Ի՞նչ է LED ցուցիչը: Ինչպե՞ս է աշխատում LED ցուցիչը

Ինչ է LED էկրանը և ինչպե՞ս է աշխատում:

LED ցուցադրումները աշխատում են տարբեր կերպ, քան սովորական էկրանները, քանի որ դրանք իրենց սեփական լույսն են արտադրում: Այս էկրանները պարունակում են հսկայական քանակով փոքրիկ LED-ներ, որոնք լուսարձակում են, երբ էլեկտրական հոսանք է անցնում դրանց միջով: LED և LCD ցուցադրումների հիմնական տարբերությունը կայանում է նրանում, որ LCD-ների համար անհրաժեշտ է առանձին լուսավորության աղբյուր, իսկ յուրաքանչյուր առանձին LED իր փոքրիկ լույսի լամպայի նման է աշխատում, որն ապահովում է ավելի լավ վերահսկում այն բանի նկատմամբ, թե ինչքան պետք է լուսավոր լինի ցուցադրումը և ճիշտ գունային տեսք ցուցադրի: Կա հատուկ շղթայական կառուցվածք, որն աշխատում է բոլոր լույսերի հետ միաժամանակ, այնպես որ ամեն ինչ հարթ և համասեռ տեսք ունենա: Սակայն, եթե չլինեն լավ միջոցներ ավելցորդ ջերմությունը հեռացնելու համար, ապա այդ ցուցադրումները կարող են սկսել անսարքություն ցուցաբերել կամ ցուցադրել անսովոր գուներ, հատկապես եթե դրանք օգտագործվում են փողոցում, որտեղ ջերմաստիճանը ամբողջ օրվա ընթացքում մշտապես փոփոխվում է:

Ինքնաթորման LED տեխնոլոգիայի հետ կապված գիտությունը

Ալիքային տեխնոլոգիան աշխատում է էլեկտրալույսի արտանետման հիման վրա: Ըստ էության, այն տեղի է ունենում, երբ որոշակի կիսահաղորդիչ նյութեր, ինչպես օրինակ գալիումի նիտրիդը, էլեկտրականություն են անցկացնում, ապա սկսում են լույսի մասնիկներ արտանետել, որոնք հայտնի են որպես ֆոտոններ: Սա տեղի է ունենում, քանի որ էլեկտրոնները հանդիպում են այն մասնիկների հետ, որոնք գիտնականները անվանում են էլեկտրոնային ճեղքեր այդ հատուկ հանգույցներում: Այս գործընթացի հետաքրքիր բանն այն է, որ այն անմիջապես էլեկտրական էներգիան վերածում է տեսանելի լույսի՝ առանց ավելորդ ֆիլտրների կամ առանձին լուսային տարրերի կարիքի: Ժամանակակից մեծամասնությունը իրականացնում է երեք տարբեր գունային դիոդների՝ կարմիր, կանաչ և կապույտի համադրությունը յուրաքանչյուր փոքրիկ պիքսել տիրույթում: Երբ արտադրողները կարգավորում են այդ գունային համադրությունների լուսավորությունը, նրանք կարող են ստեղծել հնարավոր միլիոնավոր գունային տարբերակներ էկրանի վրա: Որոշ տեխնիկական բնութագրեր նշում են, որ հնարավոր է ստանալ մոտ 16 միլիոն տարբեր երանգներ՝ կախված արտադրողի կողմից կարգավորումներից:

LED էկրանի հիմնական կառուցվածքը՝ դիոդներից մինչև պիքսելները

Տիպիկ LED էկրանը բաղկացած է երեք հիմնարար շերտերից.

