Светодиодные экраны: конструкция, технические характеристики, факторы стоимости Description

21.07.2017 |

Кирилл Бурмаков.

Светодиодные экраны – современные и эффективные устройства для размещения рекламы или информации, которые могут использоваться в любых условиях – и в помещениях, и на открытом воздухе. Такие экраны повсеместно приобретаются компаниями разного масштаба – от мелких магазинов, привлекающих внимание небольшим табло с бегущей строкой, до организаторов крупных зрелищных мероприятий – спортивных, концертных и других. Поскольку экраны – модульные конструкции, то можно создавать системы практически под любые параметры, задачи, бюджет.

Конструкция светодиодных экранов

Что представляют собой светодиодные экраны? Это конструкции, состоящие из нескольких независимых экранов (кабинетов), соединенных друг с другом с помощью специальных зажимов. Они обеспечивают надежное сцепление и, одновременно, минимальное расстояние между отдельными блоками так, чтобы не влиять на качество изображения. Внутри корпуса кабинета помимо блока питания, охлаждающего устройства и принимающей карты расположены несколько панелей (модулей) со светодиодами – самыми маленькими и важными действующими элементами во всех светодиодных приборах.

Светодиоды (LED – Light Emitting Diode) – это миниатюрные лампочки, которые излучают свет при прохождении тока через полупроводник (кристалл). Цвет излучения находится в очень широком диапазоне: от инфракрасного до ультрафиолетового, в зависимости от химического состава полупроводника. Основные цвета, которые применяются, в том числе, при создании светодиодных панелей: красный, зеленый, синий.

Чтобы создать на экране одну светящуюся точку (пиксель) светодиоды объединяют в группы по три штуки – в стандартном сочетании красный + зеленый + синий (RGB). Существует две технологии присоединения светодиодов к модульной плате. Первая, известная с конца XX в. – DIP –технология (Direct In-line Package). Светодиоды по одному вставляются в отверстия на панели и припаиваются с обратной стороны. Группа расположенных рядом светодиодов образуют пиксель. Чаще всего их три: красный, зеленый, синий. Такая комбинация позволяет увеличить разрешение за счет появления визуального эффекта – «виртуального пикселя», но с потерей яркости. Минимальный размер одного DIP-светодиода – 3 мм.

Вторая, более новая технология – SMD (Surface Mount Devices). В этом случае три светодиода имеют общий герметичный корпус, который приклеивается на поверхность платы. Минимальный размер SMD светодиодов – в 10 раз меньше, чем DIP. Обе технологии активно используются производителями светодиодных модулей и уже на стадии изготовления плат определяется, какими характеристиками будет обладать изображение на экране. Мелкие пиксели SMD-светодиодов дают более высокое разрешение изображения. Но яркость у DIP-светодиодов выше, а улучшенная герметичность позволяет использовать их для работы на улице – они устойчивы к попаданию пыли и влаги. Экраны с SMD-светодиодами чаще устанавливают внутри помещений – там не нужна максимальная яркость, зато важен больший угол обзора и четкость картинки для расположенных близко зрителей.

Как выбрать светодиодный экран?

Помимо технологии изготовления отдельных модулей (DIP или SMD) светодиодные экраны различаются по основным техническим характеристикам. Это:

• частота обновления,
• разрешение,
• яркость и угол обзора,
• размеры и метод установки.

Именно они определяют оптимальное качество изображения и условия эксплуатации применительно к каждой модели. Чтобы сделать правильный выбор для эффективного решения поставленной задачи, нужно изучить их подробнее.

Разрешение – количество пикселей на единицу площади экрана. Измеряется в точках на 1 м2 и зависит от размера самих пикселей и шага – расстояния между центрами соседних пикселей (групп в случае использования DIP-технологии). В технических характеристиках указывают размеры и разрешение светодиодных кабинетов и, параллельно, входящих в их состав модулей. Так, например, кабинет размером 335х366 мм с разрешением 192х216 пикселей состоит из шести прямоугольных модулей (плат), размером 162,5х122 мм каждая. Эти характеристики принадлежат одной из самых современных и высокотехнологичных моделей с минимальным шагом пикселя – всего 1,6 мм. При плотном размещении светодиодов на 1 м2 экрана помещается 350120 пикселей. Шаг пикселей может быть и увеличен для того, чтобы создать экран с меньшим разрешением. Получится более дешевая модель, подходящая для создания огромных видеоэкранов, размещаемых на фасадах и больших рекламных щитах. Стандартное соотношение размеров экрана и разрешения: 4х3м и 256х192 пикселя.

Оптимальное разрешение экрана легко рассчитать, исходя из шага пикселя. Он должен быть прямо пропорционален расстоянию, с которого будут рассматривать изображение. 1 мм шага = 1 м удаления зрителя от экрана для комфортного просмотра. При сокращении расстояния вдвое (1мм шага=0.5 м) изображение будет различимым, но сглаженным. Эти показатели рассчитаны на основе стандартных характеристик зрения человека. Таким образом для крупных уличных конструкций допустимый шаг пикселя может составлять несколько десятков мм, а для маленьких экранов в помещениях – чем меньше шаг и больше количество пикселей на 1 м2, тем лучше.

Яркость светодиодов измеряется в канделах (единица силы света) на 1м2 (cd/m2, кд/м2). Также ее могут обозначать в люксах и нитах (1 лк=1 нит=1кд/м2). Параметр яркости светодиодных экранов зависит от того, на какой технологии основано производство исходных модулей – DIP или SMD. DIP-светодиоды, расположенные каждый в собственном корпусе, имеют более направленный световой поток (угол рассеивания – всего 80◦, поскольку прозрачный корпус работает как фокусирующая линза). Соответственно, они дают и большую яркость свечения – до 14000 кд/м2. Излучение SMD-светодиодов рассеивается на 120◦, их максимально доступная яркость – до 7500 кд/м2. Но по этой же причине (особенности рассеивания света) SMD имеют заметно больший угол обзора – до 140◦, против 80◦ у DIP.

Требуемая яркость экрана зависит от места установки светодиодного экрана. Для открытого воздуха она составляет не менее 4500 кд/м2, чтобы изображение оставалось видимым даже при солнечном свете, а для помещений, наоборот, - не более 2500 кд/м2, иначе слишком яркое излучение будет резать глаза и не даст комфортно рассмотреть изображение. Этот параметр в светодиодных экранах можно настраивать в зависимости от конкретных условий в месте установки.

Частота обновления светодиодного экрана измеряется в герцах (Гц). Это количество кадров, которые обновляются за одну секунду. При низкой частоте (менее 50 Гц) экран начинает мерцать так, что человеческому глазу это заметно и вызывает перенапряжение и усталость. Но в целом светодиодное излучение отличатся намного большей частотой обновления. Чем другие электронные приборы. Например, у телевизоров и компьютеров стандартная частота - 100 Гц, у кинопроекторов – 48 или 72 Гц (24 кадра и двух- или трехкратное обновление за секунду), а у светодиодного экрана – не менее 600 Гц.

Размеры светодиодного экрана можно подобрать практически любые – в этом преимущество модульной конструкции. Для оформления фасадов и больших рекламных площадей используют сборные панели на десятки метров в ширину и высоту. Внутри помещений рекламные экраны могут иметь скромные размеры в несколько десятков сантиметров. Но при этом отличаться высочайшим качеством изображения и гарантированно привлекать внимание целевой аудитории.

Для внешней рекламы небольших организаций часто используются простейшие светодиодные экраны в виде бегущей строки. Подобные конструкции занимают минимум места, просты в установке и эксплуатации, очень заметны для потенциальных клиентов и стоят недорого из-за минимальных требований к разрешению и яркости изображения.

Конструкция светодиодных экранов позволяет использовать их в самых формах. Это могут быть невысокие напольные видеостены, арочные конструкции весом до 500 кг, сценические элементы, закрепленные на металлических фермах или подвешенные к потолку, дисплеи, вмонтированные в стену, гибкие и легкие экраны-сетки, закрывающие фасад. Небольшие экраны внутри помещений иногда устанавливают на тумбы или простые опоры. Большинство экранов, предлагаемых на продажу или в аренду, универсальны и могут быть закреплены любым удобным способом. Но при этом необходимо учитывать толщину и вес всей конструкции.

Таким образом, оценив эти параметры и зная:

• где будет установлен экран (на улице, в большом или маленьком помещении)
• каково предположительное расстояние от зрителей до экрана

можно подобрать оптимальную конфигурацию под решения конкретной задачи.

Кроме этого, есть характеристики, которые влияют на удобство эксплуатации и стоимость экранов, но не на качество изображения и условия применения.

Управление экраном (всей системой модулей) бывает двух типов: синхронное и асинхронное. В первом случае происходит прямая передача изображения или видеоряда с передающего устройства (компьютера) на принимающие карты (в каждом модуле есть своя). А оттуда – на экран. Такая схема подходит для трансляций в реальном времени различных мероприятий. Во втором случае на экран при помощи контроллеров выводится записанная ранее информация. В контроллеры ее подают с различных карт памяти и компьютер уже не нужен.

Срок службы светодиодных экранов, который указывают производители, примерно одинаков и составляет в среднем 50 тыс. часов. Максимум – 100 тыс. Поскольку сам по себе светодиод, в отличие от обычной лампы накаливания, не сгорает внезапно, а продолжает светить с уменьшенной интенсивностью, то за окончание срока его службы принимают снижение яркости на 30-50% от исходной. Фактически срок эксплуатации может отличаться от заявленного и зависеть от внешних условий и от типа светодиодов. SMD—технология – более долговечная, поскольку сами светодиоды, хоть и потребляют больше энергии, но расположены на специальной теплоотводящей подложке из алюминия. Такая конструкция значительно продлевает срок их службы. Также увеличить срок жизни любых светодиодных экранов можно за счет снижения яркости излучения.

Из чего складывается стоимость светодиодного экрана?

Светодиодные экраны – эффективное и сравнительно недорогое средство для рекламы, размещения информации и создания дизайнерских конструкций для развлекательных или иных мероприятий. Эта технология несомненно будет интенсивно развиваться и становиться все более доступной для пользователей.

Стоимость светодиодного экрана одного и того же размера в настоящее время зависит от нескольких основных параметров:

• разрешающей способности (количества пикселей, а значит и светодиодов на единицу площади),
• технологии соединения светодиодов с платой (DIP или SMD),
• гарантий фирмы-производителя.

DIP-технология – более старая, бюджетная и практически не развивается в сторону улучшения эксплуатационных свойств. Тем не менее такие экраны выигрывают в яркости, способности продолжительное время работать на открытом воздухе и простоте настройки. SMD-светодиоды – новее, сложнее и дороже. Но с течением времени эта технология все больше совершенствуется, развивается и дешевеет. Так что рано или поздно она сравняется по стоимости с DIP.

За счет того, что минимальный размер DIP-светодиодов заведомо намного больше, то и разрешающая способность таких экранов не может увеличиваться за счет большей плотности элементов. Тогда как у SMD-светодиодов еще есть варианты для усовершенствования.

Изделия крупнейших фирм-производителей светодиодных панелей (Barco, Daktronics, Philips и др.) по умолчанию будут стоить дороже. Чем китайские или российские аналоги. Хотя для определенных задач, когда самое дорогое и высокотехнологичное оборудование устанавливать бессмысленно, они составляют достойную конкуренцию мировым лидерам.

Автор: Кирилл Бурмаков.

Тематики: Оборудование

Ключевые слова: