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LED基础知识培训教程 2010年2月 LED显示屏的特点 LED单元小 屏幕尺寸可大可小 任意拼接 屏幕亮度高 可适用于室外高照度环境 屏幕视角大 室内屏视角大于160度 室外屏也可达到110度 视距可通过选择不同直径与不同点距的产品来调整 小到几十厘米 大到几百米均可满足要求 组态灵活 简单到数码显示 复杂到全彩色视屏都有不同种类的产品可以满足要求 室内室外都有相应的产品 寿命长 能达到十万小时 基本不需要维修 易与计算机接口 支持软件丰富 什么是LED LED是发光二极管 lightEmittingDiode 的简称 是光电领域中应用极为广泛的发光显示用材料 选用不同的材料在一定条件下可发出红 绿 蓝 橙 白等颜色 显示单元板 由集成电路 发光模块阵列 安装用定位螺丝 电源 将交流电变成可提供给单元板稳定的直流电压 控制系统 复杂大规模可编程逻辑电路 发送卡 采集到显卡的数字视频信号进行处理 接收卡 分配地址码 驱动单元板显示 转接板 与显示单元板接口对接 信号连接线 单元板之间级联用 钢结构 边框 支撑和固定整个显示屏 要考虑到重量 固定方式 美观等 计算机 控制整个显示屏的播放 与控制系统播放软件提供操作平台 配电柜 对整个显示屏电源提供稳定的供电 解决显示屏上电问题 三相平衡 上电冲击 分成多路输出 LED电子显示屏组成 LED显示屏基本原理及常用名词解释 LED显示屏 LED显示屏是集电子 光学 通信 计算机 网络 结构 土建工程等学科于一体的综合性工程类项目 具有规格及大小的不确定性 属于定制性产品 深圳市联腾科技有限公司是专业研发 生产 安装 维护LED显示屏的公司设备制造及系统集成 LED显示屏基本原理 以LED 发光二极管 为基本发光元素 像素点 通过控制电路及驱动电路来控制每个像素点的亮与灭或其明暗程度 实现具有相当像素点的显示屏显示出人们要求的各种信息 四大部件 发光材料 LED 驱动电路 控制电路 框架结构 LED显示屏的分类 按使用环境来分 户 室 外屏防水 亮度高 可见距离远户 室 内屏美观 具有一定亮度 点密度相对较大 可观赏距离近半户 室 外屏环境亮度高 要求屏体亮度高 户 室 外屏 户 室 内屏 LED显示屏的分类 续 按发光材料类型来分 植灯型表贴型 SMD 点阵型 模块型 像素管型 LED显示屏的分类 续 按发光基色分 单 基 色型双 基 色型三 基 色型 全彩型 LED显示屏的分类 续 按用途来分 条屏图文屏数码屏数码点阵混合屏 利率牌 视频屏 同步屏 条屏 显示标准16 16点阵汉字长度一般在15个字以内单行或双行单色或双色串口或遥控器修改内容224 256幕内容掉电保护功能实时钟网络256个节点 有线或无线 GSM条屏 3 3 7 4 8 5 主要是户内 图文屏 单片机控制显示图文信息 一般无灰度单板控制范围 单色896 512 双色896 256串口修改内容掉电保护功能特定功能显示屏 噪声屏 温湿度屏等 数码屏 计数计时选号户内户外植灯型 数码管型 像素管型串口或遥控器 数码点阵混合屏 利率牌生产牌数码管 条屏遥控器 串口 视频屏 同步屏 与计算机VGA信号点对点同步显示8位数据源 24位真彩 16 7M色256级灰度多媒体技术 图文 动画 视频多种信号接驳复合视频 CVBS S VIDEOCATVDVIHDTV LED发光原理 LED即发光二极管 其内部主要为一个PN结 当PN结内的电子与空穴复合时 电子由高能级跃迁到低能级 电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来 产生电致发光现象 发光颜色与构成其基底的材质元素有关 波长 可见光实质上都是光波 其波长决定了颜色 波长与其频率成反比 C f红630绿520蓝460 与行业有关的常用照明术语 光通量 LuminousFlux 一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率 为说明光源发光能力的基本量 单位为流明 Lumen 1lm为发光强度为1cd的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量100W的灯泡可产生1750lm40W冷白日光灯可产生3150lm的光通量LED应用指光源每秒钟所发出的可见光量之总和 与行业有关的常用照明术语 发光强度 Luminousintensity 简称光度 是指从光源一个立体角所放射出来的光通量 即光源所发光的光通量在空间选定方向上分布密度 单位为烛光 CD 1cd即1000mcd是指单色光源 