներառում են LED մոդուլներ, վահանակի վարորդներ, սնուցման աղբյուրներ և կառավարման տախտակներ, որոնք համատեղ աշխատում են՝ էլեկտրականության հոսքը, պայծառությունը և տեսանյութի վերարտադրումը կառավարելու համար:
Ինչպե՞ս են համեմատվում DIP, SMD և GOB ինչպիսի տարբեր LED մոդուլների տեխնոլոգիաները
DIP մոդուլները առաջարկում են բարձր պայծառություն և տևողականություն արտաքին օգտագործման համար, սակայն ցածր լուծաչափ ունեն: SMD-ն ապահովում է բարձր խտություն և գունային ճշգրտություն ներքին ցուցադրումների համար, իսկ GOB-ն բարելավում է տևողականությունն ու խոնավության դիմադրությունը՝ օգտագործելով հատուկ էպոքսիդային ծածկույթ:
Ո՞ր գործոններն են ազդում LED ցուցադրումների տեսողական կատարման վրա
Պիքսելային քայլը, պայծառությունը, թարմացման հաճախականությունը և PWM կառավարումը հիմնական գործոններ են, որոնք որոշում են LED ցուցադրումների լուծաչափը, տեսանելիությունը և շարժվող պարունակության հարթությունը:
Ո՞ր առաջընթացներն են դարձնում micro-LED տեխնոլոգիան հզոր պրեմիալ ցուցադրումների համար
Միկրո-LED-ները առաջարկում են ավելի բարձր ցուցադրման խտություն՝ լավագույն պայծառությամբ և հակադրության հարաբերակցությամբ, ավելի լավ արդյունքներ տալով, քան հին տեխնոլոգիաները, և հավանաբար կդառնան բարձրակարգ ցուցադրումների ստանդարտ:
