最全的LED显示屏知识大全教学内容Word格式.docx
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由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。
简单说就是为便于组装和显示,出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的,将多个显示模块加显示驱动做在一起。
室内屏俗称“单元板”;
室外屏俗称“模组”,再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”,多用于大型的全彩屏。
室内屏单元板通常有64x32(64列32行、由32个模块组成)、64x16
(64列16行、由16个模块组成)等。
下图是一个64x16的单元板:
室内屏单元板正面
室内屏单元板背面
室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种
上图为16x8(2红)的室外屏模组。
加了防水结构用于全户外,我们可以看到塑料壳体,最右侧是它的整个结构刨图:
显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路,这是分体结构的,也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的,下面的两个图我们可以看到区别。
面板、后壳其实是一个塑料罩壳,面板上对应灯珠位置开有孔,以使灯珠漏出头,后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱,使模块便于组装。
模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。
室外屏模块正面
室外屏模组背面
室外屏模组背面
(显示板和驱动板为分离结构)
(显示板和驱动板为整体结构)
大型室外全彩屏所用箱体通常由若干个模组+机箱+风扇+电源组成
4、LED显示屏屏体:
将单元板/模组/箱体按一定方式拼接在一起,加上控制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED显示屏。
室内屏:
显示单元板+控制卡+电源+铝型框架
室外屏:
显示模组+控制卡+电源+铝型框架
全彩屏:
显示箱体+控制系统+计算机+通讯网络+架体等组成
5、点距:
就是2个像素点之间的距离。
主要是取决于观看者的距离。
通常点距的概念用于室外屏,有P6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等,以毫米mm为单位。
室外屏观看距离一般在30米内,采用不大于P16(16mm)的模组。
点距越密,显示出来的字笔画越细腻,单位面积像素点越多,显示屏成本越贵。
6、扫描方式:
通常对于室外屏模组还有一个扫描方式的问题。
扫描方式决定了模组之间连接的形式,扫描方式有1/16、1/8、1/4、1/2、静态这几种。
因为LED显示屏是逐行刷新显示的,扫描方式也就决定了显示刷新的方式,如1/16就是每次刷新1行,16行为一个扫描周期,需ABCD四个信号控制;
1/8就是每次刷新1行,8行为一个扫描周期,需ABC三个信号控制;
其它依次类推。
如果采用相同的LED灯,1/16扫的亮度要比1/8低,静态(1/1)的亮度是最高的。
户内的屏一般采用1/16扫,户外和半户外的一般采用1/16或者1/8。
对于放置在屏经常受到猛烈阳光照射的环境,就最好用1/4扫描。
扫描方式
走线描述
图示
1/16(十六分之一)扫描
16.0:
直行走线,一路数据带16行。
1/8(八分之一)扫描
8.0:
直行走线,一路数据带8行。
8.1:
上蛇行,一路数据带16行,8行折列。
8.2:
下蛇行,一路数据带16行,8行折列。
1/4(四分之一)扫描
4.0:
直行走线,一路数据带4行。
4.1:
4.2:
4.3:
上蛇行,一路数据带8行,8行折列。
4.4:
下蛇行,一路数据带8行,8行折列。
四.LED显示屏的两种常规组装方式
1、框架结构
在屏幕较小时,是在工厂组装成整屏;
屏幕较大时,按单元板发货。
由工程人员在现场组装。
组装时,先将单元板和电源分别固定在板筋背条上,进而拼装成屏体。
2、箱体结构
箱体与箱体之间采用秘密窃取的方法定位销定位、锁紧机构拉紧,都能使安装更加精密、准确,保证箱体上下、左右之间的LED间距在实际误差要求范围之内,从整体上保证了整个屏体的显示效果。
五.LED显示屏显示原理
下面是一个8x8的点阵LED结构
从图上看,8X8点阵共需要64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上,当对应的某一行置高电平,某一列置低电平时,则相应的二极管就亮。
将许多这样的模块组合在一起,就是我们通常说的单元板/模组,而驱动其显示需要显示驱动电路和诸如单片机之类的智能控制芯片。
通常我们的单元板/模组是带有显示驱动电路的,我们还需要带有单片机的控制卡才能将我们所需要显示的文字/图形显示在屏幕上。
电路原理图示如下:
六.单元板/模组认识
室内屏、室外屏、全彩屏等其显示原理都是一样的,而最大的区别就在于显示板的不同,下面我们分别来认识不同的显示单元板/模组。
1、室内单元板:
2、半户外模组:
3、全户外模组:
七.显示板芯片简介
认识显示板元件工作原理也是对于组装和维修的基础
驱动芯片主要是74HC595
74HC245/244
74HC138
4953。
74HC245的作用:
信号功率放大
单元板/模组是由多块串接在一起的,而控制信号是比较弱的,在信号传递过程中需要将它的功率进行放大
第1脚DIR,为输入输出端口转换用,DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出,DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2~9脚“A”信号输入输出端,A1=B1、、、、、、A8=B8,A1与B1是一组,如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出,其它类同。
如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出,其它类同。
第11~18脚“B”信号输入输出端,功能与“A”端一样,不再描述。
第19脚G,使能端,若该脚为“1”A/B端的信号将不导通,只有为“0”时A/B端才被启用,该脚也就是起到开关的作用。
第10脚GND,电源地。
第20脚VCC,电源正极。
74HC138的作用:
八位二进制译码器
74HC138的作用是用来选择显示行,一个74HC138可以选择8行中的一行,所以单元板/模块上有2块74HC138,这样就可以在16行中选择1行显示
第8脚GND,电源地。
第15脚VCC,电源正极
第1~3脚A、B、C,二进制输入脚。
第4~6脚片选信号控制,只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时,才会被选通,输出受A、B、C信号控制。
其它任何组合方式将不被选通,且Y0~Y7输出全为“1”。
通过控制选通脚来级联,使之扩展到十六位。
例:
G2A=0,G2B=0,G1=1,A=1,B=0,C=0,则Y0为“0”Y1~Y7为“1”,详情见真值表。
74HC595的作用:
LED驱动芯片,8位移位锁存器
用于驱动显示列,每片74HC595可以驱动8列,多片74HC595串接
在一起,串行列数据信号RI(DATA)、锁存信号STB、串行时钟信号CLK都在这个芯片上
第16脚VCC,电源正极
第14脚DATA,串行数据输入口,显示数据由此进入,必须有时钟信号的配合才能移入。
第13脚EN,使能口,当该引脚上为“1”时QA~QH口全部为“1”,为“0”时QA~QH的输出由输入的数据控制。
第12脚STB,锁存口,当输入的数据在传入寄存器后,只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH口输出。
第11脚CLK,时钟口,每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。
第10脚SCLR,复位口,只要有复位信号,寄存器内移入的数据将清空,显示屏不用该脚,一般接VCC。
第9脚DOUT,串行数据输出端,将数据传到下一个。
第15、1~7脚,并行输出口也就是驱动输出口,驱动LED。
4953的作用:
行驱动管,功率管
每一显示行需要的电流是比较大的,要使用行驱动管,每片4953可以驱动2个显示行