• LED Մոդուլներ դիոդների կլաստեր, տեղադրված տպագրական շղթաների վրա (PCB-ներ)
• Շարժիչների միկրոսխեմաներ ինտեգրված սխեմաներ, որոնք կառավարում են լարումը և իմպուլսային լայնության մոդուլյացիան (PWM) ճշգրիտ լուսավորության կառավարման համար
• Էլեկտրամատակարարում փոխարկում է փոփոխական հոսանքը հաստատուն հոսանքի և կայունացնում է հոսանքի մատուցումը

Այս բաղադրիչները միասին աշխատում են՝ էլեկտրական իմպուլսները բարձր ճշգրտությամբ վիզուալ արդյունքների փոխակերպելու համար՝ կոորդինացնելով պիքսելների աշխատանքը

LED էկրանների էվոլյուցիան՝ սկսած վաղ մոդելներից և մինչև այսօրվա մեծածավալ էկրանները

Անցյալում, 70-ականներից մինչև 90-ականները առաջին LED համակարգերը կարող էին ցույց տալ միայն մեկ գույն՝ հիմնականում օգտագործվում էին պարզ ցուցիչների և ինդիկատորների համար: Ժամանակի ընթացքում ժամանակակից RGB LED վահանակները կարողացել են աջակցել 8K որակի էկրաններ և այնքան պայծառ լույս արձակել (10,000 նիտ), որ նույնիսկ արևոտ օրերին հաստատ տեսանելի են: Այսօր դրանք հանդիպում են ամենուր՝ մեր հեռախոսներում, խանութների ներսում՝ ուշադրությունը գրավելու համար, ինչպես նաև մարզադաշտերում՝ որտեղ հազարավոր մարդիկ դիտում են ուղիղ եթերով փոխանցվող իրադարձությունները: Այս առաջընթացի մեծ մասը պայմանավորված է SMD տեխնոլոգիայով: Այս նվաճումը նվազեցրել է պիքսելների միջև եղած տարածությունը մինչև 0.9 մմ, որի շնորհիվ հնարավոր է ստանալ բարձր հաստատման դիսպլեներ, որոնք հնարավոր է դիտել մոտիկ հեռավորությունից՝ առանց աչքերի լարվածության:

Ինչպես են LED ցուցադրական սարքերը առաջացնում լույս և գույն պիքսելների մակարդակով

Բացահայտ տեսարանները ստեղծվում են կիսահաղորդիչ ֆիզիկայի, ճշգրիտ ճյուղավորման և թվային կառավարման փոխազդեցությամբ: Այս գործընթացը կախված է երեք հիմնարար մեխանիզմներից, որոնք կարգավորում են գունային ճշտությունը, պայծառությունը և արդյունավետությունը:

Կիսահաղորդիչ նյութերի դերը լույսի արտանետման մեջ

Լույսի առաջացման գործընթացը սկսվում է խորապես ատոմական մասշտաբով որոշ կիսահաղորդիչ նյութերի ներսում, ինչպիսին է գալիումի նիտրիդը կամ AlGaInP անվանումով բարդ համակարգերը: Ըստ էության, այն տեղի է ունենում, երբ էլեկտրականությունը անցնում է այդ նյութերով, էլեկտրոնները հանդիպում են դատարկ տեղերի՝ անվանված թափոնների հետ, և այդ բախումը արձակում է լույսի էներգիայի փոքրիկ փաթեթներ՝ կոչված ֆոտոններ: Կարմիր LED լույսերի համար արտադրողները սովորաբար ընտրում են ալյումինե գալիումի արսենիդ նյութ, որը աշխատում է շուրջ 1,8-2,2 վոլտ լարման տիրույթում: Կապույտ LED-ները ավելի տարբեր են, սակայն նրանք կախված են ինդիումի գալիումի նիտրիդի տեխնոլոգիայից, որը իրոք բավականի արդյունավետ է այսօրվա համար շուկայում հասանելի բազմաթիվ ցուցադրման տեխնոլոգիաներում հասնելով քվանտային արդյունավետության 85 տոկոսին:

RGB Պիքսելի Ճարտարապետություն և Լիարդյունավետ Գունային Ստեղծում

Ամեն մի պիքսել պարունակում է երեք սուբպիքսել՝ կարմիր, կանաչ և կապույտ, որոնք դասավորված են եռանկյունային կամ քառակուսի կոնֆիգուրացիաներով: Ամեն մի սուբպիքսելի ինտենսիվությունը 0%-ից մինչև 100% փոփոխելով, էկրանները 8-բիթանոց մշակման միջոցով կարող են արտադրել 16,7 միլիոն գույն: Օրինակ՝

• Կարմիր + Կանաչ = Դեղին (580 նմ ալիքի երկարություն)
• Կանաչ + Կապույտ = Բերդագույն (495 նմ)
• Բոլոր երեքը ամբողջ ինտենսիվությամբ = Սպիտակ (6500K գունային ջերմաստիճան)

Ընդլայնված 10-բիթանոց համակարգերը այն ընդլայնում են մինչև 1,07 միլիարդ գույն՝ ապահովելով ավելի հարթ գրադիենտներ և բարելավված HDR արդյունավետություն:

Լույսի և գույնի ճշգրիտ կառավարումը իմպուլսային լայնական մոդուլյացիայի միջոցով

LED-ների վարիչները լույսի ինտենսիվությունը վերահսկելու համար հիմնված են ինչ-որ այնպիսի բանի վրա, ինչպիսին իմպուլսային լայնական մոդուլյացիան է (PWM): Ըստ էության, նրանք շատ արագ անջատում և միացնում են էլեկտրական հոսանքը, ավելի արագ, քան մեր աչքերը կարող են հայտնաբերել, սովորաբար 1 կՀց-ից բարձր: Երբ դուտյի ցիկլը 25% է, մարդիկ տեսնում են ամբողջական լուսավորության մոտ 25%: Որոշ բարձրորակ 18-բիթ նիշերի PWM չիփեր իրականում առաջարկում են մոտ 262 հազար տարբեր լուսավորության մակարդակ յուրաքանչյուր գունային ներկման համար: Սա հնարավորություն է տալիս գույները ավելի հարթ տեսնել և նաև էներգիա խնայել: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս թվային մեթոդները էներգիայի օգտագործումը կրճատում են մոտ 30-40 տոկոսով համեմատած ավելի հին անալոգային տեխնիկայի հետ:

LED էկրանների տեխնոլոգիաների տեսակները և նրանց հիմնարար տարբերությունները

SMD, DIP և COB. LED հարմարանքի տեխնոլոգիաների համեմատություն

Ժամանակակից LED էկրանները օգտագործում են երեք հիմնարար հարմարանքի մեթոդ.

• SMD (մակերեսային տեղադրման սարք) : Կոմպակտ RGB դիոդներ, որոնք տեղադրված են անմիջապես տպագրական տախտակների վրա, հարմար են բարձր հնարավորություններով ներքին էկրանների համար լայն տեսանելի անկյուններով և լուսավորության մակարդակով 3000–6000 նիտ:
• DIP (երկկոնտակտ տեղադրման փաթեթ) : Անցքի միջով ամրացվող LED-ներ, որոնք ավելի քան 8000 նիտ ելք են ապահովում, պատմականորեն օգտագործվել են արտաքին ռեկլամային տախտակներում` տևականության և անձրևադիմացկուն լինելու շնորհիվ:
• COB (Չիփը սխեմատիկ տախտակին) : Դիոդներ, որոնք ամրացված են անմիջապես ստորակետին և փակված են խեժով, որի շնորհիվ անհաջողությունների մակարդակը 60%-ով նվազում է SMD-ի համեմատ և բարելավվում է ջերմային կառավարումը:

Միկրո LED և Մինի LED. Ցուցադրման նորարական տեխնոլոգիաների հաջորդ սահմանագիծը

Միկրո LED տեխնոլոգիան աշխատում է տեղադրելով փոքրիկ դիոդներ 100 միկրոմետրից պակաս հետին մակերեսների վրա՝ առանց ավանդական հարմարանքների կարիքի: Այս կառուցվածքը տալիս է հրաշալի համեմատման հարաբերակցություն՝ մեկ միլիոնից մեկի շուրջը, և մնում է մոտ 30 տոկոսով ավելի քիչ էներգիայի սպառումը մյուս տարբերակների համեմատ: Հետո կան Մինի LED-ները, որոնք աշխատում են ինչպես հին տեխնոլոգիայից մինչև ամբողջական Micro LED-ի անցման միջանկյալ քայլ: Այս Մինի LED-ները ավելի մեծ են՝ 200-ից մինչև 500 միկրոմետր, և օգնում են բարելավել LCD էկրանների լոկալ լույսի ճշգրտությունը: Ինչ որ դուրս է բերում երկու տեխնոլոգիաները, այն է նրանց կարողությունը ստանալ պիքսելների միջև հեռավորությունը 0.7 միլիմետրից պակաս: Դա հնարավորություն է տալիս ստեղծել այնպիսի հսկայական ուլտրա HD տեսապատերը, ինչպիսիք մենք տեսնում ենք մարզադաշտերում, և նաև թույլատրում է շատ մանրամասն ներքին դիսպլեյների տեղադրում, որտեղ ամեն մի պիքսել կարևոր է:

Ընտրել ճիշտ LED տեսակը առևտրային և արդյունաբերական օգտագործման համար

Խանութներում և կառավարման կենտրոններում մարդիկ սովորաբար ընտրում են SMD էկրաններ, երբ ցանկանում են ստանալ հստակ 4K նկարի որակ և պիքսելների միջև փոքր հեռավորություն՝ շուրջ 1,2 մմ կամ ավելի քիչ: Այնպիսի վայրերում, ինչպիսիք են մարզադաշտերը, որտեղ մարդկանց մեծ թվով են հավաքվում, և կայանները, որտեղ ամենօրյա ակտիվ շարժ է տեղի ունենում, սովորաբար ընտրում են DIP կամ COB էկրաններ, քանի որ դրանք ավելի լավ են դիմանում ուժեղ արևի և մեխանիկական ազդեցություններին: Արդյունաբերական ձեռնարկությունները և կոշտ պայմաններում աշխատող գործարանները գրեթե միշտ ընտրում են COB տեխնոլոգիան: Այդ էկրանները դիմացկուն են ամենախիստ պայմանների նկատմամբ և անխափան աշխատում են նույնիսկ -40°C-ից ցածր ջերմաստիճաններում և մինչև մարդու մարմնի ջերմաստիճանից բարձր՝ մինչև 80°C: Նրանք նաև պահում են իրենց հաստատուն աշխատանքը բարձր խոնավության դեպքում՝ մինչև 85%, առանց լույսի ուժի կորուստների:

Հիմնարար տեխնիկական բնութագրեր՝ պիքսելների հեռավորությունը, լուսավորությունը և թույլատրելի հստակությունը

Ինչպես պիքսելների հեռավորությունը որոշում է նկարի հստակությունը և օպտիմալ դիտման հեռավորությունը

Փիքսելների քայլը վերաբերում է այդ փոքրիկ LED լույսերի միջև եղած հեռավորությանը, որը չափվում է միլիմետրերով: Այս հեռավորությունը շատ կարևոր է, երբ խոսքը վավերանում է նկարի հաստատունության և մանրամասների մասին: Երբ խոսքը վավերում է փոքր փիքսելների քայլի մասին, ինչպես օրինակ՝ P1.5-ից մինչև P3, ապա այդպիսի էկրանները յուրաքանչյուր քառակուսի մետրում ավելի շատ LED-ներ են տեղավորում: Դա նշանակում է, որ դրանք ցուցադրում են շատ բարակ մանրամասներ, որոնք հիանալի են աշխատում մարդկանց համար, ովքեր կանգնած են կողքից, ինչպես օրինակ՝ շենքերի մուտքերում կամ վերահսկման սենյակներում, որտեղ օպերատորները պետք է տեսնեն մանրամասները և գրաֆիկան մոտիկ տեսքով: Ընդհակառակը, ավելի մեծ փիքսելների քայլերը՝ P10-ից մինչև P16, նախատեսված չեն մոտիկ դիտման համար: Այդպիսի տիպերը լավագույն տեսքով են երևում, երբ դիտորդները հեռու են, սովորաբար ավելի քան 30 մետր հեռավորության վրա: Կարող եք մտապահել ճանապարհային բիլբորդները կամ մասսայական ստադիոնների ցուցադրումները, որտեղ հազարավոր մարդիկ դիտում են հեռվի հարյուրավոր ոտներից: Իրականում կա մի պարզ մաթեմատիկական մեթոդ՝ հաշվելու այն տեղը, որտեղ մարդիկ պետք է կանգնեն լավագույն արդյունքի համար: Պարզապես վերցրեք փիքսելի քայլի թիվը և բազմապաղ այն 2-ով կամ 3-ով, որպեսզի ստանաք օպտիմալ հեռավորությունը մետրերով: P5 էկրանի դեպքում շուրջ 10-ից 15 մետր հեռավորությունը ամենահարմարն է մեծամասնության համար:

Չափում և օպտիմալացում լուսավորության և հաստատման համար տարբեր միջավայրերում

Լուսավորությունը, որը չափվում է նիտներով (կդ/մ²), պետք է կարգավորվի ըստ միջավայրի՝

• Ներքին էկրաններ : 800–1,500 նիտ՝ խուսափելու համար ակնարկներից գրասենյակներում և խանութներում
• Արտաքին տեղադրումներ : 5,000–10,000 նիտ՝ ապահովելու համար տեսանելիությունը ուղղակի արևի ճառագայթների տակ

Ժամանակակից համակարգերը օգտագործում են շրջապատող լույսի սենսորներ՝ դինամիկ ճշգրտելու համար հաստատման հարաբերակցությունը մինչև 10,000:1, ապահովելով կարդացման հնարավորությունը անցումների ընթացքում, ինչպես օրվա վերջը կամ ներքին լուսավորության փոփոխությունները

Բարձր հնարավոր հաստատուն և հավասարակշռությունը տեսողական որակի և էներգաարդյունավետության միջև

Լավագույն LED էկրանները կարող են հասնել 4K թուլաչափին, որը նշանակում է մոտ 3840x2160 պիքսել էկրանի վրա, և ապահովում են մոտ քառակուսի մետրում տարբեր միլիոն դիոդ: Խնդիրը? Այս բարձրագույն թուլաչափերի դեպքում էլեկտրաէներգիայի հաշիվները էական չափով ավելանում են: Մենք խոսում ենք մոտ 40-ից մինչև 60 տոկոս ավելի շատ էներգիայի սպառման մասին, քան սովորական HD էկրանները սպառում են: Սակայն արտադրողները աշխատել են այս խնդրի վրա: Նրանք սկսել են ներառել էներգիա խնայող վարորդական չիփեր և ավելի խելացի էներգամատակարարման համակարգեր տարբեր մոդուլներում: Այս նորամուծումները նվազեցնում են էներգիայի սպառումը 200-ից մինչև 300 վատտ քառակուսի մետրում՝ առանց գունային որակի էական կորուստների: Ժամանակակից էկրանների մեծ մասը պահպանում է գունային ճշգրտությունը Delta E-ի սահմաններում 3-ից ցածր, ինչը ներկայացնում է մոտ երեք անգամ ավելի լավ արդյունք, քան մի քանի տարի առաջ հասանելի էր:

Ծրագրեր և ապագայի միտումներ LED էկրանային տեխնոլոգիաներում

Բացահայտել ցուցադրումները մանրածախ առևտրում, տրանսպորտում, հեռարձակման և հանրային ցուցանակներում

Շատ խանութներ այժմ տեղադրում են այդ մեծ LED տեսահարթակները՝ հաճախորդների հետ համատեղելի բրենդի փորձառություններ ստեղծելու համար: Միևնույն ժամանակ, գնացքակայաններում և օդանավակայաններում տեղադրված են տեղեկատվական էկրաններ, որոնք նույնիսկ արևոտ եղանակի դեպքում աշխատում են հիանալի, ապահովելով օրվա ընթացքում մոտ 99,8% տեսանելիություն: Հեռուստատեսային հեռարձակման աշխարհում վերջերս կորացված LED վահանակներ են կիրառվում նաև իրենց վիրտուալ հարթակների համար: Այս փոխարկումը ֆիզիկական հարթակների կառուցման հաշվին խնայում է մոտ 40% կապիտալ ծախսերից՝ ըստ որոշ պրոդյուսերների, որոնց հետ խոսել եմ: Երկրի քաղաքները տեղադրում են 8K թույլատվությամբ ցուցանակներ ավտոբուսականգառներից մինչև քաղաքային հրապարակներ եղանակի և ուղղությունների նախազգուշացումների համար: Այս խելացի քաղաքային նախագծերը հաճախ միացվում են իրադարձությունների ինտերնետ զգայուն սենսորներին, որպեսզի ցուցադրվող տեղեկությունը փոխվի՝ կախված փողոցներում իրական ժամանակում տեղի ունեցող իրադարձություններից:

Մեծ չափի տեղադրումներ. Ստադիոններ, համերգներ և քաղաքային տեսազորահանդեսային կապ

Ժամանակակից ստադիոնները սկսել են օգտագործել այդ մեծ 360-աստիճան բացթողնող լուսադիոդային ժապավենաձև ցուցիչները, որոնք գերազանցում են 10,000 նիտ լուսավորությունը՝ հասկանալի կերպով գրավելու երկրպագուների ուշադրությունը և հովանավորներին ճիշտ տեսնելու համար: Համերգների համար այսօրվա տեխնիկական խմբերը բերում են այդ հարմար 4 մմ պիքսելային մասնակի էկրանները, որոնք կարող են միավորվել ըամ ամենից երկու ժամվա ընթացքում: Դա իրականում շուրջ 60 տոկոսով ավելի արագ է համեմատաբար այն միջոցների հետ, որոնք օգտագործվում էին 2020 թվականին: Որոշ ճարտարապետներ սկսել են ստեղծագործել նաև՝ ավելացնելով լուսադիոդային վահանիկներ շենքերի կառուցվածքների մեջ: Վերցրեք Դուբայի Ապագայի թանգարանը՝ որպես հիանալի օրինակ: Նրանք կարողացել են մուտք գործել շուրջ 17 հազար քառակուսի մետր շարժական ցուցադրման մակերեսները շենքի դիզայնի մեջ՝ ստեղծելով այս հիանալի տեսազորահանդեսային էֆեկտը, որը փոխվում է օրվա ընթացքում:

Արհեստական ինտելեկտը, ինտերնետ բանալիները և համակարգային ինտեգրումը՝ ինտերակտիվ լուսադիոդային ցուցիչների ապագան

Հաջորդ սերնդի համակարգերը օգտագործում են եզրային հաշվարկներ և արհեստական ինտելեկտ հնարավորություններ հետևյալի համար.

• Իրական ժամանակում հանրության վերլուծություն՝ օգտագործելով տեղադրված տեսախցիկներից ստացված անանուն տվյալներ (85% գաղտնիության համապատասխանություն)
• Ինքնաօպտիմալացնող պայծառության կառավարում, որն իջեցնում է էներգիայի սպառումը 34%-ով
• Մատնադիր հապտիկ շերտեր ինտերակտիվ գովազդի համար

Բարձր կատարում ունեցող LED արտադրության կայունության մարտահանդեսներն ու նորամուծումները

Քանի որ LED ցուցադրումները սպառում են 40%-ով պակաս էներգիա, քան LCD տեսապատերը, արդյունաբերությունը ճնշման տակ է հանդիսանում հազվադեպ հանվող հողային հանածոների օգտագործումը ֆոսֆորային ծածկույթներում: Վերջին նորամուծումներից են վերամշակվող SMD մոդուլները՝ 91% նյութի վերականգնմամբ, COB դիզայնները, որոնք վերացնում են 78% փողային նյութերը, և արևային էներգիայով աշխատող micro LED ցուցանակները, որոնք աշխատում են ընդամենը 0.35Վտ-ով 1000 նիտների դեպքում:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ո՞րն է LED և LCD էկրանների հիմնական տարբերությունը

LED էկրանները արտադրում են սեփական լույսը, իսկ LCD էկրաններին անհրաժեշտ է առանձին ետևի լուսավորություն:

Ի՞նչ նյութեր են օգտագործվում LED տեխնոլոգիայում

LED տեխնոլոգիան սովորաբար օգտագործում է կիսահաղորդիչ նյութեր, ինչպիսիք են գալիումի նիտրիդը և ալյումինե գալիումի արսենիդը:

Ինչպե՞ս են LED էկրանները գունագեղ ներկայացնում մեծ թվով գունատոներ

LED էկրանները յուրաքանչյուր պիքսելում օգտագործում են երեք սուբպիքսել (կարմիր, կանաչ և կապույտ), և նրանց ինտենսիվությունը փոփոխելով՝ կարող են ստացվել միլիոնավոր գունատոներ

Ո՞րն են հիմնարար տեսակները LED հարմարանքի տեխնոլոգիաների

SMD, DIP և COB են հիմնական տեսակները, որոնք յուրաքանչյուրն ունի հատուկ առավելություններ լուսավորության, հնարավորությունների և տևականության տեսանկյունից