频率540X10 12HZ 波长0 550微米 的光 在给定方向上 该方向上的辐射强度为 1 683 瓦特 球面度 的单位立体角内发出的发光强度 发光强度为1cd的光源可放射出12 57lm的光通量 与行业有关的常用照明术语 亮度 照度 为被照物第单位面积在某一方向上所发出或反射的发光强度 用以显示被照物的明暗差异 其公制单位为CD m2 或尼特 nit 亮度是人对光的强度的感受 它是一个主观的量 与亮度不同的 由物理定义的客观的相应的量是光强 这两个量在一般的日常用语中往往被混淆 与行业有关的常用照明术语 照度 luminance 受照平面上接受光通量的密度 可用每一单位面积的光通量来测量 1lm的光通量均匀分布在1m2的表面 即产生1勒克司 Lux lx 的照度 与行业有关的常用照明术语 色温将一具有完全吸收与放射能力的标准黑体加热 温度逐渐升高 光度亦随之改变 黑体由红 橙红 黄 黄白 白 蓝白 黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度 定义为该光源的相关色温度 称为色温 以绝对温度K Kelvin 开氏温度 为单位 K 273 15 当某一光源所发出的光的光谱分布与不反光 不透光完全吸收光的黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相同时 我们就把绝对黑体的温度称之为这一光源的色温 黑体加热温度与光色 光材料主要性能参数 发光强度 Iv 单位为cd或mcd 也有用mW的 1mW约等于54 4mcd波长 单位为纳米 nm 半衰角 2 单位为度正向压降 Vf 单位为伏特 V 工作电流 If 单位为毫安 mA 光材料主要类型 LED灯圆 椭圆SMDLED单色 三合一 二合一点阵块芯片型 植灯型 半户外 像素管模组 驱动芯片主要参数 恒流特性最大输出电流电流误差 tolerance bittobit chiptochip工作电压移位频率输出路数功耗附加功能错误检测亮度或电流调节 驱动芯片主要类型 74HC595非恒流Motorola ONSEMI Philips ST恒流源SONYCXA3281N CXA3596RTOSHIBATB62705 TB62706 TB62726 TB62727MBI5001 5016 5026 5027 5028SiTIST2221A ST2221C DM135 DM134 DM133TITLC5921 TLC5902 LED显示屏 通用的技术参数之一 像素组成 基本发光单元至少由多少个LED灯组成 常见的有1R 1G 1R1G 1R1G1B 2R1G1B 2R2G1B等等 右图为2R2G1B像素间距定义S n对两个相邻像素中心之间的距离的平均值 其中像素即可为实像素也可为虚像素 S d nd 两相邻像素的距离实像素 实际存在的发光点虚像素 实际不存在 而在视觉上感觉存在的像素点 LED显示屏 通用的技术参数之二 像素密度定义 每平方米由多少个基本像素单元组成 由不带虚像素组成叫实像素密度 由不虚像素组成叫虚像素密度 虚拟密度 像素密度与像素间距的换算 像素密度 D 1000 像素间距 S 1000 像素间距 S 像素间距 S 1000 像素密度 D 像素密度单位 pixel m 像素间距单位 mm LED显示屏 通用的技术参数之三 最小视距 人眼能区分两个像素的最小观看距离 一般来说人眼对静态图像的分辨力的平均值为1 25 按照此值计算 理论上的最小良好观察距离应为 d 2750 D 米 考虑到LED显示屏的像素等效孔径约等于其像素中心距的1 2 实际的最小良好观察距离按以下经验公式计算 d 1400 D 米 其中 D为像素密度 单位为 点 例如 以像素密度分别为25600点 10000点 6944点 2500点 1600点 1024点 625点 400点 点计算 其最小良好观察距离应分别为8 75米 14 0米 17米 28米 35米 43 75米 56米 70米 LED显示屏 通用的技术参数之四 工作环境存贮温度 40 85 工作温度 10 50 相对湿度 10 95 工作电压 220V 15 主控计算机 联想开天主机或同档次计算机以上 基本附件 PCTV卡 DVI显卡操作系统 WIN98 2000 XP计算机显示模式 1024 768帧频 60Hz视频输入信号 RF S Video YUV YC COMPOSITION等 LED显示屏 通用的技术参数之五 系统指标刷新频率 180Hz灰度 颜色 4K 显示16 7M颜色亮度调节方式 软件16级可调有效通讯距离 网线100m 无中继 多模光纤500m 单模光纤20km平均无故障时间 1000小时寿命 5万小时失效率 0 0002 LED显示屏 通用的技术参数之六 模组拼接精度 模组在拼接过程中存在着一定的拼接误差 造成显示屏平整度下降 象素间距改变 水平和垂直方向的错位等四个方面的拼接误差 任意相邻像素间平整度P mm 0 5 P 1 5 象素中心距精度JX 任意相邻模组拼接处相邻象素之间的象素间距误差5 JX 10 水平错位精度CS 水平方向相邻的两个模组在拼装过程中 形成的上下错位 称为水平错位5 CS 10 垂直错位精度CC 将垂直方向相邻的两个模组在拼装过程中 形成的左右错位 称为垂直错位5 CC 10 LED显示屏 通用的技术参数之七 IP防护等级说明 按照EN60529 IEC529 第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级 第二标记数字表示防水保护等级 室内型IP31 FN IP30室外型IP66 FW IP54 LED显示屏 室内显示屏之一 LED 室内显示屏的LED灯封装三合一LED灯 TOP3528 三并一LED灯 0805型 0603型 两种LED灯各自的优势如右表LED灯参数 LED显示屏 室内显示屏之二 模组 常规LED显示屏模块都是由16X16像素组成驱动方式 恒流驱动 MBI5026 TB62706 DM135 ST2221 恒压驱动 74HC595 恒流驱动成本比恒压驱动成本高 不过恒流驱动使得LED显示一致性更好 对LED灯损害一致 LED灯的VF值不一样 扫描方式 静态扫描 1 2扫描 1 4扫描 1 8扫描几种 越靠前的扫描方式成本越高 不过亮度也越高 越鲜艳常用的规格 PH6 PH7 62 PH8 PH10 PH12 模块显示屏参数 三并一显示屏参数 三合一显示屏参数 室外显示屏参数 LED显示屏 室内显示屏之三 箱体 箱体 标准箱体 简易箱体 铝背条标准箱体一般采用4 3像素组成 如果是4X3模组组成的箱 一般采用独立的散热系统 独立的控制系统 独立的供电系统和独特的安装结构部分 这就造成了高昂的成本价格 但是它的结构是最合理 安装简单 可批量生产 简易箱体采用的像素的组成没有现成的规则 一般跟据现场安装要求订做 不过它也具有独立的供电系统和简易的安装结构 控制系统跟据现场安装要求订做 铝背条所有的都是按现场要求订做安装方式 LED显示屏 室内显示屏之三 外框结构及外装饰 对于室内显示屏外框通常有三种做法 茶色铝合金 铝合金外包不锈钢和扳金一体化 茶色铝合金外框结构简单 外框颜色接近显示屏底色 铝合金外包不锈钢框架 采用拉丝不锈钢 美观 大方 扳金一体化结构 其颜色为索尼灰 容易被视觉接收 另外在整体结构方面比较紧凑 没有缝隙 其缺点是对显示屏的面积大小有要求 箱体 LED显示屏 室内显示屏之四 控制系统1 标准箱体控制系统框架图 接收卡 箱体 接收卡 箱体 接收卡 箱体 接收卡 箱体 接收卡 箱体 接收卡 发送卡 8P网线或光纤 DVI线 8P网线 LED显示屏 室内显示屏之四 控制系统2 简易箱体 铝背条控制系统框架图 发送卡 8P网线或光纤 DVI线 接收卡 接收卡 1 2 8 8 8 接收卡 1 2 8 8 8 1 2 8 8 8 接收卡 1 2 8 8 8 模组 8P网线 LED显示屏 室外显示屏之二 安装方式一 A 壁挂式 即显示屏背靠墙面 并固定在墙面上 此方式为常见方式 而且校易实现 LED显示屏 室外显示屏之二 安装方式二 B 落地式 即显示屏坐立在平台上 此方式最易实现 在条件许可的场合应优先采用这种安装方式 LED显示屏 室外显示屏之二 安装方式三 C 镶嵌式 即显示屏镶嵌在一个墙框内 此方式不多见 如果墙面凹陷深度不够 须考虑其维护性 LED显示屏 室外显示屏之二 安装方式四 D 支撑式 即显示屏下方受力 立放在建筑物或立柱之上 此方式常用于广场 公园等地的屏体 两立柱依据屏体的支撑要求搭建 LED显示屏 室外显示屏之二 安装方式五 E 悬挂式即显示屏悬挂于房梁 天花处 此方式适合小型屏体固定 常用于银行 大型体育场地等地 应按屏体重量考虑天花承重性 LED显示屏 室外显示屏之二 安装方式六 F 支柱式即显示屏立放于安装柱上 此安装方式常用于视野空旷的高速路口 大型广场等地 屏体支柱应考虑外界恶劣因素按要求搭建 LED显示屏 室外显示屏之三 外框结构及外装饰 对于户外显示屏为保证有足够的安装强度 其外框均为钢结构 外装饰通常根据现场情况以及客户要求选用 通常采用外包铝塑板 其优点如下 铝塑板颜色多样 品种丰富 可以根据不同要求选购 铝塑板表面质量高 粗糙度小 铝塑板可以实现胶缝拼接 表面可以等距离布置线条 合乎美观要求 LED显示屏 室外显示屏之四 控制连接示意图 户外显示屏控制系统连接示意图