#4/2006

A área de aplicações do painel de LED expande

Boris Pereverzev

Os habitantes de cidades grandes são usados aos painéis de LED brilhantes que geralmente os videoclipes dinâmicos vivos da transmissão e são instalados nos lugares mais populosos. Mas somente poucos sabem que tais telas estão intimamente ligados aos desenvolvimentos no diodo emissor de luz (LED). Hoje somente esta tecnologia permite para obter a qualidade aceitável da imagem sob toda a circunstância luz - mesmo na luz solar direta. Conhecida por muito tempo, a tecnologia LED dentro da última década moveu-se rapidamente para a frente. Em ruas de Las Vegas nós podemos seguir praticamente a História inteira dos painéis de LED. Pares de anos há, em Las Vegas era mesmo possível ver os antecessores do LED - os telões da lâmpada incandescentes.

Inicialmente, os diodos discretos de cores vermelhas, verdes e azuis foram agrupados em pixels quadrados, cada pixel que representa um ponto da imagem latente. A cor necessário em cada ponto foi conseguida pela seleção apropriada da intensidade luminosa dos diodos multicoloridos dentro do pixel. Realmente esta síntese tridimensional é igualmente a base de praticamente todas as tecnologias contemporâneas da tela (uma pode olhar na tela de computador através da lupa de dez vezes para compreender o princípio).

O diodo emissor de luz é uma das fontes luminosas as mais eficazes. Nos termos da eficiência luminosa cinco vezes excede a lâmpada incandescente usual, mas os desenvolvedores continuam a trabalhar duramente a fim aumentar o coeficiente da eficiência. Aparentemente, 60-70 lúmens por o watt serão conseguidos logo e então eficientemente dos diodos emissores de luz ser igual às lâmpadas fluorescentes.

Além disso, diodos emissores de luz são produzidos com as características espectrais atribuídas da emissão, e conseqüentemente, montar o painel de LED não exige filtros luz coloridos adicionais (estes filtros diminuem o brilho e são essenciais para todas tecnologias restantes).

Painel de LED do exterior Painel de LED do exterior

Uma das características as mais importantes do painel de LED, que determina basicamente a área de sua aplicação, está a uma distância entre centros dos pixéis os mais próximos - o pixel pitch. No começo, este parâmetro era completamente significativo que era a razão para a aplicação do exterior somente. Hoje, o pixel pitch médio para painéis de LED do exterior é 20-30 mm. A resolução de olho humano é aproximadamente igual a 2 minutos angulares, significando que a imagem está percebida como fundida somente da distância do metro 30-50. O painel de LED com pixel pitch 30 mm e largura de 10 metros terá somente 330 pontos horizontais, que é quase igual ao reprodutor de mídia home regular.

Naturalmente, a imagem em um painel de LED grande do exterior é visível mesmo de umas distâncias mais curtas, mas o retrato torna-se mais desagradável e incômodo para prestar atenção. Mais perto nós aproximamos mais partilhas do painel de LED em segmentos separados menores e tornamo-nos pouco atraente. A situação agrava devido à razão que cada pixel contem 3-5 LED e o espaço livre entre estes LED está feito do plástico preto. Esta superfície plástica minimiza a reflexão da tela, que do sol aumenta o contraste, permitindo a tela operar-se na luz solar.

Tudo para a resolução do painel de LED

Os painéis de LED são construídos dos módulos de LED separados, o número de que pode ser muito elevado, tornando a possível à alta qualidade da transmissão sinalizam. Entretanto, mesmo o painel de LED do pixel pitch 10 mm precisará de ser 8 metros na largura a fim transmitir o sinal de entrada de SVGA. Isso é porque os desenvolvedores quiseram sempre diminuir o pixel pitch, mas devido às razões que técnicas era problemático em telas discretas. Ao mesmo tempo o contraste da tela foi para baixo, os problemas com superaquecimento surgiu e o interruptor aos LED menos poderosos causou a diminuição do brilho.

