تلویزیون های شهری مدرن

دینامیک رنگ، بازگردانی رنگ، کنتراست ، IC درایور ها، سیستم کنترل، همسازی الکترو مغناطیسی، تداخل الکترومغناطیسی در نمایشگر LED و تلویزیون شهری موضوعات این نوشته هستند.

 

دامنه رنگ دینامیک، تعبیر رنگ و کنتراست نمایشگر ال ای دی :

یک ویژگی مهم نمایشگر LED ، قابلیت نمایش تعداد خاص رنگ است. تمام رنگ های واضح نتیجه ترکیب رنگ های پایه (قرمز – سبز – آبی) است که یک پیکسل را تشکیل می دهند. همانطور که می دانید هر چه صفحه نمایش رنگ های بیشتری نشان دهد کیفیت تصویر بالاتر و رنگ ها طبیعی تر خواهند بود

در ابتدا تصویر در کامپیوتر شکل می گیرد و کیفیت عکس توسط مونیتور کامپیوتر ارزیابی می شود. تصویر در نمايشگر LED باید تا حد ممکن شبیه تصویر اصلی باشد. در واقع جریان استاندارد یک کد رنگ 24بیت (TRUECOLOR) جایی که اندازه روشنایی هر رنگ با 8 بیت تعیین می شود. بنابراین برای یک نمایشگر باکیفیت 2^24 رنگ یا بیشتر ایده آل است.

قبلأ در مورد نحوه شکل گیری تصویر با تکنیک PWM صحبت کرده ایم. هرچه سطح منطقی قابل ساپورت توسط PWM بیشتر باشد کیفیت تصویر نیز بیشتر خواهد شد.

روش PWM که یک وابستگی خطی بین جریان (مقدار متوسط) و سطح منطقی روشنایی بنا کرده است. بنابراین PWM با N سطح بیان کننده این است که روشنایی واقعی LEDها برای تمام این سطوح به صورت خطی تغییر می کند به عبارت دیگر روشنایی یک نمایشگر با استفاده از PWM در سطح 1 دقیقأ 2 برابر پایین تر از سطح 2 و 256 بار پایین تر از سطح 256 است. N سطح منطقی در PWM یعنی N سطح روشنایی در LED ها و روشنایی واقعی دقیقأ به سطح ورودی بستگی دارد به هر حال چشم انسان روشنایی را به صورت خطی نمی بیند. چشم انسان در شدت پایین تر روشنایی حتی به تغییرات ناچیز روشنایی هم توجه می کند. در شدت بالاتر این تغییرات نادیده گرفته می شود.

بگذارید تمام N سطح ممکن روشنایی را به عنوان یک خط افقی که با 100 بخش بررسی کنیم. چشم انسان براحتی بخش های مجاور روشنایی در ابتدای خط را درک و دریافت می کند. سپس در مرکز تفاوت بین بخش های مجاور آشکار نخواهد بود و در انتهای خط هم اصلأ معلوم نیست. در واقع این بدان معناست که کل تعداد N سطحی که می توان انتخاب کرد یک تعداد کوچکتر از سطحج N که به صورت خطی دریافت شود.

جالب است که بدانید که تولید عکس در مانیتور های LCD و تلویزیون شهری به تغییر جهت درک انسان توجه میکند. در مونیتورهای CRT این یک نتیجه شکل گیری تصویر است. در مونیتور های LCD سخت افزار تصحیح گاما به کار گرفته شده است. تمام این نتیجه ها در عملکرد خطی که دریافت ذهنی و سطح منطقه روشنایی را توصیف می کند. بنابراین 256 سطح روشنایی در هر کانال دارد که به صورت خطی دریافت می شود .

اگر pwm با 256 سطح منطقی برای نمایش عکس ابتدایی با رنگ واقعی به تجربیات آشکار توجه خواهیم کرد . در ناحیه تاریک تصویر، بین بخش های روشن حاشیه های تیزی خواهیم دید و در بخش های روشن تمام سطوح روشنایی در هم ادغام می شوند. تحریفات بر رنگها تاثیر می گذارد مخصوصا جایی که شیب رنگ مهم است مثلا در تصویر چهره انسان دلید این مسله این است که چون عکس اولیه 256 سطح غیر خطی دارد که در نمایشگر به صورت سطوح خطی دیده می شود که برای چشم انسان ناخوشایند است .

اگر بخواهیم عکسی با رنگ واقعی در نمایشگر led نشان دهیم ، سطوح منطقی روشنایی باید تصحیح شوند . می توان با افزایش تعداد سطوح منطقی در روش تولید تصویر PWM به این نتیجه دست یافت . سپس به واسطه تعداد بیشتر سطوح کد بندی 256 سطح آسانتر خواهد بود . انتخاب از 256 سطح به واسطه تعداد بیشتر " تصحیح گاما" یا " انتخاب از جعبه رنگ " نامید می شود . سطح بیشتر روشنایی می تواند با PWM ایجاد شود.

در حال حاضربهترین نوع نمایشگر LED نمایشگری است که از متود PWM با 2 به توان 16 سطح منطقی روشنایی استفاده می کند. برای نشان دادن تصویر صحیح با رنگ واقعی 256 سطح روشنایی کافی است. باید توجه داشت که یک نمایشگر LED می تواند 256 *256*256 رنگ نمایش دهد و نه 2^16 * 2^16 *2^16 ، این بدان معناست که رنگها با 24 عدد و نه با 48 بیت کد بندی شده اند پالت رنگ مصنوعی تنها برای انتخاب تعداد حداقل رنگهای لازم برای رسیدن به رنگهای طبیعی و روشنایی قابل قبول است . هر کانال ممکن است که به صورت روشنایی 8،10،12،14 بیت یا حداکثر 16 بیتی کد بندی شود . در کانالهای با کدهای پایین تر اصلاح تصویر طبیعتا کمتر موثر خواهد بود ، به عبارت دیگر یک صفحه نمایش LED با سطوح کمتر روشنایی ارزان تر خواهد بود در حالی که تعبیر درست رنگ واقعی در نمایشگر همیشه لازم نیست . برای مثال تابلوهای گرافیکی که برای نمایش اعداد اطلاعاتی استفاده می شود نیازی به تعداد زیاد رنگ ندارند.

تعداد زیاد رنگ به چند دلیل مهم است :

1 – اولا که اجازه می دهند که روشنایی نمایشگر در طول روز و فصول سال تنظیم شود. چشم انسان با شرایط نرمال روشنایی مطابقت دارد ، بنابراین روشنایی نمایشگر Ld

E در یک روز آفتابی و در طول شب باید کاملا متفاوت باشد. علاوه بر این اگر صفحه نمایش جایی نصب شود که وقتی بیننده به تابلو نگاه می کند پشت زمینه تابلو آسمان باشد (ساختمانی پشت تابلو نباشد( باید تنظیمات تابلو با نمایشگری که پشت زمینه مانند ساختمان دارد فرق داشته باشد.

2- ثانیا که اجازه می دهد تنظیمات نور سفید داشته باشیم می توان پالت رنگ را برای هر گروه رنگ به صورت جداگانه انتخاب کرد ، بنابر این می توانیم به تصویر مورد نظر رنگ آبی را اضافه یا رنگ قرمز را کم کنیم . این هم برای تنظیمات اولیه نمایشگر و هم تنظیمات ثانویه مه برای طول عمر LED ها مهم است ، بکار رود . (LED ها با گذشت زمان کم نور تر می شوند) یا لنز LED ها کدر می شوند.

3 – ثالثا به ما امکان تصحیح رنگ در ماژولهای مورد نظر نمایشگر LED می دهد . این وقتی مهم است که ماژول خراب ، توسط ماژول یدکی جایگزین شود در این موارد پارامترهای LED در ماژول جایگزین و مجاور با هم فرق می کنند پس باید همسان شوند. این عملکرد برای سیستم کنترل هم مهم است . تنها ساختن PWM 16 بیتی کافی نیست تولیید کنندگان باید برای تنظیمات وسیع روشنایی در سخت افزارو نرم افزار سیستم کنترل هم گزینه هایی داشته باشند. در غیر انصورت این برنامه هم هیچ کاری از پیش نخواهد برد.

کنتراست نمایشگر LED:

کنتراست پارامتر مهمی در برگردان رنگ نمایشگر است . کنتراست تفاوتی در مشخصه بصری است که یک شی را در تصویر از چیزهای دیگر متفاوت می کند. در مورد نمایشگر LED اگر رنگ مشکی واقعا مشکی نباشد چشم انسان نمی تواند جزئیات محدوده تاریک تصویر را تشخیص دهد و آن منطقه با مناطق دیگری که کمتر تاریک هستند ادغام می شوند. در تابلو های LED هیچ LED سیاهی وجود ندارد و رنگ سیاه توسط بدنه نمایشگر ایجاد می شود. مشکل معمولا از انعکاس نور خورشید بر سطح نمایشگر بوجود می آید. در این حالت وقتی تمام لامپهای LED خاموش هستند صفحه نمایش ممکن است تا انداز های سفید رنگ بنظر برسد. اپوکسی ( جزء مواد تشکیل دهنده پلاستیک ) لنز LED سبب بوجود آمدن این مسئله است. عموما هر چه سطح نمايشگر LED تیره تر باشد ، کنتراست و در نتیجه کیفیت تصاویر بیشتر می شود.

تعداد رنگ تابلو و قیمت تابلو :

تعداد رنگ در نمایشگر LEDتنها به طرق زیر افزایش می یابد:

1 – استفاده از IC درایورهای هوشمند.

2 – افزایش فرکانس PWM.

3 - کاهش فرکانس بروز رسانی.

روشنایی ، نمایش رنگ و کنتراست نمایشگر LED :

هر چه سطوح رنگ ایجاد شده با PWM بیشتر باشد ، تنظیم کردن نمایشگر برای نمایش رنگ مناسب ،راحتتر است.
تنظیم نور باید برای تمام مولفه های سیستم کنترل موجود باشد :از نرم افزارها گرفته تا درایورهای LED . از لحاظ تئوریک تعداد تخمینی رنگها به میلیارد یا تریلیون می رسد اما بهرحال سیستم همیشه قادر به نمایش این تعداد رنگ نخواهد بود.
اجزائی که کارخانه سازنده نمایشگر LED برای سطح نمایشگر استفاده می کند بر روی کیفیت تصویر تاثیر گذار است و باید تا حد امکان تاریک و مات باشد.


IC درایورهای نمایشگر LED :

یک درایور LED ریز تراشه ای است که جریان مستقیم را برای LED ها تامین می کند. IC درایورهابر پایه مدارهای فرمان مجتمع هستند .در ساده ترین نوع می تواند یک فرمان روشن و خاموش باشد. در درایورهای هوشمند و پیچیده دستورات شامل مقادیر کنترل روشنایی LED با استفاده از PWM می باشد.

وقتی از درایورهای ساده استفاده شود عملکرد PWM باید توسط کنترل کننده هایی تولید شود که فقط می توانند دستور روشن و یا خاموش شدن را به درایورها دهد. یعنی درایورها فقط قابلیت تشخیص این فرامین را دارا هستند. مزیت استفاده ز این گونه درایورها بسیار آشکار هستند : درایورهای ساده ارزان هستند ، اما معایب آنها بسیار زیاد است : کنترلرها بسیار پیچیده خواهند بود، تولید تعداد لازم سطح روشنایی و فرکانس بروز رسانی بسیار مشکل خواهد بود، فرکانس کاری کنترلرها نیز برای اینکه کیفیت تصویر را بالا ببرند بسیار بالا خواهد رفت اما افزایش فرکانس هم شامل محدودیتهای فنی می باشد.

درایورهای هوشمند براحتی این مسائل را حل کرده است و کار کنترل کننده های را آسان می کند اما قیمت نمایشگرها را افزایش می دهند. این مورد درباره اجاره تلویزیون شهری نیز صادق است.

به طور خلاصه می توان گفت درایورها خصوصیات زیر را دارا می باشند :

تعداد کانالها
خروجی جریان (رنج و ثبات)
فرکانس کلاک
قابلیت free-running برایPWM
کنترل جریان خروجی برای هر کانال PWM
اسیلاتور داخلی
تعداد کانالها (عرض واسط)
قابلیت فیدبک (گرمای بیش از حد، اتصال کوتاه ، اتصال باز)
اصلاح نقاط به صورت دیجیتال
اصلاح روشنایی بصورت دیجیتال
پکیج IC درایورQFN ,SSOP,SOP
درایورهای در گرایش های زیر توسعه یافته اند:

1 – بهبود درایورهای ساده . عملکردهای بیشتری برای درایورهای ساده تعریف شد : برای مثال عیب شناسی و کنترل روشنایی یا افزایش فرکنس انتقال داده.

2 – بهبود درایورهای هوشمند .عملکردهای جدیدی برای آنها تعریف شد و پارامترهای کمیتی آن ارتقا یافت و فرکانس ، تعداد سطوحPWM نیز افزایش یافت. درایورهای پیشرفته PWM 16 بیتی با فرکانس 20MHz را ساپورت می کنند.

3 – درایورهای مخصوص با عملکردهای زیاد ارائه شدند .این موضوع در مورد درایورهایی که کلاک درونی دارند نیز صدق می کند مانند : MBI5050

به طور معمول درایورها را 8 یا 16 کاناله می سازند. بهر حال این نوع درایور ها همیشه برای تلویزیون های شهری مناسب نیستند چون پیکسل ها از سه LED تشکیل شده اند که جانمایی PCB را مشکل می کنند. ز لحاظ فنی بهتر است یک درایور در مرکز خوشه 4 پیکسلی قرار دهیم.

متاسفانه بیشترکارخانجات اعم از سازندگان درایورها مایلند تمام محصولات خود را در یک محصول خلاصه کنند. درایورهای پیچیده عملکرد بسیار بالایی دارند مشتریان از تمام این عملکردها و کارایی هایی ها استفاده می کنند اما باید بهای آن را نیز بپردازند. برای مثال یک DM634 عالی از PWM 16 بیتی و تصحیح روشنایی 7 بیتی بهره می برد.عملکرد دومی غیر ضروری می باشد چون PWM 16 بیتی و سیستم کنترل مدرن LED امکان اصلاح روشنایی عمومی با استفاده از دیگر شیوه ها وجود دارد.

مشکل واسط خارجی که کمتر دیده می شود . درایورهای مختلف قادر به انتقال داده ها و کنترل PWM به طرق مختلفی هستند که این از نقطه نظر کنترل سیستم اصلا ساده نیست. بدون یک رویکرد یکپارچه و متحد در طراحی درایورها و سیستم کنترل مشکلات عمیق تر نیز خواهد شد. هر نوع از درایور به بلوک واسط خاص خود نیازمند است بنابراین عملا هر نمایشگر یک سیستم کنترل منحصر به فرد خود را دارد.

مشتریان تلویزیون های شهری در مورد درایورها اطلاعات بسیار کمی دارند آنها در مورد پارامترهای دیگر نمایشگر از لحاظ سطوح روشنایی و بروزرسانی تحقیق می کنند اما این گزینه ها آنها را گمراه می کند. درایورها مقدار زیادی انژی مصرف می کنند و گرمای زیادی تولید می کنند در ماژولهایی که طراحی ضعیفی دارند IC درایورها می توانند گرمای زیادی تولید کنند و باعث خرابی LED ها و ماژولها شوند.

سیستم های کنترل مدرن نمایشگرهای LED:

عمدتا یک سیستم کنترل از تجهیزاتی مانند : یک سورس تصویر که می تواند یک PC یا یک پخش کننده خاص باشد ، یک نرم افزار ، یک دسته کنترلر هایی که داده ها را پردازش و تبدیل می کنند و درایورهای LED که از طریق شبکه های واحد به کنرلرها متصل شده و سیگنال دیجیتالی را به صورت جریان به LED ها منتقل می کند.

سیستم کنترل در واقع ارتباطی است بین ریز سیستمهای بیشمار نمایشگر و تصویری که بر روی آن می بینیم علاوه بر آن سیستم کنترل باید قادر به اتصال چند نمایشگر به هم باشند.

دراینجا به برخی از عملکردهای مهم سیستم کنترل اشاره می شود :

سیستم کنترل باید سیگنال ویدئویی را برای راه اندازی بیشتر انواع درایورها پردازش کند.
سیستم کنترل باید ساختار مدولار داشته باشد تا از عملکردهای سخت افزاری مختلفی استفاده کند.
سیستم کنترل باید با زمان بندی نرم افزار هماهنگ باشد تا بهترین گزینه را برای زمان بندی برنامه های اجرا شده در تلویزیون شهری ارائه کند.
سیستم کنترل باید تنظیمات منعطفی برای رنگها و روشنایی داشته باشد.
سیستم کنترل باید امکان تنظیمات مختلفی را برای انواع اشکال هندسی نمایشگر ایجاد کند چون ماژولها می توانند در بصورتهای مختلفی کنار هم قرار گیرند تا اشکال مختلفی با ابعاد دلخواه مشتری بوجود آورند.
عملکرد شبکه سیستم کنترل نمایشگر LED


یک گزینه مهم این است که بتوان نمایشگرهای مجزا را به هم متصل نمود تا یک شبکه بزرگتر نمایشگر ایجاد نمود برای تحقق این هدف سیستم کنترل باید واسط تحت شبکه ای را ساپورت کند که کلیپ های تبلیغاتی و تنظیمات سیستم طرح بندی می کند

سیستم کنترلی که بصورت ماژولار باشد بهترین گزینه است در این حالت عملکردهای شبکه و کنترل ایجاد تصویر را می توان تقسیم بندی کرد. برای ساخت شبکه های نا همگن که از کامپیوترها و نمایشگر های LED با ساختار های متفاوت و یا حتی نمایشگرهای LCD تشکیل شده ، گزینه جدید ارائه شده ، کنترل کل شبکه توسط یک مرکز کنترل یکپارچه شده صورت می گیرد. در حال حاضر شبکه نمایشگر های LED از طریق اینترنت کنترل می شوند.

شبکه سیستمهای کنترل نمایشگر های LED باید دارای این گزینه باشد :

نظارت بر عملکرد یک نمایشگر LED:

سیستم کنترل باید دارای قابلیت نظارت و فیدبک باشد که شامل گزینه های زیر است :

ثبت زمان بندی وقایع که تمام کلیپ هایی که تابلو پخش می کند را ضبط می کند.
ثبت وقایع سخت افزار که تمام عیوب و نقص های تجهیزات را ضبط کند .
ثبت دسترسی ها که هر ورود را به سیستم و هر تغییری را در تنظیمات ضبط کند.
امنیت تبادل اطلاعات نمایشگر LED:

تلویزیون شهری توسط کامپیوتر کنترل می شود . هر شخصی ممکن است به کامپیوتر دسترسی داشته باشد ، بنابراین سیستم کنترل باید قابلیتهای امنیت اطلاعاتی مناسبی داشته باشد.

این سیستم امنیت اطلاعات حفاظتهای زیر را انجام می دهد :• روشهای جلوگیری از پخش غیر مجاز. • سیستم باید در موارد خاص بصورت خود کار قطع شود. • سیستم امنیتی باید گزینه هایی برای برنامه های در حال اجرا بروی نمایشگر به عنوان بخشی از شبکه بزرگ و همچنین به عنوان یک صفحه نمایش مجزا داشته باشد. • ادغام با سیستم های کنترل باعث حذف یا پاک شدن چیزی از روی صفحه نمایش نشود.

سازگاری الکترمغناطیسی (EMC) تداخل الکترومغناطیسی (EMI) نمایشگر LED:

نمایشگرهای غول پیکر شهری اجزاء الکتریکی زیادی دارند و بوسیله سیستم دیجیتالی کنترل می شوند از این رو کاملا شبیه سایر تجهیزات الکتریکی هستند، بخشی از انرژی الکتریکی مصرفی بصورت تابش الکترومغناطیسی ساطع می شوند که باعث القا تداخل الکترومغناطیسی(EMI) می شود.

این تابش نتیجه فرکانس فرکانس سوئیچینگ بالای تعداد زیادی از اجزای سیستم است. داده ها و سیگنالهای جاری در برد مدارچاپی تولید اشعه می کنند . نمایشگر LED شامل بسیاری از قطعات مشابه اند . طرح بندی هندسی PCB چندین و چند آنتن غول پیکر برای تشعشع امواج را تشکیل می دهند .

تداخل الکترومغناطیسی ممکن است سبب ایجاد وقفه یا مانع یا کاهش کیفیت خدمات رادیویی و تلویزیونی و یا تلفن های همراه شود.

وظیفه مهم تولید کننده های نمایشگر های LED به حداقل رساندن تداخل رادیویی است . این مهم فقط با اقدامات پیچیده در توسعه طراحی الکترونیکی ، طراحی درست ماژولها و کنترل کننده ها بدست می آید.

تلویزیون شهری اینستاگرام

آدرس تماس

با ما تماس بگیرید :

دفتر فروش :

تهران - خیابان ستار خان - روبروی برق آلستوم- پلاک834

                    


تلفکس :      44299755 -021 (8 خط)

همراه : 09126630257