در این مقاله قصد داریم به بررسی تخصصی انوع ماژول تابلو روان و ساختار LED ها و ماژول آن و نحوه انتخاب و خرید ماژول مناسب برای تابلو روان بپردازیم. آموزش از سطح مبتدی تا حرفه ای خواهد بود و تمامی خصوصیات و ویژگی های یک ماژول را در بر خواهد گرفت البته سعی خواهد شد مباحث عمومی که مورد نیاز اکثر افراد می باشد به صورت ساده بیان نمائیم.
ماژول تابلو روان چیست؟
ماژول تابلو روان(LED Module) بلوک های آماده ای هستند که برای ساخت نمایشگرهای led موسوم به تابلو روان یا تلویزیون شهری استفاده می شوند. ساختمان این ماژول ها به گونه ای طراحی شده است که بتوانند در کنار یکدیگر قرار گرفته و ساخت تابلوهای بزرگ را میسر نمایند. چینش این ماژول ها در کنار یکدیگر شبیه مکعب های خانه سازی اسباب بازی است.
قسمت اصلی تابلو را یک برد مدار چاپی یا PCB تشکیل می دهد. در یک طرف این برد ال ای دی های نشانگر ماژول قرار گرفته که وظیفه اصلی ماژول یعنی نمایش را بر عهده دارند. در طرف دیگر ماژول نیز قطعات الکترونیکی و ارتباطات قرار گرفته است.
مجموعه این قطعات بر روی یک قاب پلاستیکی به عنوان بدنه قرار می گیرد. این قاب علاوه بر حفظ ساختمان فیزیکی ماژول جهت نصب آسان ماژول و همچنین محافظت از قطعات و ال ای دی ها را بر عهده دارد. بر روی این قاب تعدادی محل پیچ جهت اتصال ماژول به قاب فلزی اصلی تابلو وجود دارد.
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 . شکل زیر مفهوم دات پیچ را در ماژول های تابلو روان به وضوح نشان می دهد .
دات پیچ در ماژول تابلو روان
(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 .
در مثال فوق برای نمایش فریم اول ، 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 .
ماژول تابلو روان رفرش از نوع Scan 1/16
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 .
ماژول تابلو روان رفرش از نوع Scan 1/8
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 .
ماژول تابلو روان رفرش از نوع Scan 1/4
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 .
ماژول تابلو روان رفرش از نوع Scan 1/2
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 . در تصویر زیر بخشی از یک ماژول فول کالر با دات پیچ ۲۵ نشان داده شده و روی تصویر پیکسل های واقعی و همچنین نحوه تشکیل پیکسل مجازی بین دو پیکسل واقعی مشخص شده است . توجه داشته باشید که پیکسل های مجازی هم در جهت افقی و هم در جهت عمودی بین پیکسل های واقعی ایجاد می شوند .
ماژول تابلو روان
پیکسل های واقعی و مجازی در ماژول تابلو روان
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 .
اجزای یک دیود LED و مکان قرار گرفتن چیپ ست
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 روان اخیراً برد هایی سفارش می دهند که برند و یا نام شرکتشان روی آن چاپ شده است .
کد های پشت ماژول تابلو روان
آشنایی با ساختار LED ال ای دی و چیپ آن
ال ای دی (LED) مخفف عبارت Light Emitting Diode و به معنی دیود پخش کننده نور است . این قطعه عنصر اصلی سازنده یک ماژول تابلو روان بوده و تعیین کننده اکثر ویژگی ها و مشخصه های دیگر ماژول می باشد.
ال ای دی یک عنصر الکترونیکی و گونه ای از دیودها می باشد که در اثر عبور جریان الکتریکی از آن نور تولید می کند. شکل زیر ساختمان ال ای دی را نشان می دهد:
بخش اصلی یک ال ای دی را چیپ آن تشکیل می دهد که در تصویر بالا با نام Semiconductor die مشخص شده است. این چیپ عنصر تولید کننده نور است و اندازه بسیار کوچکی نسبت به خود ال ای دی دارد. چیپ در داخل فضای مقعری شکل به نام Reflective cavity قرار می گیرد. شکل مقعر و آینه ای این بخش باعث جهت دهی و همچنین تقویت نور تولیدی از چیپ می شود.
ال ای دی دارای دو پایه به نام های کاتد (منفی) و آند (مثبت) می باشد. چیپ بر روی یکی از این پایه ها (معمولا کاتد) قرار می گیرد. لذا یک طرف چیپ به پایه دیگر باید متصل شود جهت اینکار از یک رشته فلزی (Wire Bond) استفاده می شود.
کل این مجموعه به وسیله ماده ای از جنس اپوکسی محافظت می شود که وظیفه جهت دهی به نور را نیز بر عهده دارد.
همانگونه که گفته شد مهمترین بخش یک ال ای دی چیپ آن است. توجه به کیفیت چیپ تولید شده وهمینطور اندازه آن حائز اهمیت است. چیپ ال ای دی در اندازه هایی از ۶ تا ۱۰ میل وجود دارد که با توجه به افزایش اندازه آن، نور تولید شده نیز افزایش می یابد.
بیشترین تولید کننده چیپ در دنیا کشورهای تایوان، هنگ کنگ و چین هستند. در واقع شرکت های تولید کننده ال ای دی که اکثرا نیز در کشور چین قرار دارند چیپ را خریداری کرده و بوسیله تجهیزات موجود بر روی ال ای دی قرار می دهند. شرکت های معروف تولید کننده چیپ که در ماژول های تولید کشور چین استفاده می شوند عبارتند از: Epistar, Sanan, Silan, …
برای ساخت ماژول led از دو نوع ال ای دی اوال و SMD استفاده می شود. در شکل زیر می توانید این دو نوع را مشاهده نمایید:
نوع اوال دارای دو نوع به نام های ۳۴۶ و ۵۴۶ هستند.تفاوت این دو نوع در اندازه آنها می باشد به گونه ای که قطر نوع ۵۴۶ حدود ۵ میلی متر و نوع ۳۴۶ حدود ۳ میلی متر است. البته نوع ۳۴۶ اکثرا در ماژول های فول کالر و جهت ایجاد رزولیشن بیشتر به کار می رود و در ماژول های تک رنگ استفاده نمی شود. بیشترین کاربرد این نوع ال ای دی در ماژول های با کاربری بیرونی است.
نوع SMD مخفف Surface Mount Device گونه ای از ال ای دی است که بیشتر برای ماژول های با کاربری داخلی به کار می رود. نمونه عملی این نوع، نمایشگرهای نشان دهنده نوبت در بانک است. این نوع به دلیل اندازه کوچکتری که دارد امکان ایجاد رزولیشن های بزرگتر را ایجاد می کند ولی مقاومتی که نوع اوال در برابر عوامل طبیعی از خود نشان می دهد، را ندارد. این نوع نیز در اندازه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که نوع ۳۵۲۸ (۳۵ در ۲۸) آن بیشترین کاربرد را دارد.
رنگ ماژول
یکی از مشخصه های مهم ماژول رنگ آن است زیرا تعیین کننده گستره رنگی تابلو روان می شود. در یک دسته بندی کلی ماژول های تابلو روان بر اساس رنگ به سه دسته : تک رنگ(Single Color) ، دو رنگ (Dual Color) و رنگی (Full Color) تقسیم می شود.
نوع تک رنگ همان گونه که مشخص است فقط توانایی تولید یک رنگ و درجه های رنگی(Gray-scale) مربوط به همان رنگ را دارا است و دارای تنوع رنگی گسترده ای همچون قرمز، آبی، سبز، زرد، سفید، بنفش و … می باشد. البته با توجه به ساختار چشم انسان رنگ قرمز و سبز بیشترین خوانایی و کاربرد را دارد.
وع دو رنگ که گاها با نام سه رنگ نیز شناخته می شود از ترکیب دو رنگ اصلی مثلا قرمز و سبز یا قرمز و آبی تشکیل می شود. در این حالت ماژول می تواند به سه رنگ نمایش داده شود که دو رنگ اصلی مربوط به خود ال ای دی می باشد و رنگ سوم از ترکیب دو رنگ اصلی ایجاد می شود. به طور مثال در ماژول قرمز و آبی سه رنگ عبارتند از : قرمز، آبی و بنفش
نوع سوم یعنی ماژول فول کالر توانایی تولید تمامی رنج های رنگی را داراست و در ساختار این ماژول ها از سه رنگ ال ای دی سبز، قرمز و آبی استفاده شده است. گاهاً این نوع ماژول ها با نام هفت رنگ نیز شناخته می شوند که علت این امر به دلیل محدودیت فرکانسی ماژول و محدودیت کنترلر آن می باشد.
نکته: با توجه به اینکه ال ای دی های معمولی توانایی ایجاد ۲۵۶ بازه روشنایی را دارند لذا یک ماژول فول کالر می تواند ۲۵۶ به توان ۳ رنگ یعنی ۱۶۷۷۷۲۱۶ رنگ تولید نماید. البته به دلیل محدودیت های فرکانسی ماژول ها و ال ای دی در عمل بازه رنگی تولید شده کمتر از این مقدار خواهد بود.
ماژول برای محیط بیرونی یا محیط زیر سقف؟
ویژگی دیگر ماژول تابلو روان که باید حتما مورد توجه قرار گیرد کاربری ماژول می باشد. در دسته بندی کلی می توان ماژول ها را به دو دسته : بیرونی (Outdoor) و داخلی(Indoor) تقسیم کرد.
نوع بیرونی همان گونه که مشخص است جهت کارکرد در محیط بیرون و در مقابله با عوامل طبیعی کاربرد دارد و دارای استاندارد IP65 به بالا می باشد. این ماژول ها در برابر نفوذ آب، گرد و غبار و ضربه ها و فشارهای فیزیکی تا یک حد معین مقاومت دارند. جهت ساخت ماژول های بیرونی معمولا از ال ای دی های اوال استفاده می شود البته نوع SMD آن نیز موجود است.
نوع داخلی در نقطه مقابل نوع بیرونی قرار دارد و صرفا جهت استفاده در محیط داخلی و اماکن به کار می رود. این نوع ماژول ها مقاومت چندانی در برابر نفوذ آب و گرد و غبار ندارند و به هیچ وجه نباید در محیط بیرونی استفاده شود. در ساخت این ماژول ها به دلیل عدم استفاده از مواد درزبندی و همینطور بدنه ساده تر به نسبت قیمت کمتری دارند. ال ای دی معمول در این ماژول ها نوع SMD است و البته استثناء هم وجود دارد.
یک گروه دیگر نیز وجود دارد که در واقع حد وسط دو گروه بالا است. ماژول های نیمه بیرونی(Semi-Outdoor) ماژول هایی هستند که دارای ساخت مستحکمتر از نوع داخلی هستند ولی به نسبت نوع بیرونی مقاومت کمتری در برابر عوامل طبیعی دارند. این ماژول ها معمولا استاندارد IP34 و IP31 را دارا هستند که در عمل مقاومتی در برابر نفوذ گرد و غبار ندارند و در برابر نفوذ آب مقاومت کمی دارند. کاربرد این ماژول ها در محیط بیرونی ولی در زیر یک پوشش محافظ مثل آفتاب گیر می باشد و به هیچ وجه نباید مستقیما در بیرون استفاده گردد.
ترکیب هر پیکسل
ترکیب هر پیکسل یا Pixel Composition مشخص می کند که هر پیکسل از چه تعداد و از چه رنگ led تشکیل شده است. قبل از ادامه این بحث باید پیکسل را تعریف نمائیم.پیکسل کوچکترین جزء ساختاری یک تصویر را می گویند.
در ماژول های تک رنگ(Single Color) ترکیب هر پیکسل از یک یا دو led تک رنگ تشکیل شده است به طور مثال برای ماژول رنگ قرمز ساختار پیکسل ۱R می باشد. عدد ابتدا نشان دهنده تعداد ال ای دی و حرف بعد از آن نشان دهنده رنگ آن led است. البته ماژول های تک رنگ با ترکیب ۲R نیز موجود است.
در ماژول های دو رنگ(Dual Color) از دو ال ای دی جهت تشکیل هر پیکسل استفاده شده است که همانگونه که در بخش قبلی گفته شد این ماژول ها قالبیت تولید رنگ سوم با روشن شدن همزمان دو ال ای را دارا هستند. به طور مثال ماژول با ترکیب ۲R1G از دو led قرمز و یک led سبز تشکیل شده است.
در ماژول های فول کالر (Full Color) از هر سه رنگ ال ای دی جهت تشکیل پیکسل استفاده شده است. این ماژول ها قابلیت تولید تمامی رنگ ها(فول کالر) را دارا هستند. به طور مثال ماژول با ترکیب ۲R1G1B از دو ال ای دی قرمز و یک ال ای دی سبز و آبی تشکیل شده است.
نکته: گاها در مواردی که در ساختار پیکسل تعداد رنگ ال ای دی فقط یک عدد باشد از نوشتن و خواندن عدد ۱ خودداری می شود به طور مثال ۲RGB که در واقع ۲R1G1B می باشد.
در پایان لازم است اشاره شود در نوع SMD فول کالر و نوعی از ماژول های فول کالر ساختار هر پیکسل تنها از یک RGB led تشکیل شده است و ترکیب هر پیکسل با عنوان (RGB(3in1 ذکر می شود که در واقع نشان دهنده همین امر است.
انتخاب ماژول تابلو روان-۷۰۱ یا ۸۰۶؟
احتمالا در زمان خرید ماژول تابلو روان با عبارت ۸۰۶ و یا ۷۰۱ برخورد کرده اید و هر فروشنده ای بسته به ماژولی که به فروش می رساند از کد محصول خود تعریف می کنید!
یکی از دوستان که از خود من ماژول می خرد، پرسید که کدام یک از ماژول ها بهتر است؟۸۰۶ یا ۷۰۱؟ علت تهیه این مقاله نیز همین است.
در واقع از لحاظ ساختاری هیچ تفاوت چندانی بین ماژول ۸۰۶ و ۷۰۱ وجود ندارد و به راحتی می توانند جایگزین همدیگر بشوند. پس این تفکر که مثلا ماژول ۷۰۱ از ۸۰۶ بهتر است از کجا آمده است؟جواب این سوال فقط یک نکته است:ترفندهای تبلیغاتی کاملا مبتدی و به دور از مباحث علمی!!متاسفانه بسیاری از واردکنندگان عمده ماژول تابلو روان معلومات چندانی از ساختار ماژول ندارند و فقط به عنوان واسطه ای بین فروشنده چینی و خریدار ایرانی قرار دارند. لذا مجبور به استفاده از این گونه ترفندها می شوند. پس در عمل هیچ تفاوتی بین ماژول ۸۰۶ و ۷۰۱ نیست!
خب پس چرا ۸۰۶ یا ۷۰۱ به وجود آمده است؟ اینها همگی مربوط به طراح اولیه برد مدار چاپی(PCB) ماژول تابلو روان می گردد که بسته به طراحی که دارد برای آن نام هایی انتخاب نموده اند. کدهای متعدد دیگری نیز وجود دارد مثل ۸۰۱، ۹۰۱ ، ۷۰۸،۷۰۲ و غیره!
نکات مهم برای خرید ماژول تابلو روان
در یک ماژول تابلو روان عوامل متعددی دخیل هستند که باعث تغییرات در ساختار و قیمت آن می شوند. این عوامل عبارتند از :
۱-کیفیت و ساختار برد مدار چاپی
۲-کیفیت ال ای دی ها و قطعات به کار رفته
۳-جنس و طراحی قاب و بدنه ماژول
۴-تست و عیب یابی ماژول
کیفیت و ساختار برد مدار چاپی:
یک برد مدار چاپی در صورتی که از طراحی مناسبی برخوردار نباشد در فرکانس بالا و رفرش بالا که بیشتر در تابلوهای طیف دار مشهود است پاسخگو نمی باشد و به راحتی نویز می پذیرد . توجه به اینکه طراحی یک برد مناسب است از جمله مهمترین عوامل است. در شکل زیر یک برد با طراحی نامناسب را مشاهده می نمائید:
این طراحی از ساختاری بسیار ضعیف برخوردار است و با کوچکترین ضربه امکان دارد ارتباط بین ال ای دی ها و آی سی های موجود قطع شود. دومین ایراد بزرگ این ساختار عدم استفاده از ساختار پلن زمین برد برای جلوگیری از نفوذ نویز به ماژول است. در شکل زیر یک برد با طراحی مناسب مشاهده می شود:
طراحی این ماژول به نسبت مناسب است. استفاده از پلن زمین و همچنین افزایش ضخامت خطوط ارتباطی به خوبی صورت گرفته است.
ضخامت برد مدار چاپی و همینطور ضخامت لایه مسی به کار گرفته شده نیز از اهمیت بسیاری برخوردار است.
نکته: البته در کل ساختار ماژول ۷۰۱ چندان ساختار مناسبی نیست.
کیفیت ال ای دی ها و قطعات به کار رفته :
قطعات مصرفی و کیفیت آنها تاثیر بسیار مهمی در کیفیت نهایی ماژول دارند. البته تشخیص کیفیت قطعات حتی گاه از عهده یک مهندس الکترونیک با سابقه نیز خارج است. زیرا تمامی قطعات موجود بر روی بردها امکان اصل و کپی بودن را دارند و خود ال ای دی ها نیز در کارخانه های متعددی ساخته می شوند. ال ای دی ها بسته به نور، زاویه دید و شرکت سازنده آن متفاوت هستند و سنجش این در اکثر موارد فقط از شرکت مبدا چینی امکان پذیر است. . لذا شناسایی این یک مورد تنها به تجربه شما از آن برند و فروشنده دارد.
جنس و طراحی قاب و بدنه ماژول:
توجه به طراحی و جنس بدنه ماژول نیز از دیگر موارد مهم است. بدنه مناسب باید از مواد درجه یک و مناسب ساخته شده باشد و مقاومت مناسب در برابر نور و یا ضربه های احتمالی و نفوذ عوامل طبیعی را داشته باشد. این نکته مخصوصا در ماژول های بیرونی (Outdoor) حائز اهمیت است زیرا در معرض مستقیم عوامل طبیعی هستند. اکثر ماژول های موجود در بازار دارای بدنه های از جنس مواد بازیافتی است. البته این نکته را می توان با توجه به بدنه ماژول نسبتا متوجه شد. زیرا مواد بازیافتی از حالتی کدر و متمایل به رنگ خاکستری برخوردار هستند ولی بدنه با جنس مرغوب از بدنه شفاف و ظاهر مناسب برخوردار است.
نکته: معمولا وزن بیشتر یک بدنه باعث ایجاد مقاومت بیشتر ماژول می شود . لذا سعی نمائید از ماژول هایی با وزن بیشتر استفاده نمائید.
اولین مورد، توجه به ساختار سایه بان (ابرو) ال ای دی ها است. این سایه بان باید از اندازه و شکل مناسبی برخوردار باشد. در صورت بلند بودن بیش از حد زاویه دید را محدود می کند و در صورت کوتاه بودن در مقابل نور خورشید عملکرد مناسبی ارائه نمی دهد. دومین نکته در سایه بان عدم چسبیدگی تمامی آنها به هم است زیرا در صورت عدم وجود فاصله، آب یا ذرات رطوبتی مسیر خود را به پائین پیدا نکرده و در بالای ابروها باقی می ماند.
سومین نکته در سایه بان داشتن شکل محدب و زاویه ای برای سرازیر شدن آب و رطوبت است. شکل زیر طراحی نسبتا مناسب برای سایه بان را نشان می دهد:
عامل دیگر در بدنه طراحی کلی جهت نصب ماژول است . در پشت هر ماژول محل هایی جهت پیچ شدن به بدنه است. تعداد این محل ها به دو صورت ۶ تایی و ۱۰ تایی است. برخی از شرکت ها صرفا جهت کاهش هزینه های نهایی تعداد ۴ پیچ را حذف می کنند ولی امکان مانور نهایی را از خریدار می گیرند. در شکل زیر یک ماژول با تعداد محل پیچ مناسب را مشاهده می کنید:
نکته نهایی که فقط در ماژول های بیرونی مهم است ساختار ضد آب و سلیکونی مناسب است. برخی از شرکت ها از مواد سیلیکون نامرغوب و یا ناکافی برای ضدآب کردن استفاده می کنند. برای اطمینان از این مورد پیچ های روبرویی ماژول را باز کرده و به ساختار سیلیکونی آن توجه نمائید.
تست و عیب یابی ماژول:
شرکت های معتبر و مشهور بعد از ساخت هر ماژول نسبت به تست و آزمایش ماژول ها اقدام می نمایند تا ال ای دی های معیوب را با ال ای دی سالم تعویض نمایند. در شکل زیر یک فضای تست مربوط به یکی از شرکت های چینی مشاهده می شود.
تابلوروان داخل سالن (In Door) چیست؟
به تابلوهایی که در محیط سرپوشیده استفاده میشوند ، گفته می شود .
تابلوروان (In Door) به لحاظ شدت روشنائی نسبت به دستگاه های Out Door از شدت نور کمتری برخوردار می باشند .
تابلوروان (In Door) در محیط هایی که رطوبت کمتری دارند ( سالن های ورزشی-داخل ساختمان ها ) به کار میروند ولی در برابر بارش و رطوبت زیاد مقاوم نیستند .
تابلوروان خارج سالن (Out Door)چیست؟
به تابلوهایی که در محیط باز استفاده می شوند گفته می شود .
تابلوروان (Out Door) به لحاظ شدت روشنائی دارای قدرت بالائی هستند و می توانند حتی در روشنائی روز متون و تصاویر را با کیفیت بالا نمایش دهند .
دات ماتریس(Dot Matrix ) چیست؟
به مجموعه ای از چند LED که در یک پک قرار گرفته اند و آنود ها و کاتود های آنها به صورت خاص با هم مشترک شده است دات ماتریس گفته میشود.
غالبا” این مدل از نمایشگر ها در محیط های بسته تا نیمه باز استفاده می شوند . و دلیل آن هم شدت کم روشنائی آنها می باشد.
دات پیچ چیست؟
به فاصله مرکز تا مرکز دو پیکسل دات پیچ گفته می شود ( بر اساس میلیمتر).
ماژول(Module) چیست؟
به کوچکترین قسمت از هر نمایشگر که خود به صورت مجزا قابلیت پخش تصویر را داشته باشد ماژول(Module)گفته می شود .
میزان مصرف برق تابلوهای ال ای دی؟
مصرف برق تابلوهای ال ای دی خیلی کمتر از بقیه تابلوهای تبلیغاتی همچون نئون بوده در حالیکه شدت نور تابلو های ال ای دی بیشتر است.
سخن پایانی
در پایان لازم است به این نکته اشاره شود که همیشه این مورد را به خاطر بسپارید : کیفیت را نباید فدای قیمت کنید چون بارها مشاهده شده است صرفا به دلیل قیمت پائینتر یک ماژول تابلوساز نسبت به استفاده از آن مبادرت ورزیده است ولی حتی یک هفته نیز دوام نیاورده است و باعث دردسر و هزینه های چندین برابر شده است.
امیدواریم این مطلب مورد استفاده شما عزیزان قرار گرفته باشد .
