Светодиодные экраны или, как их еще часто называют, ЛЕД-дисплеи, стали доступны для массового применения сравнительно недавно. Более правильным будет вместо русской аббревиатуры именовать это электронное устройство LED-дисплеем (light emitting diode). Наряду с этими названиями часто используется термин «светодиодный экран».

Первые видеоэкраны появились более 20 лет назад, но их яркость (отдельные пиксели были на газоразрядных лампах) была недостаточной для воспроизведения качественного изображения, особенно в солнечные дни. Кроме этого техническое обслуживание этих устройств было очень сложным и дорогим.

Стремительный прогресс в технологии производства ярких, качественных и в то же время недорогих светодиодов основных цветов (красного, зеленого и голубого) позволил совершить стремительный шаг вперед индустрии производства светодиодных экранов. Огромный спектр возможностей по созданию видеоизображений, управлению цветовыми, яркостными и динамическими изображениями произвел настоящую революцию на рынке наружной и интерьерной рекламы (экраны небольшого размера – от 1,0 х 1,0 м, где требуется демонстрация изображений большого масштаба).

В крупных российских городах, захламленных повсеместно за последние 20 лет безликими билбордами 3 х 6 м, началось постепенное внедрение этой современной технологии. Модульные принципы сборки и аппаратно-программное обеспечение Arduino позволяют собрать LED-экран своими руками.

Модули для сборки

Экран нужных габаритов собирается из готовых электронных блоков (модулей) стандартных размеров, укомплектованных пикселями из светодиодов или сборок RGB, соединенными на общей плате и имеющими необходимые разъемы и шлейфы для объединения с соседними блоками. Модули, как правило, китайского производства, имеющие более низкую цену, приобретаются в специализированных фирмах и магазинах. Набором типичных параметров обладают модули Р10:

• размер, мм – 320 х 160 х 20;
• вес модуля, г – 600–700;
• шаг пикселя, мм – 10;
• разрешение (количество пикселей на 1 м 2) – не менее 256 х 192;
• яркость светодиодного экрана, кд/м 2 – 6 000–7 000;
• угол половинной яркости, градус – 120;
• срок службы, час – до 50 000;
• максимальная потребляемая мощность (для уличных экранов), Вт/м 2 – 500;
• расстояние комфортной видимости изображений, м – от 7;
• все световые и электронные компоненты защищены от воздействия влаги, пыли, механических воздействий.

При отсутствии модулей можно собрать светодиодный экран на базе светодиодной ленты. Но этот вариант более трудоемок в сборке и не обладает необходимой надежностью при наборе жестких условий уличной эксплуатации: большой диапазон температур, влажность, УФ-воздействие, пыль, грязь и т. п.

Как собирается LED-дисплей

На первом этапе изготовления самодельного видео экрана необходимо изготовить надежную несущую металлоконструкцию для размещения на ней большого количества электронных блоков (модулей, контроллеров, источников питания – драйверов, преобразующих сетевое переменное напряжение 220 В в постоянное – 12 В). Конструкция представляет собой каркас из квадратной профильной трубы. Типичный вариант каркаса представлен ниже на фото.

На втором этапе собирают модули Р10, крепят к каркасу вплотную друг к другу и соединяют с помощью шлейфов, имеющих качественные разъемы «папа-мама». Крепеж модулей зачастую осуществляется с помощью надежных магнитов, что очень упрощает стадию сборки и особенно разборки при производстве ремонтных работ.

Далее с обратной стороны каркаса размещаются блоки питания и контроллеры, отвечающие за обработку видеоинформации и распределение ее на конкретные модули и малые пиксели. Задняя стенка видеоэкрана изготавливается из металлического листа или алюминиевой композитной панели. Как сделать монтаж LED-экрана, показано ниже.

Как управлять работой LED-дисплея

Понятно, что сегодня собрать светодиодный экран своими руками может практически любой человек, владеющий элементарными знаниями электротехники и навыками обращения с инструментами типа отверток и шуруповерта. Однако для того, чтобы «вдохнуть жизнь» в собранное железо, надо понимать, каким образом видеофайлы поступают на светодиоды и как создается программа для работы видеоэкрана.

Управление и замена файлов с видеороликами производится через USB-порт (через flash-карту) или с помощью Wi-Fi-роутера через интернет-соединение. Видеоролик, созданный предварительно с помощью специализированного программного обеспечения, переводится в формат * .avi или * .mpeg. Затем он преобразуется микроконтроллером или компьютером в цифровой поток, поступающий на микросхемы драйверов постоянного тока, подающих напряжение в соответствии с алгоритмом, заложенным в программу, на светодиоды дисплея.

Качество сделанного экрана определяется возможностями системы управления LED-экрана, которая может быть синхронной или асинхронной. На рисунке ниже представлена схема управления LED-экраном.

Схема управления светодиодным LED-экраном

Синхронная система управления подразумевает, что на экране отображается та же информация, что и на компьютере, то есть идет прямой эфир. Например, можно транслировать изображение с телекамеры, установленной на стадионе или концерте. Такая система состоит из карты-передатчика и нескольких карт-приемников. В компьютере, который управляет экраном, находится карта-передатчик, а на экране – карты-приемники, соединенные UTP-кабелем (витая пара).

Асинхронный способ вывода информации на экран подразумевает предварительную загрузку в память микроконтроллера. Для этого используют flash-карту или кабель. Асинхронная система требует присутствия нескольких микроконтроллеров, количество которых зависит от геометрических размеров LED-дисплея. Эта система позволяет осуществлять работу самостоятельно по заданной программе без внешнего компьютера.

Аппаратная платформа Arduino

Для создания программы управления светодиодными видеоустройствами (экраны, бегущие строки) на рынке существует большой выбор различных продуктов. Одним из самых популярных является аппаратно-вычислительная платформа Arduino (Ардуино), в состав которой входят плата ввода-вывода и средства разработки.

Arduino используется как для разработки автономных интерактивных объектов, так и для подключения к программным продуктам, выполняемым на компьютере. Платы имеют аналоговые и цифровые порты, к которым могут подключаться разные устройства автоматики: датчики (температуры, влажности, давления и т. п.), кнопки, моторы, двигатели, видеоэкраны, бегущие строки.

Можно сказать, что Arduino – это инструмент проектирования различных электронных устройств. Программная платформа сделана с открытым программным кодом на базе языка программирования С/С ++ . Проекты, реализованные с помощью Arduino, могут функционировать как самостоятельно, так и взаимодействовать с компьютерным программным обеспечением (MaxMSP, Flash, Processing).

Столкнувшись с потребностью обзавестись светодиодным экраном, многим может прийти в голову собрать его самому. Весомыми аргументами для этого решения могут стать низкое качество предлагаемого оборудования, частые поломки и неполадки в работе.

В результате мы надеемся получить высококачественный экран в совокупности с низкой себестоимостью. К тому же появляется возможность создать собственный дизайн изделия, подходящий для конкретных целей.

Воодушевившись предполагаемыми выгодами от проделанной работы, мы начинаем вдаваться в детали, собирать комплектующие. На определенном этапе могут возникнуть трудности, связанные с отсутствием знаний в этой области.

Стоит ли самому браться за сборку экрана?

Чтобы это понять, нужно рассмотреть основные моменты, которые могут возникнуть, когда нужно собрать светодиодный экран своими руками:

• Может понадобиться приглашать помощников, ведь одному работать неудобно и долго. Из-за низкого уровня квалификации работников часть комплектующих могут быть повреждены, разбиты и т. д.
• Работая без проекта, всегда остается риск приобрести комплектующие детали, которые могут не подойти. Продать их может оказаться проблемой.
• Электрическую часть оборудование лучше доверить опытному специалисту, т. к. при неправильной сборке можно получить замыкание и весь труд пройдет даром.
• Для работы понадобиться специально оборудованное помещение должного размера, чтобы можно было разместить все комплектующие.
• Необходимо подумать об инструментах, которые понадобятся для сборки (шуруповерт, крепежные элементы и др.).

Внимательно проанализировав все пункты, сделайте правильный выбор. Только при полном удовлетворении данным требованиям можно сделать светодиодный экран своими руками.

Важные моменты

Если ваше решение приступить к самостоятельной сборке неоспоримо, остановимся на важных рекомендациях, которые могут пригодиться в процессе работы:

• Перед сборкой определитесь с мощностью конструкции, ведь при недостаточном питании, экран может работать некорректно.
• Определитесь с внешним видом готового изделия.
• Убедитесь, что используемое оборудование безопасно и исправно.
• Понадобится схема подключения ламп, блока питания и управляющей платы.
• При монтаже старайтесь крепить блоки питания таким образом, чтобы их можно легко поменять на новые, в случае поломки (используйте жидкий клей).
• Продумайте, каким способом будет подаваться информация на монитор. Есть два варианта – с использованием микроконтроллера или компьютера. В любом случае нужны хотя бы минимальные знания программирования.
• Помимо самого экрана, нужно подготовить каркас или крепления. Нужно рассчитать так, чтобы конструкция была устойчивой.

Если вы неуверены в своих силах, начните с простой конструкции, например, смонтируйте бегущую строку.

При положительном результате, можно начать делать светодиодный экран своими руками.

Плюсы и минусы самостоятельной сборки

К плюсам можно отнести:

• Опыт, полученный во время работы с электронным оборудованием.
• Возможность создать устройство по индивидуальной конструкции.
• Возможность получить готовое оборудование с наименьшими затратами.

А теперь рассмотрим минусы:

• Самостоятельное изготовление сужает круг применения такого экрана, самодельный светодиодный экран скорее не подойдет для уличного использования .
• Отсутствует гарантийное обслуживание .
• Не имея определенных знаний, трудно добиться нужных параметров изображения.
• Сборка может затянуться на неопределенное время из-за отсутствия каких-либо деталей, что влечет за собой потерю прибыли.
• Нет гарантии, что он прослужит долго.
• Трудно собрать крупногабаритное устройство.

Сделать светодиодный экран своими руками возможно, если вы относитесь к специалисту в этой области и у вас подготовлен подробный проект по изготовлению изделия с описанием метода монтажа, количества светодиодов, размера и т.д.

Многие считают, что наиболее оптимальным вариантом изготовления будут светодиодные полоски и микроконтроллер.

Приступите ли вы к изготовлению самостоятельно или воспользуетесь услугами опытных специалистов, в любом случае ваше решение иметь светодиодный экран будет оправдана его многочисленными преимуществами :

• Привлечение внимания большого количества людей;
• Эффектное и яркое оформление различных мероприятий;
• Возможность передавать информацию различного рода;
• Минимальные затраты на обслуживание;
• Возможность выделиться среди конкурентов.

This entry was posted in . Bookmark the .

Светодиодные или LED-экраны широко применяются в бытовой и не только сфере на протяжении последних двадцати лет. Современный светодиодный экран – это и дисплей ноутбука или телевизора, и рекламная установка на улице, и большой экран на концертной площадке. Если первый вариант крайне сложен для самостоятельного конструирования, то крупный экран из светодиодов для рекламы или трансляций можно собрать самому.

Из чего делают экран?

Модульная сборка светодиодного экрана представляет собой создание крупного полотна из множества отдельных модулей. Это блоки стандартного размера, которые состоят из нескольких десятков светодиодов, выполняющих роль пикселей, и электронной схемы управления. Управляющая плата контролирует совместное свечение модуля, а также имеет шлейфы и разъёмы для соединения с другими модулями. Такое подобие пазла потенциально даёт возможность для сборки экрана любого размера.

Купить модули для сборки сегодня можно в магазинах электроники, в специализированных отделах на рынке или заказать на международных интернет-площадках вроде AliExpress. Во всех трёх случаях блок, скорее всего, будет сделан в Китае, но это не говорит о низком качестве по умолчанию. Из страны драконов приходит хорошая продукция. Чтобы её выбрать, следует посоветоваться со специалистами, ознакомиться с отзывами о тех или иных марках.

Базовые функциональные характеристики модулей P10:

• размер: длина – 320 мм, ширина – 160 мм, толщина – 20 мм;
• масса – от 600 до 700 г;
• шаг пикселя – 10 мм;
• число пикселей на м 2 (разрешение) – от 256 ˟ 192;
• яркость экрана – от 6000 до 7000 кд/м 2 ;
• рабочий ресурс – до 50 000 часов;
• угол половинной яркости – 120˚;
• дистанция комфортного просмотра – 7 метров и больше;
• предельная мощность потребления при уличной эксплуатации – 500 Вт/м 2 .

В базовом исполнении светодиодные блоки для сборки экранов имеют защиту от пыли, влаги, механического повреждения.

Альтернативой электронным LED-блокам служит светодиодная лента. Её также можно уложить в виде экрана для трансляции изображений. Однако у этого материала есть характерные недостатки. Во-первых, монтаж большого количества лент в виде экрана более сложен, поскольку они изначально не разрабатываются для этих целей. Во-вторых, LED-лента не обладают достаточной устойчивостью к разрушительным факторам внешней среды: температурным перепадам, контакту с грязью, влагой и пылью, ультрафиолетовому излучению.

Монтаж светодиодного экрана из блоков

Процесс изготовления начинается со сборки металлического каркаса для размещения светодиодных блоков рядом друг с другом. Несущая металлоконструкция представляет собой нечто вроде стенки с ячейками. Как правило, её изготавливаются из квадратной профильной трубы или перфорированного металлического профиля. Учитывая особенности среды использования, материал должен иметь антикоррозионное покрытие. Пример традиционной конструкции для размещения модулей, источников питания, контроллеров, драйверов и других компонентов схемы представлен на следующем фото.

Далее, чтобы собрать светодиодный экран, электронные модули P10 размещаются в своих ячейках и соединяются между собой посредством стандартного соединения шлейф-разъём типа «папа-мама». Чаще всего, крепление самих блоков к металлическому основанию осуществляется магнитами, поэтому не вызывает проблем. Благодаря этому процесс монтажа, демонтажа и ремонта мобильных светодиодных экранов заметно упрощается.

На обратной стороне конструкции располагаются блоки питания и электронные элементы, принимающие информацию о транслируемом изображении, и распределяющие её частями: общая схема – по модулям, а модули – по пикселям.

Чаще всегда задняя стенка собирается из композитной алюминиевой панели или листа металла. Общая схема сборки и размещения функциональных элементов экрана показана в следующем изображении.

Сборка экрана из ленты

Для светодиодной ленты, в отличие от модулей P10, доступна возможность сгибания и складывания, что обуславливает одно из преимуществ – с её помощью можно создавать гибкие и складываемые экраны. Для их создания необходимы диодные ленты, держатели для них с прижимной головкой, алюминиевые панели для размещения светодиодов, крепёжные элементы, блоки питания и микроконтроллер.

Как собрать светодиодный экраниз LED-ленты:

1. Оклеить рабочую поверхность цветной плёнкой с помощью жидкого клея (цвет должен быть чёрным, потому что при его отображении светодиоды не светятся). Поверхность должна быть идеально ровной.
2. Обрезать излишки плёнки по краям.
3. Закрепить ленты рядами. Располагать их нужно так, чтобы расстояние между светодиодами было одинаково, как вдоль, так и поперёк. Светодиоды должны идти ровными рядами и вдоль, и поперёк основы, чтобы изображение не было перекошенным. Для крепления используются скобы. Расстояние между ними определяется так, чтобы не было провисаний и смещений.
4. Соединить светодиодные ленты между собой спайкой или через стандартные разъёмы. Ко входу первой ленты в цепи подключается DMX-контроллер. Если одного устройства недостаточно для работы, устанавливаются субконтроллеры. Между собой они соединяются сетевым кабелем.
5. Подключить блоки питания. Здесь есть несколько важных нюансов: питание подаётся с обоих концов, максимальное потребление ленты с 72 светодиодами равно 20W, модульные блоки питания практически всегда подключаются попарно, а не параллелятся на выходе.

Схемы питания LED-лент для тех, кто собирает светодиодный экран своими руками:

Последним шагом сборки экрана является герметизация блоков питания, контроллеров и соединений для защиты от влаги. Хорошим вариантом является алюминиевый кабель-канал, в который заводятся и заливаются герметиком концы лент, а также прячутся блоки питания.

Как выводится картинка?

Выбор видеоряда и его замена для трансляции на светодиодный экран осуществляется через Wi-Fi или USB. В первом случае информация принимается через сетевую карту контроллера, а во втором – через кабель от подключённого к системе компьютера. Преобразование видеоролика в цифровой поток и распределение напряжения по отдельным светодиодам выполняет контроллер. Качество и порядок отображения зависит от типа системы управления:

• синхронное управление подразумевает одновременное отображение одной картинки на экране и устройстве-источнике, то есть прямой эфир. Оно часто используется во время спортивных трансляций и концертов. Для работы на устройстве-источнике работает карта-передатчик, а на экране – одна или несколько карт-приёмников, соединённых между собой;
• асинхронный вывод информации на экран связан с предварительной загрузкой информации в памяти микроконтроллера. Загрузка осуществляется с компьютера через кабель или с flash-накопителя. Асинхронная система работает независимо от управляющего компьютера и оснащается несколькими микроконтроллерами (в зависимости от размеров дисплея).

Популярным средством программирования и управления светодиодными экранами является аппаратно-вычислительная платформа Arduino . Она имеет разъёмы и порты, по которым можно подключать самые разные приборы для создания простых и сложных автоматизированных систем, в том числе – экранов из светодиодов. Arduino программируется на языках C/C++.

Занимаетесь ли вы съемками видео либо фотографий, нужно ли вам качественное освещение или просто интересна тема светодиодных панелей. В любом случае предлагаем ознакомиться с нашим очередным обзором, который посвящен сборке светодиодной панели в домашних условиях.

