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1、LED 电子显示屏制作原理与教程(2009-12-31 11:00:42) 博主: 李云浏览字体： 大中小LED 电子显示屏制作原理与教程 LED 电子显示屏制作原理与教程一、LED 产品发展历 3 二、LED 显示屏市场应用领域 3 三、LED 显示屏的基本构成 4 四、LED 显示屏一般常见的几种分类： 5 五、LED 显示屏的选择时考虑因素 6 六、LED 显示屏系统要求和安装 7 七、LED 全彩屏系统 8 八、全彩 LED 大屏幕 5 大性能优势： 11 九、常见提高全彩屏像素控制技术对比 16 十、大屏幕售后服务 16 十一、 05 年 LED 大屏幕市场定位 17 十二、大屏幕产
2、品资料的参数 18 一、LED 产品发展历LED 显示设备从 1923年，罗塞夫 (lossenow)在研究半导体 sic 时有 杂 质 的p-n 结 中 有 光 发 射 ， 研 制 出 了 发 光 二 极 管 (led：light emitting diode)，一直不受重视。随着电子工业的快速发展，在60 年代，显示技术得到迅速发展，人们研究出pdp 激光显示等离子名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 显示板、
3、LED 液晶显示器、发光二极管led、等多种显示技术。由于半导体的制作和加工工艺逐步成熟和完善，发光二极管已日趋在固体显示器中占主导地位。LED 之所以受到广泛重视并得到迅速发展，是因为它本身有很多优点。例如：亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定，其发展前景极为广阔。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展。 随着发展人们需要 种大屏幕的显示设备， 于是有了投影仪， 但是其亮度无法在自然光下使用， 于是出现了 LED 显示器 (屏)，它具有视角大、亮度高、色彩艳丽的特点。LED 大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段：1 第一代 单色 L
4、ED 显示屏以单红色为基色， 显示文字及简单图案为主， 主要用于通知通告及客流引导系统。2 第二代 双基色多灰度显示屏以红色及黄绿色为基色，因没有蓝色，只能称其为伪彩色，可以显示多灰度图像及视频， 目前在国内广泛应用于电信， 银行，税务，医院，政府机构等场合，主要显示标语，公益广告及形象宣传信息。3 第三代 全彩色 (full color)多灰度显示屏以红色，蓝色及黄绿色为基色，可以显示较为真实的图像，目前正在逐渐替代上一代产品。4 第四代 真彩色 (true color)多灰度显示屏以红色，蓝色及纯绿色为基色，可以真实再现自然界的一切色彩(在名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
5、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。可以显示各种视频图像及彩色广告，其艳丽的色彩， 鲜亮的高亮度， 细腻的对比度，在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。真彩色5mm 户内大屏幕属于上述第四代产品。它具有高亮度， 不受环境亮度影响， 厚度薄，占用场地小，色彩鲜艳丰富， 视角宽，可以在宽敞的厅堂环境应用，没有拼接图像损失。二、LED 显示屏市场应用领域LED 显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、 金融信息显
6、示。 这一领域的 LED 显示屏占到了前几年国内 LED 显示屏需求量的50%以上，目前仍为 LED 显示屏的主要需求行业。上海证券交易所、 深圳证券交易所及全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了LED 显示屏。（2）机场航班、汽车站动态信息显示。民航机场建设对信息显示的要求非常明确， LED 显示屏是航班信息显示系统的首选产品，首都机场、上海浦东国际机场、 海口美兰机场、 珠海机场、厦门高崎机场、深圳黄田机场、 广州新机场及全国数十家新建和改扩建机场都选用了国产的 LED 显示屏产品。（3） 港口、车站旅客引导信息显示。以LED 显示屏为主体的信息系统和广播系统、 列车到发揭示系统、 票务信
7、息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，北京站、北京西站、南昌站、大连港等国内重要火车站和港口都安装了国内厂家提供的产品和系统。（4）体育场馆信息显示。 LED 显示屏已取代了传统的灯泡及CRT 显名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 示屏，四十三届世乒赛主场地天津体育中心首次采用了国产全彩色视频 LED 显示屏，受到普遍好评，上海体育中心、大连体育场等许多国内重要体育场馆相继采用了LED 显示屏作为信息显示的主要手段
8、。（5）道路交通信息显示。 智能交通系统 （ITS）的兴起，在城市交通、高速公路等领域， LED 显示屏作为可变情报板、限速标志等，替代国外同类产品，得到普遍采用。（6）调度指挥中心信息显示。电力调度、车辆动态跟踪、车辆调高度管理等，也在逐步采用高密度的LED 显示屏。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。遍布全国的服务领域均有国产LED 显示屏在信息显示方面发挥作用。（8）广告媒体新产品。除单一大型户内、户外显示屏做为广告媒体外，国内城市出现了集群LED 显示屏广告系统；商业大厦LED 显示屏广告发布系统也已在全国中大城市主要地方得到采用并正在推广。（9）演出和集会。
