Светодиодные экраны. Параметры, выбор

Что такое «светодиодный экран»

Понятие «экран», вероятно, пояснять не требуется. И очевидно из названия присутствие в нем светодиодов. Или «LED» в англоязычном написании. Или «СИД» в российском. Расшифровка аббревиатуры едина в любом случае. Light-emitting diode, он же светоизлучающий диод.

Почему светодиод

Преимущества последнего перед прочими источниками света даже стоит вкратце перечислить, не вдаваясь подробности устройства и физические принципы.

Значительная светоотдача при несущественном нагреве. По этим показателям к LED могут приблизиться разве что люминесцентные газоразрядные лампы.
Феноменальный срок эксплуатации до 100 000 часов. Причем какого-либо влияния на долговечность количества включений / выключений и смен режимов работы не выявлено.
Быстродействие характеризуется десятками микросекунд. Подобные временные интервалы глаз человека не ощущает.
Нечувствительность к низким температурам. Газоразрядная лампа зажжется в -40° C, ага. Полупроводник же без видимого изменения параметров будет работать в переносимом теплокровными интервале -50°…60° C.
Никаких шумных и греющихся балластов. Никаких постоянно горящих пуско-регулирующих аппаратов. Никаких проблем с «горячим» перезапуском.

Свои трудности есть. Куда без них? Нарушение режима охлаждения неминуемо приведет к выходу из строя p-n перехода и безвременной смерти светильника.

Дороговато, да. Но взрослеющие технологии и китайские масштабы массового производства заставляют добавлять слово «пока».

В экране

Стоит оговориться, что характеристика «светодиодный» не совсем и не всегда корректна. Дело в образовании палитры. Цвет излучения диода зависит только от материала тела. И много ли таких материалов? А сколько оттенков?

Выручили технологии полиграфии и интуитивно понятые устроенные природой решения. Глаз различает красный, зеленый и синий цвета. Мозг суммирует сигналы нервной сети, представляя полноцветный мир.

Аналогично организована сделанная руками человека картина. RGB синтез (наиболее распространенный) предполагает одновременное свечение 3-х ламп упомянутых цветов. Различная их интенсивность даст некий оттенок. В принятой градации яркости количество вариаций составит 2563 ≈ 16,8 млн. Все работают на максимуме – белый. Все погашены – черный. Весьма упрощенно, но в общих чертах…

Понятно, что монохромное представление мало кого интересует. И понятно, что для окрашивания картинки надо не менее 3-х базовых цветов. Близко к реальности это означает взаимодействие соседних LED в конструкции. А лучше выделить «триколор» в автономную единицу с индивидуальным корпусом и управлением – мультичип 3-в-1.

Подобное сооружение представляет собой элементарную полноправную точку экрана – пиксель. Об их количестве и плотности – несколько позже.

О конструкции

Определенное количество полноцветных пикселей (в той или иной форме) составляют модуль нужной формы. Несколько модулей образуют панель (кабинет). Из последних формируется предназначенный зрителям экран. По возможности без заметных швов.

Разбиение на фрагменты важно для оперативного ремонта и быстрого монтажа сооружения требуемой конфигурации. Что существенно – теоретически любого размера с произвольным соотношением сторон.

Параметры светодиодного экрана

Понимание основных свойств пригодится для выбора подходящей для достижения заданной цели аппаратуры. Для быстрого анализа предлагаемых продуктов.

Шаг пикселей. Разрешение экрана

Шаг является основной характеристикой (простите за корявое слово) «смотрибельности». Реально – это расстояние между пикселями в модуле / кабинете.

Определяет минимальное комфортное расстояние от зрителя до изображения. При ближнем просмотре цельные фигуры превратятся в набор квадратиков, а плавные очертания – в ломаные линии.

Выраженный в мм шаг соответствует удобной дистанции в м. 10 мм – 10 м. Простенько, но для оценки весьма эффективно.

Графическое разрешение, а именно количество пикселей в единице площади / длины, определяет четкость показа, насыщенность деталями. Величина производная от шага и геометрических размеров картинки.

Разрешение экрана определяется количеством пикселей в нем. Пишут так: 1280 х 1024.

Яркость, контрастность

Яркость – показатель заметности СИД на общем фоне. Наукообразно – сила света, отнесенная к площади. Измеряется в нитах. Единица несистемная, зато общепринятая. 1 (нит) = 1 кд / 1 м2. Оценивается обычно по белому цвету.

Контрастность хотя выражается точными цифрами на деле оказывается банальным рекламным ходом.

k = (B_w– B_b) / B_b

Где:

B_w – яркость светлого;
B_b – яркость темного.

Допустим 300,5 и 0,5 нит соответственно. Получим 600 : 1 (так принято записывать). Ни о чем не говорит.

То есть можно повысить яркость белого, на глубине же черного изменение не отразится. Как и на качестве изображения. А k повысится. Хотя на средних дистанциях высококонтрастная картинка смотрится выгоднее. Субъективно.

Степень защиты

Подразумевается пригодность для эксплуатации в окружающих условиях. Выделяют уличные экраны и предназначенные для помещений.

В международной классификации обозначается IPxx. Вместо «xx» чаще всего присутствует пара цифр. Первая означает стойкость к проникновению нежелательных предметов. Вторая – изолированность от жидкости.

Всепогодными считают устройства с IP65 и выше. 6 – защищены от пыли. 5 – не боятся струй воды независимо от направления.

В отдельных инсталляциях требования допустимо несколько понизить. Если существует дополнительное укрытие, например. Или не предполагается длительная установка.

Стандарт для зданий – IP20. 2 – не получится засунуть палец или предмет соответствующего размера. 0 – защита не предусмотрена. Минимальная безопасность.

Прозрачность, угол обзора

Под прозрачностью понимают способность устройства не закрывать от наблюдения находящиеся позади предметы. Оценивается в процентах.

Критерий актуален для экранов-сеток. Зависит от шага и особенностей расположения приборов управления. Может достигать 80%.

Угол обзора – изначальное свойство светодиода / мультичипа. Обсужденная ранее яркость относится к наблюдению близко от нормали к оси источника.

По мере удаления от последней интенсивность свечения падает. Границей обзорной зоны принимают потемнение вдвое.

Как выбрать светодиодный экран

Речь скорее идет о правильном подборе панелей, составляющих комплекс целиком. Ключевой оказывается ориентация на производителей компонентов. А именно – СИД.

Японские (Nichia) и штатовские (Cree) позиций ни в коей мере не утеряли. Европейцы (Osram) не отстают. Хороши корейцы (не северные, понятно). Все перечисленное превосходно по качеству. Энтузиазм несколько угасает при демонстрации цен.

Китайцы наращивают качество и берут ценой. Хотя репутация мелких фабрик заслуженно стабильно низка. Но стоящие экземпляры попадаются.

Размер и форма

Технических ограничений на упомянутые параметры не существует. Габариты (как и угол обзора) однозначно диктуются геометрией площадки, помещения. Форма же определяется контентом.

Шаг и ближнее поле связаны соответствием 1 мм между пикселями – 1 м дистанции. Дальность – около 6-ти величин ширины экрана. Это верно в основном для просмотра видео.

Для специфических задач может быть использована горизонтальная бегущая строка или вертикальная колонка фото. Наиболее распространенные соотношения горизонталь / вертикаль (4 : 3, 16 : 9, 2 : 1 и т.д.) пригодны для практически любого видео.

Условия работы

Связаны со стойкостью прибора по отношению к внешней среде. Вопрос рассматривался ранее, но некие аспекты добавить стоит.

Часто предлагаются компоненты с IP54, IP44 и позиционируются как уличные. Нет. Понадобится минимальный навесик. Или следящий за погодой сотрудник, прекращающий вещание во время осадков. Удобно, ничего не скажешь.

В помещении влага электронике, электрике, как правило не грозит. Не помешает дневной и (страшно сказать) солнечный свет. Вполне достаточно обойтись яркостью 500…1200 нит.

Для наружных устройств требования жестче. От 4500 нит максимально. И обязательна возможность изменения интенсивности. Окружающий фон меняется резче, чем в комнате.

LCD и LED экраны

Хотелось бы начать с бытовых приборов. Домашние LED телевизоры – бессовестная рекламная разводка. Существуют отдельные образцы, но так чтоб массово…

RGB-пиксель занимает существенную площадь, измеряемую миллиметрами. Исключается ближний просмотр.
Стоят безумных денег. Ради чего?
Попытка уменьшить шаг приводит к скученности полупроводников. А теснота мешает охлаждению. Сказывается на надежности и долголетии.

За светодиодный экран выдается ЖК-панель с СИД подсветкой. В условиях помещений разница между люминесцентной и LED лампами не велика. Разница в стоимости нивелируется сроком службы.

А так «светодиодные» дисплеи есть в каждом ноутбуке. Интереснее с другими параметрами.

LCD медиатрансляторы могут считаться уличными весьма условно. Газоразрядные лампы плохо переносят минусовые температуры.
В смысле яркости распределенные устройства выигрывают. От сосредоточенных источников света затруднительно отвести тепло. А жара для аппаратуры – смерть.
В ЖК-изображениях отсутствует черный цвет. Кристаллы ощутимо прозрачны, довольствуйтесь серым, господа. Поэтому коэффициент контрастности отличается на порядок. У LED – тысячи, у LCD – сотни.
Для перевозок и монтажных эксцессов газоразрядные элементы слабо подготовлены. Колбы тонкие, мало ли чего…

Нельзя сказать, лучше LCD экраны или хуже. Или выгоднее. Дешевле потому что. В линейных размерах от 2 м выигрывают СИД. На природе – без вариантов. Хотя сохранились ценители электронно-лучевых кинескопов. Сделать так 10 х 5 м, слабо?