اخبار
1395/08/22 17:15

ماژول تابلو سازی روان

ماژول تابلو روان

در این بخش  با انواع ماژول تابلو روان ، پارامتر ها ، ویژگی ها و کیفیت های متفاوت آنها آشنا می شوید . مطالعه این بخش ، شما را در انتخاب یک ماژول تابلو روان مناسب برای ساخت تابلو روان یاری می کند . در نوشتن این مطالب سعی شده است تا حد ممکن از اصطلاحات تخصصی الکترونیک کمتر استفاده شود تا مطالب برای همگان قابل درک باشد.

معرفی ماژول تابلو روان

ماژول تابلو سازی روان یا ماژول LED بلوک های آماده ای از ماتریس های LED هستند که همانند آجر کنار هم قرار گرفته و یک تابلو روان حرفه ای را بوجود می آورند . هر ماژول تابلو روان از یک برد مدارچاپی دو لایه تشکیل شده است که LED ها در یک طرف و چیپ یا همان IC ها در طرف دیگر نصب شده اند . کل مجموعه در یک چهارچوب یا اسکلت پلاستیکی نصب شده تا نصب و اتصالات براحتی ممکن شود . در چهار چوب پلاستیکی جا پیچ هایی فلزی تعبیه شده است که برای اتصال ماژول ها به یکدیگر و یا اتصال آنها به فریم یا قاب اصلی استفاده می شود . معمولاً برای اتصال ماژول ها از پیچ شماره ۴ به طول تقریبی ۰.۵cm تا حداکثر ۱cm استفاده می شود . هر ماژول تابلو روان شامل دو سوکت IDC در طرفین ماژول است که آنها را هاب می گویند . هاب ها برای ورود و خروج اطلاعات استفاده می شوند . اگر از پشت به ماژول تابلو روان نگاه کنید ، هاب سمت چپ ، هاب ورودی و هاب سمت راست ، هاب خروجی ماژول می باشند . غیر از این دو سوکت یک ترمینال تغذیه در وسط ماژول LED قرار دارد که برای اتصال ولتاژ به ماژول استفاده می شود .

مشخصه های مهم یک ماژول تابلو روان:

هر ماژول تابلو روان دارای مشخصه های زیادی است اما مهمترین آنها عبارتند از :

(۱) رنگ ماژول Display Color

(۲) دات پیچ Pixel Pitch

(۳) نوع راه اندازی Driving Method

(۴) درخشندگی Brightness

(۵) ساختار هر پیکسل Pixel Configuration

(۶) نوع هاب ارتباطی Interface Hub

(۷) نوع چیپ ست LED Chip

حال هر یک از مشخصه ها را به ترتیب شرح می دهیم . سعی کنید از این پس از واژه های انگلیسی این مشخصه ها استفاده نمایید تا در خواندن کاتالوگ ها با مشکل روبرو نشوید .

(۱) رنگ ماژول:

رنگ ماژول یا Display Color مهمترین مشخصه در انتخاب ماژول تابلو روان است . این مشخصه ، رنگ یا رنگ های تولید شده توسط ماژول تابلو روان را نشان می دهد . ماژول های LED با توجه به ساختار پیکسل شان در انواع تک رنگ ، سه رنگ و فول کالر تولید می شوند . ماژول های تک رنگ در مدل های قرمز ، سبز ، سفید و آبی عرضه می شوند . ماژول های سه رنگ در دو مدل ساخته می شوند . مدل اول توانایی تولید سه رنگ قرمز و سبز و زرد را دارد اما دیگری توانایی تولید سه رنگ قرمز و آبی و بنفش را دارد . نوع دیگری از ماژول ها هستند که به آنها ماژول رنگی یا فول کالر می گویند . این ماژول ها توانایی تولید تمامی رنگ ها را دارند . در مواقعی خاص از ماژول های فول کالر به عنوان ماژول هفت رنگ استفاده می شود که در این حالت به دلیل محدودیت های برد کنترل تابلو روان فقط از هفت رنگ قرمز ، سبز ، آبی ، زرد ، بنفش ، فیروزه ای و سفید ماژول استفاده می شود .