9、大型显示屏越来越普遍的用于公共和政治目的的视频直播，如在我国建国50 周年大庆、美国总统大选、莫斯科850周年庆典、 日本冬季奥运会、 波兰教皇的访问、巴西狂欢节、世界各地的新千年庆典。 这些节日中大型显示屏增加了艺术影响力，在播放广告和信息的同时也团结了人们。（10）展览和租赁。在许多展览会，LED 显示大屏幕作为展览组织者提供的重要服务内容之一，向参展商提供有偿服务， 国外还有一些名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - -
10、 - 较大的 LED 大屏幕的专业性租赁公司，也有一些规模较大的制造商提供租赁服务。 (11)学校和医院。在高等院校应用LED 显示屏作为对学生通知和科学宣传是一个现代化都教育工具。在医院主要用来宣传药品体格和康健知识。以后 LED 全彩显示屏在广告业、体育场所、交通业是最有潜力市场！三、LED 显示屏的基本构成 LED 显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元(单元显示板或单元显示箱体 )构成屏体，再加上一套适当的控制器(主控板或控制系统)。 所以多种规格的显示板(或单元箱体 )配合不同控制技术的控制器就可以组成许多种LED 显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。仔细分解一个LED 显示
11、屏，它由以下一些要素构成(以较为复杂的同步视频屏为例 ): 金属结构框架户内屏一般由铝合金 (角铝或铝方管 )构成内框架，搭载显示板等各种电路板以及开关电源，外边框采用香槟色和银白色铝合金方管。户外屏框架根据屏体大小及承重能力一般为角钢或工字钢构成，外框可采用铝塑板进行装饰。 显示单元是显示屏的主体部分， 由发光材料及驱动电路构成。 户内屏就是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 各种规格的单元显示板，户外屏就是单元
12、箱体。 扫描控制板该电路板的功能是数据缓冲， 产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。 开关电源将 220V 交流电变为各种直流电提供给各种电路。 双绞线传输电缆和光纤主控仪产生的显示数据及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏体（主要用在单双基色显示屏） 。全彩屏一般都用单模光纤传输！ 主控制仪将输入的 RGB 数字视频信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。 专用显示卡及多媒体卡除具有电脑显示卡的基本功能外还同时输出数字RGB 信号及行、场、消隐等信号给主控仪。多媒体除以上功能外还可将输入的模拟 Video 信号变为数字 RGB 信号 (即视频采集 )。 电脑及其外设 其他信息源电视机
13、， DVD/VCD 机,摄录像机及切换矩阵等。四、LED 显示屏一般常见的几种分类： 按使用环境分为户内 ,户外及半户外户内屏面积一般从不到1 平米到十几平米 ,点密度较高，在非阳名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外， 屏体不具备密封防水能力。户外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米，点密度较稀(多为 1000-4000点每平米 ),发光亮度在3000-6000cd/ 平
14、米(朝向不同，亮度要求不同 )，可在阳光直射条件下使用，观看距离在几十米以外，屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。半户外屏介于户外及户内两者之间,具有较高的发光亮度 ,可在非阳光直射户外下使用，屏体有一定的密封，一般在屋檐下或橱窗内。 按颜色分为单色，双基色，三基色单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料，多为单红色。双基色屏一般由红色和黄绿色发光材料构成。三基色屏分为全彩色 (full color), 由红色，绿色 (波长 570nm)，蓝色构成及真彩色 (nature color),由红色， 纯绿色 (波长 525nm),蓝色构成。 按控制或使用方式分同步和异步同步方式是指LED 显示屏的工作方
15、式基本等同于电脑的监视器，它以至少 30 场/秒的更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像 ,通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告效果。异步方式是指LED 屏具有存储及自动播放的能力，在PC 机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入LED 屏,然后由LED 屏脱机自动播放，一般没有多灰度显示能力，主要用于显示文字信息，可以多屏联网。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 按像素密度或像
16、素直径划分由于户内屏采用的LED 点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要有：3.75mm 44100像素 /平米4.8mm 27800像素/平米5.0mm 17200像素/平米户外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准，按每平米像素数量大约有2500点、3086点、3906点、5102点等五、LED 显示屏的选择时考虑因素1、屏体尺寸设计：在设计屏体大小时 ,有三个重要的因素 : (1) 显示内容的需要(2) 场地空间条件(3) 显示屏单元模板尺寸（室内屏）或象素大小（户外屏）2、设计室内显示屏的时：应以显示屏单元模板的尺寸为基础。一块单元模板分辨率一般为32 行 80
17、列，即共有 2560个象素，其几何尺寸如下：3.75mm 单元模板尺寸为： 152mm（高） 304 mm（宽）5 mm 单元模板尺寸为： 244mm（高） 488mm（宽）室内显示屏体外边框的尺寸可按要求确定，一般应与屏体大小成比例。外边框的尺寸通常为5cm-10cm（每边）。3、设计户外屏的时：首先要确定象素尺寸。象素尺寸的选定除了应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 考虑前面提到的显示内容的需要和场地空间因素
18、外，还应考虑安装位置和视距。若安装位置与主体视距越远，则象素尺寸应越大，因为象素尺寸越大，象素内的发光管就越多，亮度就越高，而有效视距也就越远。但是，象素尺寸越大，单位面积的象素分辨率就越低，显示的内容也就越少。4、户外屏须特别考虑的问题：（1） 屏体及屏体与建筑的结合部必须严格防水防漏；屏体要有良好的排水措施，一旦发生积水能顺利排放。（2） 在显示屏及建筑物上安装避雷装置。显示屏主体和外壳保持良好接地，接地电阻小于3欧姆，使雷电引起的大电流及时泄放。（3） 安装通风设备降温，使屏体内部温度在-1040之间。屏体背后上方安装轴流风机，排出热量。（4） 选用工作温度在 -4080之间的工业级集成
19、电路芯片，防止冬季温度过低使显示屏不能启动。（5） 为了保证在环境光强烈的情况下远距离可视，必须选用超高亮度发光二极管。（6） 显示介质选用新型广视角管，视角宽阔，色彩纯正， 一致协调 ,寿命超过 10 万小时。显示介质的外封装为目前最流行的带遮沿方形筒体，硅胶密封，无金属化装配；其外型精致美观，坚固耐用，具有防阳光直射、防尘、防水、防高温、防电路短路五防特点。六、LED 显示屏计算机运行要求和系统安装1、计算机运行要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12
20、 页 - - - - - - - - - 1、主机为 PC586以上系列微机及兼容机2、硬盘需有 5G 以上空间 ,内存 64M 以上3、主板须有 AGP 插槽和 PCI 插槽3、操作系统 : Win98/win2000 2、LED 系统的配置（每个屏配置以发货清单为准）：1、带 DVI 显卡（七彩红显卡，安装在电脑中） 1张2、DVI 主控卡（数据采集发送卡，安装在电脑中） 1张3、扫描板（数据接收显示驱动卡，配套集线板12 张，安装在显示屏后） 1 张4、DVI 电缆线， RS232串口线各 1 条5、PCTV 卡（可选） 1张3、硬件安装安装步骤如下：1、把 DVI 显示卡插于主板的AG
21、P 插槽，安装好该卡的驱动程序；2、将数据采集卡插于空的PCI 插槽；3、用 DVI 电缆线把数据采集卡与显示卡连接在一起；4、把控制线与串口 (Rs232)相连（可选）；5、用 1 条网线与接收卡相连；6、显示驱动卡与集线板用50P 扁平线一一对应连接好；7、检查连接无误即可进行设置或上电调试。4、软件安装1、显卡驱动安装名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 将显卡驱动程序光盘插入光驱，即可自动进入安装状态， 请
22、按提示操作即可。首先安装DirectX8.1；然后再安装驱动程序；最后安装控制面板。2、播放软件本 屏 附 带 有 大 屏 幕 专 用 播 放 与 设 置 软 件LED演 播 室 , 或LEDSHOW4.0, 可满足大部分led大屏幕的要求，播放图片文字以及VCD 等。将随屏所附应用软件光碟插入光驱，复制或安装所有的程序到计算机上。3、PCTV 卡软件将 PCTV 卡驱动程序光盘插入光驱， 即可自动进入安装状态， 请按提示操作即可。本硬件和软件适合播放VCD、 DVD、 TV 等外接信号源。七、LED 全彩屏系统一、显示屏总体示意图本显示系统为VGA、视频同步显示屏系统。 VGA、视频同步即
23、VGA显示器上的内容及视频信号可完全同步的在大屏上显示，这种结构的显示屏由通讯卡、播出机、控制卡、录像机、视频卡、屏体等部分组成。相互间的连接关系如图所示。图中，播出机为一台式PC 机，内含通讯卡、视频卡、 VGA 显示卡。播出机一方面负责待显示内容的信息收集，并将待显示的内容按大屏幕要求的特定格式和一定的播出顺序在 VGA 监视器上显示；另一方面将VGA 监视器上显示的画面通过通讯卡向控制卡发送。通讯卡是VGA 显示卡到大屏之间名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11
24、页，共 12 页 - - - - - - - - - 的接口卡，通过该卡， VGA 显示屏上的数据以72 帧S的速率实时向大屏传送；视频卡的作用是在视频显示状态将视频信号源的模拟视频信号转换为数字信号， 同时动态在 VGA 监视器上显示。 通过该卡，视频设备将视频信号以50 帧/S 的速率向显示屏传送。控制卡接受来自通讯卡的信号将所接受的信息自动分配到大屏幕的每个显示单元，并向显示屏屏体提供完成显示所需要的各种控制信号，使显示屏屏体可再现层次丰富、动态感强的画面。屏体是显示屏的最终显示单元，由 LED 显示模块、框架、电源和各种信号连线构成系统总体描述本系统由编辑部分、显示部分、音视频控制部分、自动控制部分（光传感系统、）等组成。本系统的编辑部分主要是将显示屏上要显示的信息通过一台编辑机按照客户要求的方式进行编辑，然后通过网络将编辑好的文件传输给播出机，按照预定方式进行播放。音视频控制系统由录像机、影碟机、广播系统、闭路电视、卫星接收机及其他视频设备组成名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -