LED戶外看板基本知識

LED螢幕(戶外看板，顯示屏)按應用場所不同，大致可以分為戶外和室內兩類。

由於LED戶外的應用環境不同於室內，並且環境條件比較惡劣，自然對LED的發光材料和箱體有著較高的要求。

一般來說戶外的LED須採用超高亮發光材料，高亮度（UHB）是指發光強度達到或超過100mcd的LED， 又稱坎德拉（cd）級LED。

目前，彩色顯示所需的三基色紅、綠、藍以及橙、黃多種顏色的LED都達到了坎德拉級的發光強度，實現了超高亮度化、全色化，

使發光管的戶外全色顯示成為現實。

發光亮度已高於1000mcd，可滿足室外全天候、全色顯示的需要，用LED彩色大螢幕可以表現天空和海洋，實現3D動畫。
 
戶外看板像素目前均由紅/綠/藍三種原色(基色)的許多單管LED構成，常用成品有像素筒和像素模組兩種結構。

像素尺寸多為12-26毫米，像素組成：單色以2R/3R/4R、偽彩以1R2YG/1R3YG/1R4YG、真彩以2R1G1B等組成形式居多。

一、戶外看板系統方案設計原則
1,結構設計原則
2.亮度與配色依據
3.可靠性設計原則
4.安全性設計原則
5.易管理及可操作性設計原則

二、屏體安裝方式
牆掛式：即顯示幕背靠牆面，並固定在牆面上。此方式為常見方式，而且較易實現。
坐立式：即顯示幕坐立在平臺上。此方式最易實現，在條件許可的場合應優先採用這種安裝方式。
鑲嵌式：即顯示幕鑲嵌在一個牆框內。此方式不多見，如果牆面凹陷深度不夠，須考慮其維護性。
側掛式：即顯示幕兩側受力，側掛在兩建築物或立柱之間。此方式常用於空曠場地的屏體懸掛，兩立柱依據屏體的懸掛要求搭建。

三、結構設計
1、材料選擇
採用角鋼作為屏體框架的主要材料，進行防腐、耐火處理。
2、箱體結構
採用大箱體結構，箱體材料進行打磨、鍍鋅、噴塑處理、具有防水/耐腐蝕功能。箱體具有厚度薄、重量輕、強度高， 採用定位柱技術保證安裝精度等特點。
3、框架結構
由於採用標準的箱體結構，使得屏體框架結構簡單，定位精度及屏體的安裝工藝容易控制，保證了整屏的平整度。
4、聯接結構
採用焊接和連接件並用的聯接方式，簡單易行，可以確保聯接強度，同時提高屏體的安裝效率。

四、系統防護功能設計
1、安全配電系統
a.上電系統　b.防靜電設計　c.防雷設計
2、屏體結構安全設計
a.防風設計　b.防震設計　c.防水設計　d.防潮/防結露設計　e.防塵設計　 f.防氧化/防腐蝕設計
3、溫度控制系統設計
A.屏體的散熱系統及防高溫設計
a.優良的驅動IC選擇　b.完善的工藝設計　c.完備的系統防護設備 d.先進的系統防護技術：即“動態散熱”技術，密封式對流散熱，空調冷卻式內部對流散熱
B.屏體的防低溫設計

LED螢幕名詞

    LED螢幕分為圖文螢幕和視訊螢幕，由LED矩陣組成。圖文螢幕可顯示漢字、英文字和圖形；視訊螢幕以即時、同步、清晰的資訊傳播方式播放各種資訊。

它的優點：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與積體電路匹配、驅動簡單、壽命長、耐衝擊、性能穩定。廣泛應用於車站、碼頭、機場、商場、醫院、旅館、銀行、證券市場、建築市場、工業企業管理和其他公共場所。

LED螢幕被證明是最可靠，高效，節能，明亮，在技術上也最方便實現。

    LED就是”light emitting diode”發光二極體的英文縮寫，簡稱LED。

LED發光技術的原理是某些半導體材料在通以電流的情況下會發出特定波長的光，這種電到光的轉換效率非常高，對所用材料進行不同的化學處理，就可以得到各種亮度和視角的LED。

它是一種通過控制半導體發光二極體的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄影信號等各種資訊的螢幕。

以下是LED螢幕(LED顯示屏)常用的名詞及概念的解釋：

像素（PIXEL）

是畫面上可以被獨立控制的最小單元，PIXEL是picture element的縮寫，在三基色螢幕上，像素由三部分組成：紅，綠，籃，每一部分由一個或幾個LED組成，理論上，分別調節紅，綠，藍的亮度，可以表現出任意顏色。

間距（PITCH）
相鄰像素的中心距離。間距越小，可視距離越短。

解析度（Resolution）
通常用於數位顯示設備，表示總的像素數量，一般寫成寬×高的形式，如800×600。

可視角度（Viewing Angle）
當觀察者面對LED時可以看到LED的最大亮度，當觀察者向左或右移動時，看到的亮度會減小，當亮度減到最大亮度的一半時，此時所處的角度加上向反方向移動得到的角度之和，稱水平可視角度，垂直可視角度用同樣方式測量。

亮度（Brightness）

亮度在任何顯示設備中都是最重要的參數。亮度的主單位叫燭光（candela），用CD表示，單個LED的亮度通常用 millicandelas，MCD，即千分之一CD，把一個平方米的LED亮度加在一起，就得到單位面積亮度，用尼特（NITS）表示，1 NITS＝1 CD/m2

可視距離（Viewing Distance）
對於各種顯示器件來說，最佳的觀察距離應該是人眼無法分辨出像素的最小距離，這個距離大約是點間距的3400倍。電視和電腦的觀測距離通常要小於這個要求，但可接受的距離不能小於點間距的1700倍。

畫面更新率/刷新率（Refresh Rate）
螢幕畫面更新的速率，通常用赫茲表示（Hz），與幀頻是不同的。

幀頻（Frame Rate）
螢幕每秒顯示的圖像幀的數量，通常取決於輸入的信號(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)

場頻（Field）
PAL和NTSC的一半幀，因為PAL和NTSC是隔行掃描，每次刷新只顯示半幀圖像。

純綠（Pure green）和真綠（true green）
過去30年，各種顏色LED被相繼開發出來，首先是紅色，黃色，黃綠色，而藍色LED和純綠LED在90年代相繼被日亞工程師發明，也因為這樣製造LED全彩色螢幕成為可能。一般播放影片用的LED螢幕必須用純綠，如果用黃綠來做，顏色肯定不真實，如果一個像素裡，綠色LED的數量很多，比紅管和藍管的數量多，那肯定是黃綠管，因為黃綠的亮度不夠，必須用多個，但黃綠LED價格低廉。該種螢幕俗稱偽彩屏。

色溫

紅綠藍三色的亮度必須平衡才能準確的還原真實色彩，換句話說，LED的白色必須是白色，而不是粉紅色。如果紅綠藍都處於最高亮度，混合出的色彩通常不是白色，為了得到白色（通常稱為6500K色溫），紅綠藍中須有一個或兩個的亮度調低，為了獲取正確的白色，必須反復測量調整亮度，這個過程稱白平衡。

灰度（Grey Levels）
LED螢幕能表現的色彩數量取決於RGB三色的灰度等級，在標準的全彩螢幕中為256級灰度，對於體育場館的LED全彩系統，256灰度是不夠的，無法準確的恢復還原色彩。也稱色彩深度，指不同亮度的數量，紅綠藍有各自的灰度，在全彩色系統中一般是256級灰度，可以產生256X256X256＝16,777,216種顏色，在PC中稱為24位元色，在LED顯示系統中稱為8位元系統。

GAMMA矯正（gamma correction）
這是一種通過變換函數來減少灰度數量，從而產生一個更接近真實環境的色彩和對比度，全彩屏實際表現的顏色受到很多限制，當夜晚時，必須降低屏體亮度，此時能夠顯示的色彩就會減少，因此，數位RGB顯示的色彩肯定少於16M色，為了解決這個問題，需要更高層次的灰度，1Bill色的系統（紅綠藍各1024級色）可以表現更真實的色彩，因為從256級灰度擴大到1024級，極大的豐富了可表現的色彩數目。

虛擬像素技術（Virtual Resolution）
也稱共用像素或動態像素，將4倍於物理像素的像素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理像素上顯示，其效果相當於將間距縮小一半，其成本與傳統做法基本相比，基本沒增加，但可以做到原來4倍的解析度。

一致性（Uniformity）
整個畫面的品質很大程度上取決於LED的一致性。一致性的問題是LED固有的問題，當LED生產時。他們的亮度，視角，還有其他的特性實際上都不統一，這些參數分佈在某一範圍，製造商工藝控制的越好，這個範圍越小，選用優質廠商提供的LED可以減少調試的工作量，人眼對顏色和亮度的敏感度相當高，對於LED之間的差別很容易察覺，特別在高亮的顯示系統中，這種差別更大，設計者必須採用各種技術來消除這種差別，增加一致性。

色差 （Colour Shift）
LED螢幕由紅綠藍三色組合來產生各種顏色，但這三種顏色由不同材料做成，視角是有差異的，不同LED的光譜分佈都是變化的，這些能被觀測的差異稱為色差。當偏過一定角度觀察LED時，其顏色發生改變,人眼判斷真實畫面的色彩的能力（比如電影畫面）比觀測電腦產生的畫面要好。

LED螢幕戶外安裝要求

LED螢幕的種類較多，根據使用環境可以分為室內屏和戶外屏兩種。室內LED螢幕與戶外LED螢幕差別很大。首先是亮度不同，室內屏的發光亮度要比戶外屏低出幾倍到幾十倍;把室內螢幕放在室外就像把電視機放在室外一樣亮度不夠。因此，戶外屏必須採用超高亮度LED，而且為了進一步提高亮度和增加可視距離，在一個像素內往往要封裝多個超高亮度LED。其次，戶外屏須防水、防陽光直射、防塵、防高溫、防風，防雷擊等，而室內屏則無須考慮這些問題。

目前，戶外螢幕存在的主要問題如下:
1.螢幕安裝在戶外，經常風吹日曬，雨淋塵蓋，工作環境惡劣。

電子設備被淋濕 或嚴重受潮會引起短路甚至起火，引發故障甚至火災，造成損失。
2.螢幕可能會受到雷電引起的強電強磁襲擊。
3.環境溫度變化極大。螢幕工作時本身就要產生一定的熱量，如果環境溫度過高而散熱又不良，積體電路可能工作不正常，甚至被燒毀，從而使顯示系統無法正常工作。
4.受眾面寬，視距要求遠、視野要求廣。環境光變化大，特別是可能受到陽光直射。

突波(Surge)：
電路中出現的一種短暫的電流、電壓波動，在電路中通常持續約百萬分之一秒，突波又被稱為瞬態過載電壓。

● 突波單位計算：KA (千安培)

● 突波的來源?

最主要的來源是雷電。
當發生雷擊時，以若干KA計的電流通過電及放電，經過所有的設備和大地返回雲層，從而完成了電的通路。

如果雷電擊中了附近的電力線，部分電流將沿線進入建築物，這股巨大的的電流就會直接擾亂或破壞電腦和其他敏感的電器設備，其速度之快，全程只需百萬分之一秒。

● 突波對電腦和其他精密電器設備的危害？
當突波超出電腦所能承受的範圍時，電腦會出現亂碼，晶片被損壞，零件提前老化，無法預估的資料錯誤，接收/傳送資料失敗，資料遺失，電腦功能無法正常運作，經常需要維修，原因不明的故障等等問題。所以當雷電突波遠遠超出了電腦和其他電器設備所能承受的範圍，絕大多數情況會造成電腦和其他電器設備的毀壞，或資料的永遠遺失。
即使是一個小型感應器的「啟動或關閉」也會產生2000-5000V的突波，所以和它共用同一電源延長線的電腦或電器在每一次的突波中都會受到損壞或干擾，而這種突波的次數是非常頻繁的。

● 我們不是已有避雷針來放電了嗎？
大多數人以為只要有避雷針放電就可以安心了，但其實安裝於建築物頂部的避雷針只能使直接擊中的雷電通過避雷針放電分流進入大地避免建築物被雷擊所傷，所以避雷針並不能保護你家中敏感的電器設備。

● 突波會損壞哪些電器設備？
含有「微型處理器」的電器設備最易受到突波的損壞。
包括：電腦及其周邊、伺服器、傳真機、電話等。
家電產品包括：電視、音響、微波爐、錄影機、洗衣機、乾衣機和電冰箱等。

美國的調查資料顯示，在保固期內出現問題的電器產品中，有63%都是由於突波造成的。而人是無法阻止突波侵襲的。這種巨大的突波在釋放到大地的過程中可毀壞主機板、數據機、網路卡和其他在其線路上的網路設備。

為什麼須要突波保護？
● 無論是在家裡或在辦公室，平均每年會有超過 150 次的電力干擾發生，有些地區甚至會超過 400 次。
● IBM 估計您的電腦每個月會有超過 125 次的電力干擾發生。
● 小規模的突發電波和電流起伏會慢慢地損壞敏感度較高的電子產品。
● 幾年前，一般電腦晶片在3/8吋面積上只有2,000個電晶體，但現在 Pentium 的晶片上則有超過10,000,000的電晶體。

● 突發性電波和電流起伏會以下列方式進入您的電子產品：例如一般的電源線 / 插頭、一般的三孔插頭也會攜帶突發電波。(電話線、電視的纜線、網路線)

百分之七十以上無法解釋的電腦和電子設備故障皆因雷擊和突波所造成，雷擊所感應的電壓突波由直接雷擊點輻射出去，範圍可涵蓋1公里區域，造成相當大破壞。

雷擊區感應到電力線之高能量雷電放電電流可高達 250 KA，但電流超過 130KA以上的則很少，其平均值約為30KA，但多重雷擊之機會卻佔75% 以上（再雷擊與初雷擊約相距30-200 毫秒，一般平均為三次，但最多有高達20次之再雷擊被記錄過，此資料來自澳洲標準AS1768-1991 表 A1 ）。

● 防治之道
1. 於台電分歧線進入屋內之配電盤處，安裝電源用避雷噐與接地，可防止大部份突波入侵。電源建議使用 20kA 耐雷量避雷噐。
2. 於中華電信分歧線進入屋內之電話總機前安裝電話用避雷噐，電信建議使用 5kA 耐雷量避雷噐。
3. 於有線電視分歧線進入屋內之交接盒安裝有線電視用避雷噐，Cable建議使用 3 或5kA 耐雷量避雷噐。

● 選購建議
1. 電源用避雷噐耐雷量愈大，防雷效果愈好，但購入成本也愈高。台灣大部分地區入侵突波都小於20kA，而且20kA為市場主流，因此經濟效益較高。
2. 市面低價位電話與有線電視用避雷噐，耐雷量大都小於1kA， 防雷效果很小，建議應選購3kA以上較好。

● 突波保護器會經過一段使用時間後失效