LED tehnologija velikih panela

 

LED tehnologija velikih panela

Diode koje emitiraju svjetlo-LED-rade sa 1/20 do 1/40 energije od one potrebne za uzbudu žaruljice sa sličnom energijom isijavanja svjetla. LED-e poredane u horizontalne i vertikalne redove tvore površinu panela čija rezolucija slike raste sa gustoćom diodnih terceta. Jedan tercet dioda (RGB) tvori jedan piksel. Razmak između piksela nazvan je u podacima proizvoda „pitch”. Tipične udaljenosti između pojedihih piksela su 16 mm do 24 mm, a promjer piksela je od 1 mm do 10 mm. Na velikim reklamnim panelima promjer piksela je do 10 mm sa maksimalnom svjetlinom izraženom u Nit jedinicama i do 6000 Nit-a.

U svijetu ima više poznatih proizvođača koji nude Led panele za vanjsku (outdoor) i unutarnju (indoor) primjenu. Na pr. u Europi poznat je Leurocom iz Stuttgarta, a od kineskih Shenzen Nation Star i ostali, kao i svjetski poznata firma Absen.

U Bregani kod Samobora je poznati servis za održavanje i postavljanje „indoor” i „outdoor” panela „Eldra” koji se snabdijeva od tvrtke „Barco”, a isto tako projektora. Upoznavanje sa radom tog servisa ponuđeno je u nastavku, a karakteristike Led  piksela prikazane su na nekoliko primjera. Korišteni su podaci firme Barco u nekoliko pokazanih tipova Led-a. Osim velikih panela postoje i cilindrični paneli sa blokovima Led-a u 360° izvedbi, npr. „Dynascan-ovi” paneli, ali oni nisu u okviru ovog članka opisani.

 

2. Video zid

Video zid, jedan veliki ekran sastoji se od mnogo manjih blokova niza piksela sa tri Led-e. Oni imaju ugrađeni pogon uključenja pojedinih dioda u pikselu preko tzv. „Direct Digital Drive” sistema. To rješenje omogućuje reprodukciju sa četiri puta većom rezolucijom slike od klasičnih Led displaya, a zbog izravne digitalne veze nema gubitaka kvalitete signala, koja inače dovodi do „artefakata”.

Radi postizanja najvećeg mogućeg vijeka trajanja ugrađuju se unutarnji klimatizacijski uređaji, a sami pikseli sa diodama zaštićeni su sa polikarbonatnim slojem (silikonskim slojem) te su hermetički zaštićeni. Taj sistem označen je sa IP54. Računa se da je time vijek trajanja uz neprekidni pogon od 24 sata i do 12 godina. Jedan od poznatijih proizvođača LED-a je Nichia Corporation.

Kvaliteta slike po rezoluciji:

Video minimalne kvalitete	240 x 180 piksela
Video VHS 4:3 kvalitete	320 x 240
Video VHS 16:9 kvalitete	320 x 180
Video DVD	640 x 480
Video preko PC-a	800 x 600
Video HD	1280x 720
Video „full” HD	1920 x 1080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Odnos 1920 x 1080 kako je poznato, usvojen je izborom kvadratičnog piksela iz nativne rezolucije 1920 x 1152.

 

Tehnologija LED-a

Diode sa emitiranjem svjetlosne energije prvi puta se spominju u glasilima u Rusiji i u svijetu 1927. godine, gdje je objavljeno da je Oleg Losev ruski radio-tehničar primijetio da pri provodu struje kroz diode one emitiraju svjetla, no to je desetljećima zaboravljeno. Kao praktična elektronička komponenta pojavljuje se LED 1962. u USA, a temelji se na poluvodičkoj tehnologiji p-n. Prve LED-e emitirale su slabo crveno svijetlo , a ova pojava nazvana je elektroluminencija, a boja svjetla ovisila je o energetskim osobinama supstrata raznih komponenata molekule poluvodiča, a izum se pripisuje Nicku Holonyaku-General EL. Koncern.

Prednost pred tradicionalnim izvorima svjetla je u maloj potrebnoj energiji za pogon, vrlo brzo vrijeme uključenja, brže od žarulje i drugi vijek trajanja. Potrebno za isijavanje svjetla je precizno odrađena struja uključenja. Prvo vrijeme LED-e služile su kao 7-segmentni indikatori namjesto dosadašnjih lampi sa 7-segmenata. Razvojem je povećana jakost isijanog svjetla, a time potrebna jača uključenja i povećana toplinska disipacija.

Prve Led-e sa jačim svjetlom izumio je Nakamura u korporaciji Nikia, a boja svjetla bila je u plavom. Nakamura je 2006. godine za svoje djelo primio nagradu milenijuma za tehnologiju.

Emitiranje bijelog svjetla temelji se na miješanju žutog i plavog spektra. Daljnji razvoj bio je usmjeren na sve većim snagama isijanog bijelog svijetla tako da je na primjer na univerzitetu Bilkent u Turskoj 2008. godine prikazan LED sa 300 lumena po Wattu svjetlosnog efekta (nije el.snaga Watta) na temelju tehnologije nano kristala.

U principu i Led kao dioda predstavlja p-n spoj sa unesenim „nečistoćama”. Strana – p- je anoda, a strana – n – je katoda.

Prve indikatorske Led-e radile su sa vrlo malim snagama manjim od 100 mW. Već 2002. godine su Led-e davale do 20 lumena/W, a radi usporedbe žarulje sa potrošnjom od 100 W daju samo 15 lumena/W. U 9. mjesecu 2003. godine kompanija Cree prikazala je plavu Led koja radi sa 20 mA i 24 mW, a bijelo svjetlo Led sa 20 mA i 65 lumena/W. U 2006. godini prototip Led-e bijelog svjetla uz 20 mA sa 130 lm/W i daljnji razvoj predstavljaju brzi porast zamjene žarulja sa -ama jakog bijelog svjetla.

Granična vrijednost jačine struje je ona preko koje porastom dispacije (topline) ne raste jačina svjetla. Napon 2 do 3 V je vrijednost kod koje počinje Led emitirati svjetlo.

Valne dužine svjetla u ovisnosti boje i napon početka provodljivosti:

Boja (λ (nm))		Napon (V)
crvena	610 ÷ 760		1,63 ÷ 2,03
narančasta	590 ÷ 670		2,03 ÷ 2,10
žuta	570 ÷ 590		2,10 ÷ 2,18
zelena	500 ÷ 570		2,18 ÷ 4
plava	450 ÷ 500		2,48 ÷ 3,7
ljubičasta	400 ÷ 450		2,76 ÷ 4,0
ultraviolet	< 400		3,1 ÷ 4,4
infracrvena	> 760		< 1,9

 

Firma Barco navodi jedinicu jačine svjetla „Nit” u svojim specifikacijama.

Led-e sa valnom dužinom 250 ÷ 270 nm ubuduće, a sada sa 365 nm primjenjuju se u sterilizatorima u medicini.

Bijelo svjetlo može se proizvesti na više načina:

a)       sa Led-om koja emitira primarne boje crvenu, zelenu i plavu, a miješanjem boja dobije se bijelo svjetlo

b)       sa fosforom, materijalom koji konvertira svjetlo iz UV ili plavog u široki spektar bijelog, slično cijevima (fluorescentnim).

c)        Još jedna metoda je Led sa supstratom koji simultano emitira plavo iz aktivne površine i žuto iz supstrata. Još je u eksperimentalnoj fazi.

Posebnu grupu čini OLED – Led sa slojem emitiranja svjetla iz polimera ili organskih molekula u kristaličnoj fazi. Kako je polimerski materijal fleksibilan ove Led kompozicije nazivaju se još PLED ili FLED. Posebna je primjena u prijenosnim malim uređajima (kamere, MP3 player itd.).

Veći ekrani za video zid na primjer, radi premalog vijeka trajanja OLED-a, manjim od 1000 sati ne izrađuju se u OLED tehnologiji.

Fokusiranje svjetla postiže se konstrukcijom tijela Led-e i za razliku od toga fluorescentke trebaju vanjski reflektor radi sabiranja svjetla u potrebnom smjeru i žarište. Toksičnost Led-a je mala jer nema žive za razliku od fluorescentne cijevi.

Primjena u stražnjim svjetlima (grupa od više Led-a) vozila ima prednost pred reflektorom sa žaruljom radi bolje usmjerenosti – nije ovisno o fokusiranju, a i radi brzine paljenja za reakciju vozača ima više vremena. Brzina paljenja Led-e je oko 0,5 s brže od paljenja žarulje.

Barco proizvodi – primjeri panela

1.Tip O-Lite 612 i O-Lite 512 tehnologija

2. Moduli sa 24 mm piksela i 12 mm piksela

 

„Indoor-Outdoor“ SMD blok rastavljen je u 48 diskretnih modula koji mogu ostvariti LED display bilo kojeg oblika i volumena. Sastoji se od piksela 12 mm i jačine svjetla od 6000 Nit-a.

Ova tehnologija sa zasjenjenjem znatno poboljšava razinu crnog posebno pri danjem svjetlu, a sa povećanom svjetlinom podiže i razinu kontrasta.

Tip O-Lite 612 je zbog navedenih svojstava posebno primjenjiv za „outdoor“ displaye, veći pikseli do 24 mm i više.

Tip O-Lite 512 je posebno konstruiran za „indoor“ primjene sa višom rezolucijom i kraćim zasjenjenjem. Također je svaki blok piksela moguće podijeliti u male zasebne module što omogućuje formiranje displaya različitih dimenzija i modela.

SMD tehnologija dopušta širi kut gledanja i vrlo male udaljenosti od displaya. Tomu treba dodati i visoku rezoluciju sa 15-bitnom obradom.

„Mitrix“ moduli su sačinjeni u obliku grana sa pikselima od centralnih nosača sa utičnicama za pobudu piksela iz procesora kao i dovoda napajanja (indoor primjena).

„Mistrip“ moduli sačinjeni su sa montažom piksela na zasebnim horizontalnim nosačima i tako pružaju veću slobodu formiranja panela, dovod signala sa strane panela.

Izvedbe panela u: O-Lite 512 i O-Lite 612 prema primjeni mogu se svrstati u „outdoor“ izvedbi O-Lite612 i O-Lite 512 za „indoor“ primjenu, ali se i preklapaju na granici primjene, tako da i jedna i druga izvedba može se naći u obje primjene.

Kombiniranje „indoor“ i „outdoor“ upotrebe u sistemu Led displaya po modelima O-Lite predstavlja širu mnogoznačnost na tržištu displaya.

Kao primjer navedimo svojstva Led modula (piksel+pitch = 24 mm) u Mitrix izvedbi raspodjele piksela, a piksel je 16 mm promjera. U jednom bloku ima 16 piksela po horizontali i 8 piksela po vertikali, odnos 2:1. Težina piksela je 30 g, piksel i razmak između piksela, a svaki piksel ima tri Led-e što znači tri dovoda plus jedan napajanja po pikselu.

Ukupna površina osnovnog bloka je 384 x 192 = 73725 mm? Na 384 mm ima 384:24=16 piksela, a po vertikali 192:24=8 piksela ukupno po bloku 16 x 8 = 128 piksela. Pogon se upravlja procesorom

Površina bloka je 0,074 m² pa je na 1 m² : 1 : 0,074 = 13,5, blokova: 13,5 x 128=1728 piksela na 1 m². kako svaki piksel ima tri Led-e treba po 1 m² 3 x 1728 = 5184 dovoda RGB signala plus vod za napajanje 5 V.

Po vertikali ima 48 osnovnih blokova pa je maksimalna visina 9,2 m. Procesorskim upravljanjem smanjen je broj vodova, pa na pr. 16 terceta, jedan piksel sa tri RGB, upravlja se sa samo 4 signala

Mitrix raspodjela Led-a, svojstva:

Piksel sa razmakom	24 mm
Blok piksela	384 mm (H) 192 mm (V)
Konfiguracija Led-a	3 u 1 SMD
Horizontalni kut gledanja	>145°
Vertikalni kut gledanja	>145°
Vrijeme, vijek trajanja	50 000 sati
Snaga po bloku	50 W
Težina po bloku	1,3 kg
Obrada signala	16 bita
Rata osvježenja	800 Hz minimalna
Broj boja u reprodukciji	185 x 106

Promjer piksela može biti od 1 mm do 10 mm za velike panele.

 

O Lite 612

Svojstva:

-12 mm pikseli podijeljeni u 48 diskretnih modula

-6000 Nit svjetlina

Konfiguracija	3 u 1 SMD  ( RGB subpikseli u 1 pikselu)
Gustoća piksela	3888 Led-a po bloku (72 x 54)
Kut gledanja	>145º
Vertikalno	>80º
Kontrast	1120
Vijek	50 000 sati
Snaga po bloku	800 W/blok (max) 230 W/blok (srednja)
Težina/blok	58 kg
Obrade signala	16 bita po boji (50Hz)
Rata brisanja	800 Hz za PAL (min)
Dimenzije	Najviše 15 blokova po horizontali 12 blokova po vertikali