控制 LED 亮度的方法:
有两种控制 LED 亮度的方法。
一种是改变流过 LED 的电流,一般 LED 管允许连续工作电流在 20 毫安左右,除了红色 LED 有饱和现象外, 其他 LED 亮度基本上与流过的电流成比例;
另一种方法是利用人眼的视觉惰性,用脉宽调制方法来实现灰度控制, 也就是周期性改变光脉冲宽度(即占空比),只要这个重复点亮的周期足够短(即刷新频率足够高), 人眼是感觉不到发光象素在抖动。
由于脉宽调制更适合于数字控制, 所以在普遍采用微机来提供 LED 显示内容的今天,几乎所有的 LED显示屏都是采用脉宽调制来控制灰度等级的。
LED 的控制系统通是扫描板上集中控制各象素点灰度, 扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解(即脉宽调制),然后将各行LED的开通信号以脉冲形式(点亮为 1 ,不亮为 0 )按行用串行方式传输到相应的 LED 上,控制其是否点亮。
这种方式使用器件较少,但串行传输的数据量较大,因为在一个重复点亮的周期内,每个象素在 16 级灰度下需要 16 个脉冲,在 256 级灰度下需要 256 个脉冲,由于器件工作频率限制, 一般只能使 LED显示屏做到 16 级灰度。
另一种方法是扫描板串行传输的内容不是每个 LED 的开关信号而是一个 8位二进制的亮度值。
每个 LED 都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。这样,在一个重复点亮的周期内,每个象素点在 16 级灰度下只需要 4个脉冲, 256 级灰度下只需 8 个脉冲,大大降低了串行传输频率。
用这种分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地实现 256 级灰度控制。常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。
主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据,然后重新分配给若干块扫描板, 每块扫描板负责控制 LED显示屏上的若干行(列),而每一行(列)上 LED 的显控信号则用串行的方式传送。
四、安装模组
扣好不锈钢边后就能开绐上模组了。模组建议从下往上装,从中间往两边开始安装。这样的安装方式有很多争议,从底部安装主要是为了使水平和垂直都能在正常控制范围内,特别是屏幕的面积大了以后,更加容易失控,特别是小间距的要求超高,有点缝隙没有达到要求,都需要做精细的调整。
安装过小间距的工程师都知道,即使是精密的模具出来模组或箱体,都还是有误差的,几个丝错位,都会导致整行的错位。其次,从中间往两边安装可以分成两组人员甚至四组人员分工干活,节约安装时间。即使碰到安装错位的问题,基本都不会影响另外一组人员的进度。
按照图纸安装模组自带的排线,短排线只适合模组与模组的连接,从控制卡到模组的长排线是要安装线序长短安装的,上面和下面用的排线长,我们这里大概是1米半长。
在方钢上安装LED模组
LED模组长排线和排线
LED模组16P排线
自己带有工具,如果排线有压坏的话,重新剪一段,两头一压就行了,然后装上固定的卡子。很多时候因为背条支着放不平模组,装的时候还得剪掉线卡。排线插到模组上的时候红边向上,模组的箭头也同时是向上的。没有标箭头的模组,那么看模组上的印刷字必须是向上的。模组之间的连接,都是模组前面的输入连接上一个模组后面的输出。
接收卡与模组接线示意图
接收卡与模组接线实物图
(2)外框结构及外装饰
外框结构在设计上是由显示屏的安装要求和显示面积大小以及周围环境颜色而定, 在保证有足够的安装强度的前提下,尽量减少显示屏的安装重量。
对于室内显示屏外框通常有三种做法:黑色铝合金、铝合金外包不锈钢(亚光、亮光)和扳金一体化。
黑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。
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;
八、LED显示屏的控制系统
LED控制系统分类与LED显示屏分类相对应,主要是以显示性能和显示色彩来分。根据屏的大小及客户要求可采用异步控制或者同步控制。
(a )异步RS232 通讯方式控制(计算机串口)说明: 异步控制是接收并存储由 PC 机上编辑好的文字和没有灰度的图形(PC 机通过串口发送数据给异步控制卡)再通过异步控制卡控制显示屏的显示,而且屏关电后,所要显示的内容存储在控制卡上存储器里面,屏开电后,异步控制卡上的 CPU 从卡上的内存读取内容再控制 LED显示屏的显示 。
GAMMA矫正(gamma correction)
这是一种通过变换函数来减少灰度数量,从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比度,全彩屏实际表现的颜色受到很多限制。
当夜晚时,必须降低屏体亮度,此时能够显示的色彩就会减少,因此,数字RGB显示的色彩肯定少于16M色,为了解决这个问题,需要更高层次的灰度,1Bill色的系统(红绿蓝各1024级色)可以表现更真实的色彩,因为从256级灰度扩大到1024级,极大的丰富了可表现的色彩数目。
虚拟象素技术(Virtual Resolution)
也称共享象素或动态象素,将4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上显示,其效果相当于将间距缩小一半,其成本与传统做法基本相比,基本没增加,但可以做到原来4倍的分辨率。
一致性(Uniformity)
整个画面的质量很大程度上取决于LED的一致性。一致性的问题是LED固有的问题,当LED生产时。
他们的亮度,视角,还有其它的特性实际上都不统一,这些参数分布在某一范围,制造商工艺控制的越好,这个范围越小,选用优质厂商提供的LED可以减少调试的工作量,人眼对颜色和亮度的敏感度相当高,对于LED之间的差别很容易察觉,特别在高亮的显示系统中,这种差别更大,设计者必须采用各种技术来消除这种差别,增加一致性。
色差(Colour Shift)
LED显示屏由红绿蓝三色组合来产生各种颜色,但这三种颜色由不同材料做成,视角是有差异的,不同LED的光谱分布都是变化的,这些能被观测的差异称为色差。
当偏过一定角度观察LED时,其颜色发生改变,人眼判断真实画面的色彩的能力(比如电影画面)比观测计算机产生的画面要好。