Painel de LED interior de SMD Painel de LED interior de SMD

Para aumentar os produtores da qualidade da imagem veio acima com algumas soluções interessantes, por exemplo, a tecnologia “do pixel virtual”. Nas especificações a resolução virtual foi indicada como o dobro da resolução física. Simplesmente dizer, em tal tela modela o pixel (virtual) adicional pode ser dado forma dos LED separados, que são a parte de pixéis “reais” vizinhos. Este método não melhora a imagem latente de detalhes pequenos na tela, mas licenças alisar para fora as linhas inclinadas e curvadas. “O pixel virtual” melhora realmente um tanto a qualidade do retrato dinâmico da vídeo, mas se vem a uma imagem de estática desobstruída, tal como símbolos que do texto prove ser inútil.

Mas o progresso não fica parado. Os desenvolvimentos os mais atrasados na tecnologia LED permitiram telas usando naquelas áreas, onde alguns anos há era impossível. Com a aparência da tecnologia de montagem em superfície (igualmente chamada dispositivo da montagem de superfície) tornou-se possível criar a construção do diodo emissor de luz que diminuiu o aquecimento, colocando os cristais dos emissores de luz em uma caixa pequena e obter em vez de diversos diodos emissores de luz discretos um de cor completa (nas especificações é chamado geralmente RGB ou 3 em 1).

Tornou possível diminuir o tamanho do ponto luminoso em cada pixel sem sua redução do brilho e reduzir simultaneamente o pixel pitch. O autor deste artigo junto com associados teve que comparar dois modelos dos painéis de LED com o pixel pitch idêntico (10 mm), um de que foi construído em diodos emissores de luz discretos e em outros em integrado. A escolha era unânime em favor dos últimos. As telas com os diodos do “3 em 1” encurtam por um adiante a distância do visualização em comparação com tradicional.

A integração de três diodos emissores de luz em um que caixa, assegurando o pixel pitch menor, tornou a criação de painéis de LED da alta resolução (pode ser usado dentro) possível. As telas com pixel pitch 3-3.5 mm têm sido desenvolvidas já.

As companhias as mais reconhecidas apresentam seus painéis de LED da alta resolução em exposições internacionais: Barco (tem uma produção de série de 3.5, 6, 8, 10 pixel pitch), Daktronics (3, 4, 6 e 10 mm), Lighthouse (6 mm e acima), Toshiba (6 mm e acima). Algumas companhias do russo igualmente oferecem telas com pitch 6 mm (“Gelitron Video Systems”, “Inkoteks – Display Systems”, “New Light Technologies”).

Tecnologia LED

Características óticas dos painéis de LED

Entretanto, que a tecnologia do diodo emissor de luz dá nesta área nova da aplicação? Antes de mais nada, o contraste da imagem com iluminação externa significativa é o melhor em comparação com todas tecnologias restantes. Uns pixéis mais visíveis são compensados pelo brilho aumentado e pela paleta da cor estendida e igualmente pelo mais saturado e limpam cores. Assim, a projeção dianteira mesmo com o uso de projetores da alta qualidade exige o controle intricado da iluminação externa e não há muitos exemplos de soluções bem sucedidas. A projeção traseira é muito mais eficaz do que a parte dianteira nos termos do contraste, mas exige uma quantidade significativa de espaço livre atrás da tela e a saturação de cor não pode mesmo competir com os painéis de LED.

Os vídeo wall igualmente ocupam o espaço considerável (geralmente 60 cm + detalhado) e têm costuras demasiado óbvias na tela. Além disso, os módulos da vídeo, de que os vídeo wall são montados, preservam suas características a nível aceitável somente sob condições de trabalho estáveis, por exemplo nos hall do expedidor, onde nunca trabalham. Os vídeo wall igualmente experimentam alguns problemas com as lâmpadas usadas nos módulos da projeção. Os problemas elevaram das diferenças nas características espectrais, que causam o desequilíbrio da reprodução da cor nos módulos separados do vídeo e a necessidade para seu ajustamento periódico pelo engenheiro qualificado.