Итак, нам понадобится:
- кусок органического стекла;
- строительный фен;
- светодиодная лента;

Клеим полученные куски светодиодной ленты на панель. Важно, чтобы все они легли ровно и одинаково.

Светотехника давно используется в качестве способа организации наружной рекламы. В процессе эволюции устройства такого типа менялись в размерах, формах и эксплуатационных характеристиках. На сегодняшний день прочно оформился целый сегмент так называемых медиаэкранов, изготовленных на базе светодиодов. Это панели, имеющие достоинства в виде низкого энергопотребления и долговечности. При этом уличный светодиодный экран имеет множество разновидностей и модификаций, что облегчает выбор оптимального варианта для конкретных нужд.

Особенности светодиодных экранов

В конструкционном отношении такое оборудование отличается тем, что рабочую зону формируют несколько сегментов. Это небольшие панели, каждая из которых имеет определенное количество диодных элементов. В целях надежности уличный светодиодный экран иногда и к питанию подключают сегментами. То есть отдельная панель может иметь свой контроллер управления, предохранительный блок и подводку энергообеспечения. Объединяется же конструкционная группа корпусом и защитной оболочкой.

С уличными экранами на светодиодах во многом схожи и крупные медиафасады. Последние также представляют собой рабочую зону на платформе диодов, которая формируется сегментами. Через управляющий контроллер регулируются параметры работы комплекса и передается сигнал с контентом. Но есть и существенные отличия уличных панелей для светодиодных экранов от медиафасадов. Они заключаются в размерах, конфигурации размещения и функциях. Фасадные системы более основательны и в большинстве случаев технически включаются в архитектурный ансамбль здания. Светодиодные экраны необязательно используются на стенах - это может быть временная рекламно-информационная панель, установленная, к примеру, на столбах.

Основные характеристики

Светодиодную панель можно сравнить с конструктором, поэтому в каждом случае характеристики таких устройств почти уникальны. Но если рассматривать параметры составных частей, то данные будут стандартными. К примеру, долговечность одного светодиода составляет в среднем 100 тыс. ч. Это абсолютный рекорд, если сравнивать данный рабочий потенциал с показателями других элементов освещения, в том числе галогенных и люминесцентных. На качество изображения влияет количество пикселей, размещенных на панели формата 1 х 1 м. Данная величина может варьироваться от 500 до 10 тыс. пикселей на 1 м 2 . Здесь же имеет значение и шаг пикселя, выражаемый маркировкой Р3-Р10 мм. Это значит, что, например, уличные светодиодные экраны Р5 базируются на диодах формата 5 мм. Чем меньше этот показатель, тем насыщеннее и детальнее изображение, но вместе с этим понижается и надежность работы активных элементов из-за их высокой частоты. По толщине экраны могут достигать 100-200 мм, а длина и ширина определяются индивидуально - эти показатели ограничиваются только условиями монтажа и эксплуатации.

Разновидности

Светодиодные экраны различаются по множеству признаков. Например, существуют разные способы размещения диодов на рабочей плоскости - по ровным или искривленным линиям. С точки зрения конструкционного исполнения также выделяются реечные и кластерные модели. Готовые панели можно подразделить на звуковые и беззвучные. Надо сказать, что интеграция часто бывает излишним решением. Во-первых, на удаленном расстоянии пользователям сложно уловить исходящие звуковые волны. Во-вторых, в городском потоке, где и без того немало сторонних шумов, получить внятную информацию через слух тоже не так просто, даже если панель установлена близко. Помимо этого, уличный светодиодный экран бывает разным по степеням защиты. Оптимальным для большинства конструкций считается класс IP54. То есть панель имеет оболочку, не допускающую к электротехнической начинке влагу, пыль, грязь и т. д.

Монтаж светодиодных панелей

Установка реализуется в несколько этапов, согласно техническому проекту. Начинаются рабочие мероприятия с прокладки кабельной трассы к месту эксплуатации экрана. В составе проводки присутствует линия заземления, питающий контур, информационный кабель и др. Далее производится сборка сегментов будущего экрана в один комплекс. В зависимости от условий монтажа фиксация отдельных панелей к рабочей площади может производиться и поочередно. Главное, что до этого момента должна быть подготовлена монтажная инфраструктура. Обычно светодиодные экраны уличной рекламы крепятся на несущие металлические конструкции кронштейнами. На заключительном этапе выполняется подключение панелей к линии энергообеспечения с разделением управляющих блоков. Кстати, существуют и беспроводные экраны с собственными генераторами энергии, но они стоят значительно дороже и требуют более внимательного подхода к техобслуживанию.