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實戰經驗:LED 顯示屏的室內場所應用設計方案(下)
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日期:2015-11-13 06:50 信息來源:深德彩

   LED 顯示屏室內安裝設計   
3.1 確定安裝位置
主席臺寬 15m,兩邊有側臺和側幕,設定寬 12m、高 6.2m的顯示屏,既不影響視頻會議顯示,又不影響演出背景顯示,采用 P3.1 規格的產品,可以顯示 1 個滿屏的全高清視頻圖像,也可以同時無損顯示 4 個高清視頻圖像。

屏體的安裝位置與最佳視距、視角有直接關系。GB50464-2008《視頻顯示系統工程技術規范》中數據和像素中心距公式H=k·d。其中H 為最大視距 ;k 為視距系數,一般取 345;d為字符高度,字符為 16 點陣漢字。根據公式計算,理想視距H = 345×16×3.125 = 17.25m ;最小視距為= 1/2理想視距= 8.6m。綜合兩個距離,結合主席臺的應用情況、會議區攝像及電視的擺放位置,建議第一排首長觀看 LED 大屏幕的最佳距離為 18.3m。

根據人眼的視覺特性,人眼對垂直視角 15°、水平視角30°的長方體看得最清晰,不易疲勞。根據測算,第一排首長距離维戈塞尔塔国王杯亚军幕為 18.3m,屏高 6.2m,屏寬 12m,垂直視角α=16°,水平視角β 為 36.3°,效果比較理想。視覺計算如圖 1、圖 2 所示。



經測算,大屏幕安裝在主席臺上,屏后安裝維護空間及通道 5m,屏前距主席臺邊沿 12m,屏體安裝距地面 1.35m。

3.2 安裝基礎設計
LED 大屏都是由若干個箱體組成,業界分為簡易箱體和標準箱體(也叫防水箱體,有后蓋)。戶外LED顯示屏一般都用防水箱體,戶內多用簡易箱體。 LED 芯片封裝為像素后,按照一定規則排列在電路板上,封裝并進行防水和加固處理,形成一個模組,模組分辨率一般為 64×48,多個模組組合封裝在一個箱體中,就形成了箱體單元。每個箱體單元可作為獨立的顯示單元進行通電和數據顯示測試,以某品牌產品 P3.1 為例,箱體單元的參數如下 :尺寸 (W×H×D) 為0.4m×0.3m×0.1m,分辨率為 128×96,重量為 5kg(40 kg/㎡),平整度 ≤ 0.2mm, 峰值功耗 120W(1000W/㎡), 平均功耗40W(330W/㎡)。

3.2.1 電源設計
禮堂屬于重要場所,按二級負荷設計。該項目采用兩路電源同時供電,當發生電力變壓器故障或線路故障時,不致中斷供電,另一路電源能負擔全部負荷。根據《視頻顯示系統工程技術規范》,結合廠方設計參數,LED 顯示屏滿負荷用電功率,按每平方米 1000W 計算。主屏、輔屏和會標屏總負荷為 110kW,平均功率為 36.3kW。按照 LED 電源功耗設計安全規范,電源功率設計時要留有余量,一般電源的功率= LED 的功率 ×1.2,則項目中 LED 顯示屏的總功耗為 132kW。

LED 器件抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓的能力。在電源設計時,一是要設計智能配電箱,能夠實時監測整個 LED電子顯示屏的負載運行情況,二是在配電前端安裝UPS 或凈化電源,三是對電源線進行合理的規劃。項目的電源配置考慮到 UPS 的功率因數和最佳運行效率,UPS 額定功率為 132/0.8=165kV·A,電源型號為 GES-NT 160kV·A ??榛?UPS。在地下一層配電室安裝 160 kV·A UPS 和蓄電池柜(后備時間 0.5h),從總配電匯流銅排壓線引接 120m㎡4+1電纜至 UPS 輸入輸出配電柜 350A 空開,直接引接至 UPS 輸入,UPS 輸出引接至 UPS 輸入輸出配電柜 300A 空開,下引90m㎡4+1 電纜引接至 LED 大屏智能配電箱。

LED 器件抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓的能力。在電源設計時,一是要設計智能配電箱,能夠實時監測整個 LED 顯示屏的負載運行情況,二是在配電前端安裝UPS 或凈化電源,三是對電源線進行合理的規劃。項目的電源配置考慮到 UPS 的功率因數和最佳運行效率,UPS 額定功率為 132/0.8=165kV·A,電源型號為 GES-NT 160kV·A ??榛?UPS。在地下一層配電室安裝 160 kV·A UPS 和蓄電池柜(后備時間 0.5h),從總配電匯流銅排壓線引接 120m㎡ 4+1電纜至 UPS 輸入輸出配電柜 350A 空開,直接引接至 UPS 輸入,UPS 輸出引接至 UPS 輸入輸出配電柜 300A 空開,下引90m㎡ 4+1 電纜引接至 LED 大屏智能配電箱。

3.2.2 箱體安裝
LED 顯示屏箱體有鐵箱體、鋁箱體和壓鑄鋁箱體,3 種箱體應用于不同場合。壓鑄鋁箱體主要用于高端和租賃,其特點是 :??榛?,連接簡單,無風扇自然散熱,超靜音,效果較好,本項目采用的是壓鑄鋁箱體。箱體安裝維護支架為寬 12m、高 6.85m、深 0.8m,主屏箱體重量為 2 976kg,箱體維護支架重量與箱體重量大致相同,整個屏體安裝總重量為 6t,承重面積為 9.6㎡(12m×0.8m),每平方米要承受 625kg 的重量,因為舞臺下面為沒有支撐立柱的地下室,所以需要在LED 屏體下面安裝一個 12m×1.2m 的承載基礎,擴大承重面積。輔屏重量為 480kg,耳墻中部有橫梁,填充部分為空心磚,先在橫梁上安裝承重框架,而后把箱體固定到框架上。

LED 顯示屏鋼結構架體應嚴格按照確認后的設計圖紙、《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB 50205-2001)及其他現行施工驗收規范要求進行施工,框架、支撐架、顯示屏箱體、控制器箱體等產品構件應安裝牢固、結構穩定、邊角過渡圓滑,無飛邊、無毛刺,各種固定螺栓緊固,金屬構件需接地良好。在北方,人體靜電、電路靜電都會給 LED 顯示屏帶來意外傷害,要可靠地實現工作接地,把數字電路等電位與大地相接,建立 LED 顯示屏系統靜電荷泄放通道。

3.3 系統安裝調試
LED 顯示屏發展到小間距、高密度 TV 屏,物理像素間距已經不是制約其顯示清晰度的主要因素,不能用高顯示分辨率替代清晰度。顯示屏的清晰度是人眼對顯示屏分辨率、均勻性、亮度、對比度等多項因素綜合的主觀感受,而要達到主觀感受的一致性,首先要 LED 各項性能參數一致。這就要在前期元器件篩選、LED 參數細分的基礎上,進行后續的精確校正。

3.3.1 屏體像素亮度、色度均勻性要求
在生產制造各環節,對 LED 參數的均一性會產生不同的影響,同時在故障板更換后,不進行調整會出現明顯的亮區;為使各種顯示圖像平滑、色彩還原真實、亮度均勻,需要對特定區域特定像素進行逐點亮度、色度均勻性的調整。

3.3.2 色彩還原技術要求
目前各種 LED 顯示技術盡管一般都采用RGB 作為三基色,但是三基色對應的色坐標是不完全相同的,部分產品存在色彩飽和度高和色域不完整的問題,需要嚴格按照色彩理論進行光強和色坐標校正,確保顯示出理想純凈的顏色,實現顯示屏的動態白平衡。

3.3.3 快速運動圖像補償技術
LED 顯示屏是按逐行方式進行顯示的,而攝像機視頻信號采用隔行掃描方式,在隔行向逐行轉換中對靜止畫面和運動畫面應采取不同處理方法才能既保證靜止畫面的清晰度,又能去除運動畫面的拖尾現象。

3.3.4 單點校正技術
單??榱煉?、色度校正技術可以實現對單個??榻辛煉群蛻鵲男U?,該技術很好地解決了屏體更換??楹?,新??橛刖贍?櫓淶納釵侍?。單點校正系統會對每個顯示屏單元板中的每個像素進行單獨控制,包括其亮度和顏色的控制,以獲得前所未有的均勻度,生成最為清晰的圖像。同時,為了提高色彩還原度,減小圖像在處理與傳輸過程中的衰減和失真,選用性能可靠的圖像處理器和光纖傳輸器也是很有必要的。

結束語:
本文針對多功能禮堂舞臺演出和高清視頻會議顯示需求,從點距選定、像素封裝、視距確定、電路設計、安裝基礎及系統調試等方面較為全面地介紹了室內 LED 顯示屏的設計方法和注意事項,能夠提升從業人員室內 LED 顯示屏的規劃設計能力,對于 LED 顯示屏在室內的應用有很大的推動作用。


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