其内部是两个CMOS管,1、3脚VCC,2、4脚控制脚,2脚控制7、8脚的输出,4脚控制5、6脚的输出,只有当2、4脚为“0”时,7、8、5、6才会输出,否则输出为高阻状态。
TB62726的作用:
LED驱动芯片,16位移位锁存器
有些单元板/模组使用TB62726代替74HC595,一片TB62726可以驱动16列,仅此而已
第1脚GND,电源地。
第24脚VCC,电源正极
第2脚DATA,串行数据输入
第3脚CLK,时钟输入
第4脚STB,锁存输入
第23脚输出电流调整端,接电阻调整
第22脚DOUT,串行数据输出
第21脚EN,使能输入
其它功能与74HC595相似,只是TB62726是16位移位锁存器,并带输出电流调整功能,但在并行输出口上不会出现高电平,只有高阻状态和低电平状态。
74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。
TB62726与5026的引脚功能一样,结构相似。
八.控制信号与显示接口
控制信号的总结:
CLK时钟信号:
提供给移位寄存器的移位脉冲,每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。
数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据,数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。
在任何情况下,当时钟信号有异常时,会使整板显示杂乱无章。
STB锁存信号:
将移位寄存器内的数据送到锁存器,并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。
但由于驱动电路受EN使能信号控制,其点亮的前提必须是使能为开启状态。
锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。
在任何情况下,当锁存信号有异常时,会使整板显示杂乱无章。
EN使能信号:
整屏亮度控制信号,也用于显示屏消隐。
只要调整它的占空比就
可以控制亮度的变化。
当使能信号出现异常时,整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
RI数据信号:
提供显示图象所需要的数据。
必须与时钟信号协调才能将数据传
送到任何一个显示点。
一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来,若某数据信号短路到正极或负极时,则对应的该颜色将会出现全亮或不亮,当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。
ABCD行信号:
只有在动态扫描显示时才存在,ABCD其实是二进制数,A是最
低位营销管理,如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行(1111),1/4扫描中只要AB信号就可以了,因为AB信号的表示范围是4行(11)。
当行控制信号出现异常时,将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
单元板/模组上显示接口:
显示接口是用用于连接控制卡和单元板/模组之间连接,已将控制信号传递。
由于存在不同的扫描方式,也就有不同的接口,使用得最多的是08接口,12接口和04接口。
不同的接口主要是信号线的排列顺序不一样,原理是一样的。
室内屏多用08接口,室外屏所采用接口非常杂乱,使用12接口的较多,但12接口也不是户外屏的唯一接口。
选择控制卡和单元板/模组时,应尽量选择接口一致的,若买到了不一致的接口,也可以根据学到的原理进行改线。
接口类型
08接口
04接口
12接口
排列顺序
图片
常见于1/161/8扫
常见于1/4扫
1、单元板:
单元板是LED的显示核心部件之一,单元板的好坏,直接影响到显示效果的。
户内条屏常用的单元板规格有(参数)例:
Φ3.75;
64点宽x16点高;
1/16扫;
户内亮度;
单红/红绿双色
参数解释:
发光直径:
指的是发光点的直径,室内屏有Φ5mm、Φ3.75mm、Φ3mm。
单元板大小:
64x16即64列16行,可显示16x16点阵汉字1行4个
1/16扫:
单元板的控制方式。
户内亮度:
指LED发光点的亮度,户内亮度适合白天需要靠日光灯照明的环境。
颜色:
单红,最常用,价格也最便宜。