Os mesmos problemas dos painéis de LED são muito mais fáceis de resolver. A confiabilidade do painel de LED é mais elevada quando os custos de funcionamento forem mais baixos. O painel de LED com tamanho dos 6x4.5 metros e do pixel pitch 6 mm contem aproximadamente 750 000 diodos emissores de luz “3 em 1”, isto é realmente 2.25 milhão diodos emissores de luz separados. Como a limpeza da uniformidade e da cor é conseguida neste caso? Os LED são selecionados durante a manufatura de acordo com características do brilho e da cor. Para a produção da tela o LED de uma categoria é selecionado completamente (com características próximas). Para um equilíbrio mais preciso, cada característica do LED é medida pelo equipamento automatizado; conseqüentemente, as características são praticamente idênticas dentro de um módulo de LED. Assim ao adicionar o módulo de LED na tela as características do módulo de LED são transferidas ao processador de controlo geral, que iguala o brilho e a reprodução da cor de todos os módulos de LED.

O ângulo de visão dos painéis de LED para interior é completamente significativo e tal desvantagem de modelos do painel de LED do exterior como disfarçar as viseiras da luz solar, que limitam o ângulo de visão vertical não é necessário para telas interiores.

Painel de LED interno do exterior Painel de LED interior de SMD
Painel de LED interno do exterior Painel de LED interior de SMD

O brilho do painel de LED indoor iguala 1000-3000 cd/m2. Para a comparação: brilho da tela do cinema - 20-60 cd/m2, brilho de funcionamento da tela de computador - 200 cd/m2. Conseqüentemente os painéis de LED para interior são perdedores nos termos do brilho somente a suas modificações do exterior, a escala de brilho 5000-7000 cd/m2. Uma das vantagens principais dos painéis de LED - ajuste do brilho, que é quase inacessível a toda a outra tecnologia (exceto o CRT). Não há nenhum concorrente nos termos da vida do funcionamento também; Os fabricantes do LED reivindicam que o LED trabalhará para 50 000 horas antes que seu brilho diminua pela metade.

Construção do painel de LED

As vantagens dos painéis de LED estão não somente em suas características elétricas, mas igualmente na estrutura técnica, baseada no princípio do módulo. O tamanho típico do módulo de LED para painéis de LED do pixel pitch 6-10 mm é sobre 50x50 cm, às vezes mais grande. O tamanho de Barco ILite 3 com 3.5 mm é 258x193 mm. A profundidade do módulo de LED é de 10 a 20 cm (até 30 cm com cabos e junções). Alguns fabricantes têm os quadros extremamente resistentes do módulo, que os permitem montar painéis de LED grandes (2.5-3 metros de altura) sem estrutura da sustentação adicional. Entretanto é possível pendurar até 15 módulos (6-7 metros na altura).

Os painéis de LED são fornecidos em duas variações: como os módulos de LED separados com acessórios extra ou como os jogos completos, que incluem o quadro externo para o tamanho específico da tela e por exemplo, um poste de apoio permanente. No primeiro caso o comprador pode montar o painel de LED ele mesmo e tê-lo com toda a forma e qualquer proporção da tela. A segunda versão é preferível quando é necessário obter uma tela do padrão (4: 3 ou 16:9). Os jogos geralmente completos custaram mais barato. Os produtores tentam propr maiores possibilidades dos compradores de soluções diminuindo o tamanho do módulo de LED. Assim, em produtos novos de Barco OLite com pixel pitch 10 mm, as dimensões do módulo de LED são somente 116.6x83.6 mm. De tais módulos é possível montar painéis de LED de quase, na superfície de que a imagem vídeo de alta qualidade pode ser demonstrada.

Preço dos painéis de LED

Como todo o equipamento para propósitos profissionais com o período prolongado do serviço, os painéis de LED são caros. Os módulos de LED com arranjo denso dos diodos emissores de luz (com pixel pitch menor) custarão mais. Se o custo do painel de LED específico do exterior com pixel pitch 23 mm é em torno de 8300$ por o m2 (a tela com os tamanhos dos metros 8x6 com a resolução real 380x256 custará aproximadamente 400 000$), a seguir o preço do painel de LED do pitch 3 mm alcança 100 000 -150 000$ por o m2. Não obstante a popularidade de soluções similares para a imagem interior de alta qualidade crescerá definitivamente. A um grande estender esta tendência desenvolverá devido a alugar o negócio que vão demandar mais telas para eventos especiais e shows. Os painéis de LED são completamente apropriados para aquele, desde que permitem a montagem repetida/desmontagem.