(۲) دات پیچ:

دات پیچ یا Pixel Pitch فاصله مرکز تا مرکز پیکسل های ماژول تابلو روان است و معمولاً برحسب میلی متر بیان می شود . یک پیکسل در ماژول های تک رنگ از یک LED ، در ماژول های سه رنگ از دو یا سه LED و در ماژول های فول کالر از سه یا چهار LED تشکیل می شود . هر قدر دات پیچ ماژول LED کوچکتر باشد کیفیت تصویر ماژول بهتر است چرا که پیکسل ها در ماژول به هم نزدیک تر بوده و تعداد پیکسل بیشتری در واحد سطح گنجانده می شود . دات پیچ در ماژول تابلو روان معمولاً با یک حرف P و به دنبال آن عدد فاصله بین دو پیکسل بر حسب میلی متر نشان داده می شود . مثلاً P10 نشان دهنده ماژولی است که فاصله بین مرکز تا مرکز دو پیکسل مجاور آن ۱۰mm است.

(۳) نوع راه اندازی:

قبل از هر چیز لازم است با دو مفهوم کاملاً متفاوت برای روشن کردن LED ها آشنا شوید . این دو مفهوم Driving و Data Apply می باشند . دادن فرمان لازم به یک LED را Data Apply می گویند . این فرمان ممکن است ، فرمان روشن و یا فرمان خاموش باشد . اما Driving اعمال جریان تغذیه به LED است . برای اینکه یک LED بتواند روشن شود می بایست ابتدا یک فرمان روشن به آن داده شود (Data Apply) و سپس جریان تغذیه آن برقرار گردد (Driving) . اگر فرمان روشن به LED داده شده باشد ، بعد از Driving ال ای دی روشن می شود اما اگر فرمان خاموش به LED داده شده باشد ، حتی بعد از Driving هم ال ای دی روشن نمی شود . درایو کردن LED ها در ماژول تابلو روان دائماً انجام می شود اما زمانی یک LED روشن می شود که فرمان داده شده به آن قبل از Driving فرمان روشن باشد . فرمان مناسب با توجه به داده های تصویر توسط برد کنترل تابلو روان به ماژول و سپس به هر کدام از LED ها داده می شود اما بعد از Driving است که مشخص می شود کدام LED روشن می شود و کدام LED خاموش می ماند .

نوع راه اندازی یا Driving Method در ماژول تابلو روان ، روش هایی متفاوت برای Driving در ماژول است . در یک تقسیم بندی کلی می توان Driving را در ماژول ها را به دو دسته کلی تقسیم نمود . استاتیک Static و رفرش Refresh .

در نوع استاتیک هر یک از LED ها به طور مجزا ، فرمان می گیرند و پس از اینکه همه LED ها فرمان لازم را گرفتند ، به طور همزمان همگی درایو می شوند . فرض کنید در یک ماژول تک رنگ قرمز بخواهیم در یک فریم تمام ماژول روشن و در فریم دیگر تمام ماژول خاموش شوند.

به تمامی LED ها فرمان روشن داده شده و در یک لحظه همگی درایو می شوند سپس برای نمایش فریم دوم ، به تمامی LED ها فرمان خاموش داده شده و مجدداً در یک لحظه همگی درایو می شوند .

اما در نوع رفرش ، به بعضی از سطر ها فرمان لازم داده شده و همه LED ها در آن سطرها درایو می شوند . سپس سایر سطر ها نیز فرمان لازم برای هر LED را گرفته و در نوبت های بعدی درایو می شوند . به این ترتیب سطرها با ترتیب خاصی به صورت پشت سر هم درایو می شوند . چنانچه سطر ها را با سرعت زیادی پشت سر هم درایو کرده و این کار را دائماً تکرار کنیم ، یک فریم یکپارچه از تصویر روی صفحه نمایش مشاهده خواهد شد و چشم شما به خاطر سرعت زیاد قادر به تشخیص مراحل Driving نخواهد بود و یک فریم یکپارچه را مشاهده می کند . رفرش در ماژول های تابلو روان انواع مختلفی دارد و که عبارتند از :

اسکن یک شانزدهم Scan 1/16

اسکن یک هشتم Scan 1/8

اسکن یک چهارم Scan 1/4

اسکن یک دوم Scan 1/2

چنانچه در یک ماژول تابلو روان ، شانزده سطر داشته باشیم و در هر لحظه فقط یکی از سطر ها درایو شود چون نسبت Driving یک به شانزده می باشد ، به آن اسکن یک شانزدهم می گویند . فرض کنید در یک فریم می خواهیم تمام LED ها در ماژول روشن شوند . برای این کار به تمامی LED ها در سطر اول ، فرمان روشن می دهیم و سپس آن سطر را درایو می کنیم . در مرحله بعدی این کار را با سطر دوم ماژول انجام می دهیم و سپس سطر های سوم تا شانزدهم را نیز به ترتیب درایو می کنیم . چنانچه سرعت Driving زیاد باشد ، سطر اول تا شانزده در کسری از ثانیه اسکن می شوند و چنانچه این عملیات به صورت پشت سر هم تکرار شود ، فریم مورد نظر یکپارچه دیده شده و به نظر می رسد که تمام LED های ماژول همزمان روشن هستند .چنانچه در یک ماژول تابلو روان ، شانزده سطر داشته باشیم و در هر لحظه فقط دو تا از سطر ها درایو شوند چون نسبت Driving دو به شانزده می باشد ، به آن اسکن یک هشتم می گویند . دوباره فرض کنید در یک فریم می خواهیم تمام LED ها در ماژول روشن شوند . برای این کار به تمامی LED ها در سطر های اول و نهم ، فرمان روشن می دهیم و سپس آن سطرها را همزمان درایو می کنیم . در مرحله بعدی این کار را با سطر های دوم و دهم ماژول انجام می دهیم و سپس سایر سطر ها را تا پایان نیز به همین ترتیب ، دو تا دو تا درایو می کنیم . چنانچه سرعت Driving زیاد باشد ، کل سطر ها در کسری از ثانیه اسکن می شوند و چنانچه این عملیات به صورت پشت سر هم تکرار شود ، فریم مورد نظر یکپارچه دیده شده و به نظر می رسد که تمام LED های ماژول همزمان روشن هستند .اگر در یک ماژول تابلو روان ، شانزده سطر داشته باشیم و در هر لحظه فقط چهار تا از سطر ها درایو شوند چون نسبت Driving چهار به شانزده می باشد ، به آن اسکن یک چهارم می گویند . دوباره فرض کنید در یک فریم می خواهیم تمام LED ها در ماژول روشن شوند . برای این کار به تمامی LED ها در سطر های اول ، پنجم ، نهم و سیزدهم ، فرمان روشن می دهیم و سپس آن سطرها را همزمان درایو می کنیم . در مرحله بعدی این کار را با سطر های دوم ، ششم ، دهم و چهاردهم انجام می دهیم و سپس سایر سطر ها را تا پایان نیز به همین ترتیب ، چهار تا چهار تا درایو می کنیم . چنانچه سرعت Driving زیاد باشد ، کل سطر ها در کسری از ثانیه اسکن می شوند و چنانچه این عملیات به صورت پشت سر هم تکرار شود ، فریم مورد نظر یکپارچه دیده شده و به نظر می رسد که تمام LED های ماژول همزمان روشن هستند.در نهایت اگر در یک ماژول تابلو روان ، شانزده سطر داشته باشیم و در هر لحظه فقط هشت تا از سطر ها درایو شوند چون نسبت Driving هشت به شانزده می باشد ، به آن اسکن یک دوم می گویند . دوباره فرض کنید در یک فریم می خواهیم تمام LED ها در ماژول روشن شوند . برای این کار به تمامی LED ها در سطر های فرد ، فرمان روشن می دهیم و سپس آن سطرها را همزمان درایو می کنیم . در مرحله بعدی این کار را با سطر های زوج ماژول انجام می دهیم . چنانچه سرعت Driving زیاد باشد ، کل سطر ها در کسری از ثانیه اسکن می شوند و چنانچه این عملیات به صورت پشت سر هم تکرار شود ، فریم مورد نظر یکپارچه دیده شده و به نظر می رسد که تمام LED های ماژول همزمان روشن هستند .

اما سؤالی اینجا مطرح می شود و آن این است که چه موقع از سیستم استاتیک استفاده می شود و چه موقع از سیستم رفرش یا همان اسکن استفاده می شود ؟

و سؤال دیگر اینکه انواع اسکن در ماژول های رفرش چه تفاوتی با یکدیگر دارند ؟ سؤال اول با مقایسه ماژول های استاتیک و اسکن و بررسی معایب و محاسن هر یک پاسخ داده می شود .

مقایسه ماژول های استاتیک و رفرش
در ساخت ماژول های استاتیک نسبت به رفرش از آی سی های بیشتری استفاده می شود . (افزایش قیمت)

امکان ساخت ماژول های استاتیک در دات پیچ های پائین وجود ندارد . (رزولوشن کم)

جریان مصرفی ماژول های استاتیک نسبت به رفرش بسیار بیشتر است . (مصرف برق زیاد)

در ماژول های استاتیک هر LED فشار بار زیادی را متحمل می شود . (طول عمر کم و ریزش LED)

ماژول های استاتیک درخشندگی بیشتری نسبت به ماژول های رفرش دارند .

با توجه به مقایسه فوق می توان نتیجه گرفت که چهار مورد اول از معایب ماژول های استاتیک و مورد آخر تنها حسن اینگونه ماژول ها نسبت به ماژول های رفرش است . لذا با انتخاب ماژول تابلو روان استاتیک برای رسیدن به درخشندگی بیشتر ، باید معایب استفاده از این ماژول ها را به جان خرید .

تفاوت اسکن های مختلف در ماژول های رفرش
در ماژول های نوع رفرش هر چه عدد اسکن کوچکتر شود ، ماژول تابلو روان جریان کمتری را مصرف می کند اما شدت نور آن هم تا حدودی کم می شود و به سرعت بیشتری برای رفرش تابلو توسط برد کنترل احتیاج می باشد . به عنوان مثال ماژول رفرش از نوع Scan 1/16 نسبت به نوع Scan 1/8 جریان کمتری در نوع مشابه مصرف می کند .

(۴) درخشندگی:


درخشندگی یا Luminance یک ماژول تابلو روان میزان شدت نور یک ماژول LED را نشان می دهد . بر اساس تعاریف فیزیک لومینانس معیاری برای سنجش شدت نور در واحد سطح و در یک جهت مشخص است . به عبارت دیگر لومینانس بیانگر میزان نور عبور داده شده از یک سطح مشخص و در یک زاویه مشخص می باشد . واحد اندازه گیری درخشندگی به صورت شمع بر متر مربع است . این واحد در سیستم متریک به صورت (cd/m2) و در سیستم های غیر متریک به صورت (nit) نشان داده می شود . هرچه مقدار لومینانس یک ماژول بیشتر باشد ، آن ماژول LED شدت نور بیشتری دارد .

(۵) ساختار هر پیکسل:

ساختار هر پیکسل یا Pixel Configuration نشان دهنده این است که هر پیکسل در ماژول تابلو روان مورد نظر از چه تعداد LED و با چه رنگ هایی تشکیل شده است . در ماژول های تابلو روان تک رنگ ، هر پیکسل از یک LED تشکیل شده است . رنگ این LED بسته به نوع ماژول ممکن است قرمز ، سبز ، سفید ، آبی و حتی زرد باشد . در ماژول های سه رنگ که گاهی اوقات آنها را Dual می گویند ، هر پیکسل از دو LED و گاهی هم از سه LED تشکیل شده است . در ماژول های فول کالر هر پیکسل از سه LED و گاهی هم از چهار LED تشکیل شده است . در نوع اول سه LED با رنگ های اصلی قرمز ، سبز و آبی کنار هم قرار گرفته و به صورت ترکیبی کلیه رنگ ها را تولید می کنند . در نوع دوم هر پیکسل شامل چهار LED است . دو LED قرمز ، یک LED سبز و یک LED آبی که در گوشه های یک مربع فرضی جای گرفته اند . این گونه ماژول ها علاوه بر پیکسل های اصلی خود می توانند یک پیکسل مجازی را بین دو پیکسل اصلی ایجاد کنند . پیکسل های اصلی را پیکسل واقعی یا Real Pixel و پیکسل های مجازی را پیکسل غیر واقعی یا Virtual Pixel می گویند . این کار کمک می کند تا دات پیچ ماژول به صورت مجازی ، نصف مقدار واقعی به نظر برسد . یعنی ماژول تابلو روان با دات پیچ ۲۰ در این شرایط تقریباً همانند ماژول با دات پیچ ۱۰ عمل می کند در نتیجه کیفیت تصویر تا حدود چهار برابر افزایش می یابد چرا که تعداد پیکسل ها در واحد سطح چهار برابر شده است .