双色一般指红绿,价格高。
如果你想做一个128x16点的屏幕,只需要用2个单元板串接起来就可以了。
这样就可以显示16x16点阵汉字1行8个,以此类推。
能够支持多少汉字的显示是由控制卡决定的。
2、电源:
由于LED显示屏幕属于精密电子设备,所以要采用开关电源,不能采用变压器。
一般采用的开关电源是220V输入,5V直流输出,功率根据需要选取。
对于1个单红色户内64x16的单元板,全亮的时候,电流为2A。
推理出,128x16双色的屏幕全亮的时候,电流为8A,所以应该选择5V/10A的开关电源。
3、控制卡:
生产控制卡的厂家很多,控制卡的功能大同小异,可根据易使用、服务好、价格优的原则选择。
下面这块控制卡可以控制1/16扫的256x16个点的双色屏幕。
该控制卡属于异步卡,就是说,该卡可以断电保存信息,不需要连接PC都可以显示储存在里面的信息。
采购单元板和控制卡的时候,应注意接口的一致,常用的接口16PIN08接口,其它接口还有12接口、04接口等。
2
A
B
C
D
G1
G2
STB
CLK
16
1
N
EN
R1
R2
15
解释:
ABCD为行选信号
STB(LT)为锁存信号
CLK(CK)为时钟信号
R1,R2,G1,G2为显示数据(组成16行时用到R1、G1,组成32行时,下
面16行用到R2、G2),若是单色只需要R信号,双色时才用到G信号
EN为显示使能,
N为地(GND)
确认单元板和控制卡的接口一致,就可以直接连接了。
如果不一致,就需要自行制作转换线(转换一下线的顺序)
4、连线:
分为数据线,传输线,和电源线。
数据线用于连接控制卡和LED单元板的排线,传输线用于连接控制卡和电脑。
电源线,就是用来连接电源和控制卡,电源和LED单元板。
连接单元板的电源线的铜芯直径不小于1mm(毫米)
5、配件制作:
排线(数据线)制作:
排线和电脑机箱里面的数据线类似,只是线的宽度有点差异。
可以在电脑城买到相关的材料。
制作排线,需要一个工具,就是特殊的钳子(图片),可以大大提高工作效率和良品率。
制作排线的材料有:
排线,排线头,排线帽。
这里要注意一下,如果你制作16PIN(16线)的排线,需要购买16PIN的线和相应大小的排线头和帽。
制作步骤,把线头用剪刀剪平,然后放头排线头,(注意线和头的平衡),然后放进压线钳的中央,用力压紧,然后把线绕过来,安装排线帽。
排线帽很重要,可以有效保护排线,让排线更加结实,不要省。
_
电源线制作:
电源分为220V电源线和5V电源线。
220V电源线用于连接开关电源到市电,最好采用3脚插头,可以在五金店买到。
这里着重讲述5V直流电的电源线,由于5V的电流比较大,最好采用铜芯直径在1mm以上的红黑对线(务必要红黑)。
有条件的话,最好将线的两头装上金属件。
RS232线制作:
RS232线,用于连接电脑和控制卡,更新屏幕数据。
这里需要用到DB9头和网线(可以在电脑城买到)。
仔细观察DB9头,上面有数字的,将5连接棕,将3连接棕白。
将网线夹紧,装好在DB9头。
(这里很重要,一定要夹紧,自己用力拉几下,看看是否一拉就断)。
然后用万用表测量一下两头,是否导通。
这里需要指出,DB9的头分公头和母头的。
计算机后面的属于母座,所以要买个公插对应。
如果不明白请仔细观察一下你的PC。
现在的笔记本一般没有串口,请购买一条USB转RS232串口的线。
6、布线指南:
第一次安装,请严格按照步骤来操作,减少错误发生。
第1步:
检查电源电压,找出直流正负连接开关电源,将220V电源线连接到开关电源,(确认连接正确后,连接到AC或者NL接线柱)然后插上电。
会发现电源有个灯会亮,然后用万用表,直流档测量一下V+和V-之间的电压,确保电压在4.8V-5.1V之间,旁边有个旋钮,可以十字螺丝刀调节一下电压。
为了减少屏幕发热延长寿命,在亮度要求不高的场合,可以把电压调节到4.5V-4.8之间。
确认电压没有问题后,断开电源,继续组装其他部分。
第2步:
先把电源关闭。
将V+连接红色线,V-连接黑线,分别连接到控制卡和LED单元板,黑线接控制卡和电源的GND。
红线连接控制卡的+5V和单元板的VCC。
每个单元板1条电源线。
完成后,请检查,连接是否正确。
第3步:
连接控制和单元板,用做好的排线,连接。
注意方向,不能接反。
请注意,单元板2个16PIN的接口,1个是输入,1个是输出,靠近74HC245/244的是输入,将控制卡连接到输入。
输出连接到下一个单元板的输入。
第4步:
连接RS232数据线,将做好的数据线一头连接电脑的DB9串口,另一头连接控制卡,将DB9的5脚(棕)连接到控制卡的GND,将DB9的3脚(棕白)连接到控制卡的RS232-RX。
如果你的PC没有串口,可以到电脑城买条USB转RS232串口的转换线。
第5步:
再次检查连线,是否正确,黑线连接的是-V和GND。
红线连接的是+V和VCC+5V。
第6步:
接通220V,正常情况下,电源灯亮,控制卡亮,屏幕有显示。
如果不正常,请检查连线。
或者查看错误检修。
第7步:
打开下载的软件,设定屏幕的参数,发送字幕。
具体参照软件使用说明。
7.外框制作:
外框分类:
支架,简易框,不锈钢边框
支架制作:
根据不同的应用场合,外框要求不一样,我们先讲述内嵌安装的时候,不需要外框,但是需要一个安装支架。
安装支架一般用铝型材,比较轻便,切割加工容易。
我们也可以用万能角铁(就是有很多孔的直角形的铁条)。
我们可以看到单元板背面有安装用的铜柱,是用来把单元板固定在支架,支架应该长一点,预留灯箱的安装孔。
把单元板,控制卡,电源都固定在支架,数据线和220V电源线要绑在支架上,要绑好,打个结,不要扯几下就掉。
这样一个最简单的屏幕就组装好了。
可以拿去安装在其他设备上面,如灯箱。
简易框制作流程:
我们看到买回来的单元板,会发现亮度不一,或者应用的场合可能有水花,这个时候就需要在屏幕表面贴一个有机玻璃,有机玻璃一般采用茶色,或者暗红色的。
有机玻璃可以在广告和装饰材料店买到,是按斤买的。
我们采用薄一点的,太薄可能容易弯曲。
这里需要提醒,由于有机玻璃的切割需要技巧,最好在买的时候,准备好尺寸,让店铺帮你切割。
对于一般场合,需要一个框,我们可以使用铝合金型材(例如截面是正方形的空心铝条),我们可以去铝合金型材店买到。
如果采用铝合金框的话,屏幕很小的话,可以把单元板直接固定在外框,强度足够的话,就不需要支架了。
具体外框制作工艺,可以参考灯箱的制作。
不锈钢框制作流程:
我们可以看到,很多LED屏幕外框都是不锈钢的。
其实不锈钢的外框,只是在简易边框的基础上,包一层薄薄的不锈钢皮。
看上去美观,大方,增加附加值。
至于包框的流程需要用到折边机,我们可以到厨具制作的小五金厂,代为加工。
最好到专业LED外框*作店。
专业店,最大的差别就是包边的接缝的很小。
铝合金外框:
我们可以到铝合金型材的材料店购买到符合屏幕厚度的材料,然后切割组装。
电源及功率计算:
LED屏的功率一般取决于单元板的595数量,全亮1个595的最大功率为0.4A。
数一下单元板上面595的数量就可以计算出功率的。
如果屏只是显示文字,1个595的功率0.2A内。
由于现在很多的电源的最大输出功率并没有标称那么大,也很少出现全亮的情况,所以最大功率等于标称功率基本就OK。
当然功率选大一点有好处。
这里推荐使用铁壳的LED专用5V电源。
功率从5V10A-40A
提示:
如何知道电源功率是否足够?
屏全亮,测量电源的接线柱的电压,应该在5v-4.7v之间。
下面就开始组装:
步骤与<
LED单色条屏(室内屏)的组装>
是一样的
1、检查电源电压。
看看是不是5V左右
为了减少屏发热延长寿命,在亮度要求不高的场合,可以把电压调节到4.5V-4.8之间。
确认电压没有问题后,断开电源,继续组装其他部分
2、观察单元板和控制卡的接口
控制卡上面有R1R2R3R4......而单元板上一般只有R1或者(R1R2)。
应该怎样连接呢?
控制卡接口-
单元板接口
控制卡上面的R1对应第1行单元板,R2对应第2行单元板,R3对应第3行单元板,R4对应第4行单元板。
见下图
根据下图制作一根数据线。
兰色和红色为到排线,其中红色是需要注意的部分。
黄色方框为排线头。
建议使用排线钳。
制作过程:
(如下图,最后用LED-排线钳压好)
3、连接电源线
电源线制作
一定要先比画好长度,不要太长或者短,线头要上锡
4、连接:
注意:
a.数据线,红色的边靠近上A(16PIN的2),不要搞反了
b.不交叉的排线头在最上,交叉的排线头在下面的板
c.检查电源线有没接错
5、连接串口数据线
这里推荐采用最快捷的网线连接法
连接原理图
PC串口接网线转换头
网线接控制卡
对于长久的连接,推荐采用焊接方法
6、再一次检查连接:
红黑电源线有没反了,数据线方向,等。
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