Рекомендации по применению светодиодных управляемых модулей

24 января 2013 в 22:22:47 0 Комментарии :0 Просмотров: 12419

Рекомендации по применению светодиодных управляемых LED пикселей типа полусфера и квадрат.

 

Круглые управляемые пикселы  имеют внешний вид показанный ниже. Влагозащищенные. Диаметр таких управляемых круглых пикселей может быть различный от 30мм до 230мм. Также внутри  разных пикселей находится разное количество светодиодов. Пикселы разных диаметров могут иметь разное напряжение питания.

Ниже показан квадратный управляемый пиксел  размером 36 х 36мм. Бывают с 3-мя и 4-мя RGB диодами . Влагозащищены залиты твердой эпоксидной смолой.

В каждом RGB LED пикселе , находится контроллер управления, совмещенный с драйвером LED, и сами светодиоды на картинки все эти компоненты хорошо видны.

Особенность пикселей  в том, что они могут управляться независимо друг от друга, это обеспечивается  микросхемой внутри пикселя.  Это свойство позволяет создавать на основе управляемых пикселей видеоэкраны и бегущие строки.

 

Структурная схема LED пикселя

 

 

Для разных LED пикселей питание может быть различно от 12 до 48 вольт это зависит от количество светодиодов внутри пикселя.

Технические характеристики пикселей:

Тип диода

RGB SMD 5050

Яркость

18 lm

Количество цветов

32 к (LPD6803)  или 16 млн. (WS2801)

Угол обзора

120 градусов

IP

65

Габариты  (ДхШхВ)

36 мм х 36мм х 4мм

Мощность, максимальная

1,2 Вт макс. потреб. ток 240ма

Тип соединения

Последовательный по двум проводам + два провода на питание всего 4 провода

Протокол

 

*Угол обзора показывает реальный угол обзора, при котором яркость изображения падает в два раза относительно яркости при перпендикулярном взгляде. Угол обзора может быть в диапазоне от 100 до 160 градусов

 

Степень защиты IP65 это значит, что пиксели от пыли защищены полностью, также защищены от струй воды со всех сторон под небольшим давлением.

Основные достоинства данных пикселей:

1). Небольшая стоимость.

2). Высокая яркость. 

3). Высокая степень защиты  IP67 (не боится не пыли не воды, может находится на улице ничем не закрытый).

4). Простота монтажа (любого человека за 10 минут можно обучить монтажу пикселей, следовательно, вам не нужно нанимать дорогостоящих специалистов). Монтируется либо на двухсторонний скотч, либо саморезами через предусмотренные на нем ушки.

5). Возможность демонтажа и повторного применения.

6). При работе пиксел не греется.

Основной сферой применения пикселей данного типа является:

1).Светодиодные полноцветные динамические вывески типа «объемные буквы» любой сложности и геометрии,

2). Динамические логотипы любой сложности,

3). Динамические светодиодные полы, стены, потолки.

4). Большие на крышные бегущий строки (для них хорошо подойдут управляемые пикселы большого диаметра 100-230мм)

5). Использование пикселей, как динамического источника света для воплощения дизайнерских идей.

6). Поскольку управляемый LED пиксель имеет простой способ крепления, это дает возможность устанавливать его на любые криволинейные поверхности (шар, колонны).

 

Расчет необходимого количества пикселей для использования в проекте.

 

Для понимания, какое количество управляемых пикселей и какого размера вам необходимо, и через какое расстояние их расположить нужно, учитывать следующее:

 

1). С какого расстояния должно быть видно изображение.

2). Какой размер изображения в пикселах вы хотите отобразить.

.

 

Основное правил для выбора шага пикселя:

Шаг пикселя  это расстояние между центрами (или началом) двух соседних пикселей. Шаг пикселя выбирается исходя из расстояния наблюдения и требуемого разрешения экрана. Другими словами, шаг пикселя определяет, с какого минимального расстояния зритель может комфортно воспринимать изображение на экране, не замечая пиксельной структуры экрана. Человек со стопроцентным зрением не различает две точки на экране, если расстояние между ними составляет меньше одной угловой минуты (1/60 градуса). Так, для шага пикселя 10 мм это расстояние составляет примерно 20 м; для пикселя 30 мм оно составляет примерно 50 м. При больших расстояниях наблюдения, шаг пикселя может быть увеличен. Кроме того, существует понятие «расстояния комфортного наблюдения». Как правило, оно выбирается в пределах 3-8 размеров диагоналей экрана и больше. Тем не менее, даже при вдвое меньшем расстоянии наблюдения человек может смотреть на экран длительное время, не испытывая состояния дискомфорта (например рассеивающий экран в кинотеатре). В таблице ниже приводятся данные о выборе расстояния наблюдения в зависимости от размера шага управляемого пикселя экрана и от размеров экрана.

Шаг пикселя это наиболее важный  фактор влияющий на стоимость экрана, чем больше шаг тем меньше стоимость и с большего расстояния можно различить изображение

Чем меньше расстояние между пикселями и (размер самого пикселя), тем большее количество деталей можно различить на единице площади экрана  и тем ближе минимальная точка наблюдения экрана. При большом шаге (и размере самого пикселя),  необходимо увеличивать дистанцию наблюдения для сохранения качества изображения, т.к. светодиод является практически точечным источником света, из-за чего проявляется дробление изображения.
Зависимость между шагом пикселей и дистанцией наблюдения примерно такая:
минимальная дистанция в метрах равна шагу пикселей в миллиметрах
максимальная дистанция наблюдения находится в зависимости от  размера экрана,  чем больше линейные размеры, тем больше глубина и площадь наилучшего восприятия информации как текстовой, так и видео.

Зависимость шага модуля от дистанции наблюдения

Шаг пикселя, мм

30

50

70

90

110

130

150

170

 

Минимальное расстояние до экрана, м

30

50

70

90

110

130

150

170

 
 

Зависимость дистанции просмотра от размера экрана

Размер экрана

 

3х2 м

 

4 х3 м

 

6х4 м

 

9х6 м

 

12 х 9 м

 

16 х 9м

Дистанция просмотра

 

 

 

10-15м

 

15-20м

 

20-30м

 

25-50м

 

30-90м

 

30-120м

 

Давайте рассмотрим подробно:

При уменьшении шага пикселя:

1). Увеличивается четкость изображения

2). Увеличивается яркость изображения

3). Уменьшается минимальное расстояние просмотра

4). Увеличивается цена 

 Поэтому важно выбрать оптимальный вариант между шагом пикселя и ценой готового изделия.

Размер экрана и шаг пикселя формирует "разрешение экрана" - количество пикселей по горизонтали и вертикали. Конечно при высоком разрешении экрана лучше видны мелкие детали, что делает изображение четче и качественнее. Но при росте разрешения повышается и цена экрана. Важно понимать, что для эффективной наружной рекламы куда важнее размеры изображения. Ведь с большого расстояния мелкие детали изображения становятся не различимы и что крайне важно не информативны. Поэтому необходимо выбрать правильное разрешение под конкретный экран и место его установки, а не переплачивать за слишком высокую и никому не нужную четкость.

Зная размер изображения в пикселах который вы хотите отобразить вы можете посчитать количество необходимых модулей, например, если размер изображения 32х32 то вам необходимо 1024 модуля.

Из нашего опыта шаг пикселей 70-90мм комфортен для восприятия.

Также важно хорошо продумать контент который вы планируете отображать на табло из управляемых пикселей.

ПО для контроллера который управляет пикселами позволяет вставлять в проект уже готовую  анимацию AVI, GIF, вставлять видео в различных форматах и Flash анимацию, созданную в других редакторах. Что дает возможность создания анимации любой сложности.

 

Электрическое подключение LED пикселей.

Управляемые пиксели подключаются последовательно c с помощью 4-проводного шлейфа.  Где два  провода цифрового последовательного интерфейса  DAT и CLK и два провода  питание +12-48В в зависимости от типа пикселя и минус.   Пиксели  поставляются в виде гирлянд по 20 шт с разъемами на концах.
Максимальный шаг установки 70мм без удлинения, но его можно увеличить. Для этого  нужно разрезать стандартный кабель и удлинить его на необходимое расстояние ( до 1.5 метра ).
Ниже приведена схема  подключения управляемых пикселей к контроллеру и блоку питания.

 

 

Требования по подключению в случае автономной системы.
1).  Пиксели  подключаются в виде непрерывной гирлянды, длиною до 2048 штук.
2).  Если количество более 2048 штук, то используется контроллер с несколькими выходами, где на каждый цифровой выход можно подсоединить по 2048 модулей.
3). Питание 5В необходимо подключать через каждые 50 пикселей т.е в начале и конце гирлянды.
4). Если последний отрезок пикселей менее 20шт, то питание на конец гирлянды можно не подводить.
5).Если в проекте используется несколько блоков питания, то в месте перехода гирлянды на другой блок питания шина 12В разрывается, как показано на рисунке ниже.

 

 

 

 

 

6). Оставшиеся провода питания в конце последней гирлянды нужно заизолировать друг от друга.

7). Если изделия планируется эксплуатировать на улице, то лучше гирлянды соединять между собой не через разъемы , а при помощи пайки и изолировать их термоусадочной  трубкой

8). Будьте внимательны пиксель имеет вход и выход, на вход поступают сигналы с контроллера, а с выхода сигналы уходят на входы  соседних пикселей.

9).  Вход первого пиксела подключается к котроллеру только проводами GND, DAT, CLK.

 

Назначение проводов пиксела.

 

Для разных моделей пикселей цвет и назначение проводов может отличаться. Цвет шлейфа в разных партиях может также может отличаться.

Выбор мощности блока питания

производится из расчета количество пикселей  N умножить на максимальную мощность пиксела 1.2Вт и умножить на коэффициент 1.2.

Например, в проекте используются 1024 пиксел , умножаем на максимальную мощность пиксела 1024 х 1.2 = 1229 Вт и множим полученную мощность на коэффициент 1.2, получим 14745Вт. Источник питания с такой мощностью или большей на напряжение 12 вольт нам нужно использовать. Или можно использовать несколько источников питания меньшей мощности, если берем три источника питания то мощность каждого должна быть не менее 14745/ 3= 492 Bт.

Выбор контроллера

 

Из выше изложенного, теперь мы можем определить, какое количество пикселей будет участвовать в проекте. Выбор конкретной модели контроллера зависит от общего количество пикселей в проекте. Если до 2000 LED пикселей, то достаточно контроллера SMART sign 2000 он имеет один порт для подключения LED пикселей,  Если больше 2000, но меньше 4000, то нужно взять контроллер SMART sign 4000 он имеет четыре порта каждый для управления 1024 LED пикселами. При использовании много портовых контроллеров желательно равномерно распределять пиксели  по портам.

Например,

В проекте используется 2150 пикселей, применен контроллер SMART sign 4000 у которого 4 выхода.Тогда на первый порт пойдет 537 шт, второй – 537, третий – 538, четвертый 538.

 

Рекомендации по установке

Рассматриваемые LED пиксели монтируется либо на двухсторонний скотч, либо саморезами через предусмотренные на нем ушки. Поверхность может быть как плоской, так и криволинейной (дуга, цилиндр, шар и тд.).

Если предполагается использовать пикселы для динамической подсветки танцпола или потолка, то рекомендуем перед пикселом устанавливать матовый акрил, как показано на рисунке.

Общие рекомендации по монтажу пикселей:

1). пикселы монтируются в виде непрерывной змейки, с подачей питания через 20 шт.

2). Модули необходимо стараться размещать в сетке с одинаковым шагом, это упростит создание программы на PC .

3). Провода выхода последнего пиксела заизолировать

 

 

Часто задаваемые вопросы ( FAQ ).

Вопрос 1.  Можно на этих пикселях собрать видео экран (медиа фасад)?
Ответ. Смотря что вы подразумеваете под видеоэкраном , вы можете на этих пикселах собрать полноцветное табло на котором можно проигрывать  простую анимацию и flash ролики. Смотрите примеры работы.

Полноценный видеоэкран  с высокой частотой обновления информации и большим разрешением более 240х320 собрать проблематично.

Предлагаемые нами контроллеры позволяют воспроизводить анимационный ролик, заранее записанный в память контроллера. Этот ролик можно сделать в любом видео редакторе или редакторе Flash анимации и он может содержать любую графику, в том числе и текст.

Вопрос 2. Какие лучше 5 или 8 битные пиксели?
Ответ. Мы рекомендуем использовать 5-ти битные пикселы

Эти пикселы  на 33% быстрее. И как правило дешевле. Отличаются они от 8-ми битных только градацией яркости она меньше чем у 8-ми битных, но человеческий глаз не отличит где 5-ти , а где 8-ми битные пикселы. 
 

Вопрос 3. Можно ли  увеличить стандартное расстояние между пикселями.
Ответ. Да можно в разумных пределах.
 пиксели управляются по цифровому протоколу SPI. Этот протокол не защищен от электромагнитных помех. Увеличение длинны между пикселями может привести к полному отказу системы или периодическим «промаргиваниям».
На длинный кабель могут влиять различные факторы:
1). сопротивление провода
2). частота сигнала CLK. Чем выше частота CLK, тем меньше удлинение можно выполнить.
3). электромагнитные помехи. Наличие в непосредственной близости силового кабеля или приемо-передающей антенны может привести к непредсказуемому результату.
Если  удлинять необходимо, рекомендуем следующее:
1). снизить частоту сигнала CLK до минимально возможного значения.

Внимание: уменьшение частоты приведет к уменьшению скорости
"перерисовки" анимации.
2).для удлинения применять 8 жильный кабель типа сетевого компьютерного  в экране. Для питания использовать по 3 провода, на сигналы DAT и CLK по одному. Экран соединить с минусом (GND). Причем провода DAT и CLK должны быть «свиты» относительно GND по отдельность.
Данные рекомендации не являются полной гарантией результата.

 

 

Оставить комментарий

Ваше Имя:
Войти или зарегистрироваться
Ваш комментарий:

Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оцените публикацию:    Плохо  1 2 3 4 5    Хорошо