اگر چه ماژول های فول کالر زیادی هستند که در هر پیکسل آنها دو LED قرمز وجود دارد اما همه آنها توانایی ایجاد پیکسل مجازی یا Virtual Pixel را ندارند . برای ایجاد پیکسل مجازی لازم است که دو LED قرمز در هر پیکسل به صورت جداگانه فرمان بگیرند اما اغلب ماژول هایی که دو LED قرمز در هر پیکسل خود دارند با یک سیگنال به دو LED قرمز فرمان می دهند لذا توانایی ایجاد پیکسل مجازی را ندارند .

ماژول های فول کالر دیگری نیز وجود دارند که هر پیکسل آنها از یک LED تشکیل شده است اما این LED به تنهایی شامل سه LED قرمز ، سبز و آبی در یک بسته بندی است که آنها را LED های RGB می نامند . این ماژول ها به دلیل قرار گرفتن هر سه LED در یک پکیج ، ترکیب رنگ بسیار بهتری دارند و از فاصله های کم کیفیت بسیار بیشتری را در ترکیب رنگ های مختلف بوجود می آورند اما امکان ایجاد پیکسل های مجازی در آنها وجود ندارد . نمونه ای از این ماژول فول کالر با دات پیچ ۱۰ در فروشگاه سایت عرضه شده است .

ساختار پیکسل یا Pixel Configuration در ماژول ها با کد های مختلفی نشان داده می شوند که به صورت زیر تعریف می شوند :

۱R : نشان دهنده ماژول تابلو روان تک رنگ با یک LED قرمز در هر پیکسل

۱G : نشان دهنده ماژول تابلو روان تک رنگ با یک LED سبز در هر پیکسل

۱W : نشان دهنده ماژول تابلو روان تک رنگ با یک LED سفید در هر پیکسل

۱B : نشان دهنده ماژول تابلو روان تک رنگ با یک LED آبی در هر پیکسل

۱R1G : نشان دهنده ماژول تابلو روان سه رنگ با یک LED قرمز و یک سبز در هر پیکسل (تولید رنگ زرد به صورت ترکیبی)

۱R1B : نشان دهنده ماژول تابلو روان سه رنگ با یک LED قرمز و یک آبی در هر پیکسل (تولید رنگ بنفش به صورت ترکیبی)

۲R1G : نشان دهنده ماژول تابلو روان سه رنگ با دو LED قرمز و یک سبز در هر پیکسل (تولید رنگ زرد به صورت ترکیبی)

۲R1B : نشان دهنده ماژول تابلو روان سه رنگ با دو LED قرمز و یک آبی در هر پیکسل (تولید رنگ بنفش به صورت ترکیبی)

RGB : نشان دهنده ماژول فول کالر با سه LED قرمز ، سبز و آبی در هر پیکسل (تولید تمام رنگ ها به صورت ترکیبی)

۲R1G1B : نشان دهنده ماژول فول کالر با دو LED قرمز ، یک سبز و یک آبی در هر پیکسل

(۶) نوع هاب ارتباطی:

هاب ارتباطی یا Interface Hub در ماژول های تابلو روان و یا ماژول های تلویزیون شهری در واقع پروتکل انتقال داده برای ورود اطلاعات و یا خروج اطلاعات در ماژول های LED است . از نظر سخت افزاری ، هاب در ماژول های تابلو روان یک سوکت IDC از نوع ۸*۲ است و در پشت ماژول یکی در سمت چپ به عنوان هاب ورودی و یکی در سمت راست به عنوان هاب خروجی تعبیه شده است . شیوه انتقال داده در همه ماژول ها به صورت سریال است اما این انتقال با پروتکل های متفاوتی صورت می پذیرد . این پروتکل ها مختص ماژول های تابلو روان و تلویزیون شهری و برد های کنترل آنهاست و در سیستم های الکترونیکی دیگر کاربردی ندارد . هاب ها در ماژول های LED انواع مختلفی دارند که پر کاربرد ترین آنها HUB08 و HUB12 و HUB40 و HUB75 است که دو نوع آخر بیشتر برای ماژول های فول کالر استفاده می شوند . در انتخاب نوع ماژول تابلو روان و برد کنترل باید دقت داشت که قبل از تهیه ماژول LED و همچنین برد کنترل ، به نوع هاب ارتباطی ماژول و انواع هاب که برد کنترل ساپورت می کند دقت کنید . تشریح ساختار انواع هاب و پروتکل ارتباطی آنها از حیطه این آموزش رایگان خارج است و نیازمند تخصص در زمینه الکترونیک و Interfacing می باشد .

(۷) نوع چیپ ست:

چیپ ست یا LED Chip در ماژول تابلو روان در واقع نوع چیپ هر LED را نشان می دهد . اساساً هر LED یک چیپ نیمه هادی است که روی آن یک لنز قرار داده شده است . در واقع چیپ اصلی در وسط لنز LED قرار دارد و در صورت شفاف بودن لنز ، قابل مشاهده است . چیپ ها در LED ها در سایز های مختلفی ساخته می شوند که بیشتر در سایز های ۶mil و ۸mil و ۱۰mil و ۱۲mil تولید می شوند . عمده این چیپ ها در خاورمیانه در کشور تایوان ساخته می شوند و در سایر کشور ها مثل چین و سنگاپور فقط لنز گذاری می شوند . هرچه سایز چیپ بکار رفته در LED بزرگ تر باشد ، نور تولید شده توسط LED بیشتر می شود . چیپ ها کیفیت های متفاوتی دارند که در طول عمر و شدت نور هر LED بسیار مؤثراند . ارتباط کد های پشت ماژول تابلو روان با قیمت و کیفیت آن
بر خلاف تصوری که در بازار داخل کشور در مورد شماره های نوشته شده در پشت ماژول تابلو روان وجود دارد ، هیچ ارتباطی بین کیفیت و درخشندگی یک ماژول LED و کد پشت آن نیست . کدی که در پشت ماژول های تابلو روان و روی برد مدارچاپی آن نوشته شده است فقط و فقط به مدل طراحی برد مدارچاپی آن مربوط می شود . در کشور چین صد ها شرکت ساخت برد مدارچاپی وجود دارد و هر کدام از تولید کنندگان ماژول تابلو روان که تعداد آنها نیز از تعداد شرکت های تولید برد مدارچاپی بیشتر است می توانند برد مدار چاپی مورد نیاز خود را از هر کدام از این شرکت ها تهیه و قطعاتی با کیفیت های مختلف را روی آن مونتاژ کنند . لذا ممکن است بردی هم به یک تولید کننده ماژول معتبر و هم به یک تولید کننده ماژول غیر معتبر فروخته شود و هر کدام قطعات متفاوتی را روی آن مونتاژ کنند . کد های روی برد مدار چاپی ماژول ها فقط به شرکت های تولید برد مدار چاپی مربوط است . این کد ها بر خلاف ماژول ها تنوع زیادی ندارند و اغلب به صورت های ۷۰۱ و ۸۰۶ و ۸۰۱ و ۹۰۱ به همراه حروفی در قبل و بعد آنها یافت می شوند .حروف قبل از این کد ها معمولاً دات پیچ و ساختار پیکسل ماژول را نشان می دهند . برخی از تولید کنندگان ماژول تابلو سازی روان اخیراً برد هایی سفارش می دهند که برند و یا نام شرکتشان روی آن چاپ شده است.

نظرات

نظر شما
نام :
پست الکترونیکی :
وب سایت :
متن :

تصویر :

برچسب ها :