1 前言
LED是一种可直接将电能转化为可见光的发光器件,按用途主要分为显示屏(单色屏、双色屏和全彩屏,其次是彩幕、彩色巨阵),特种灯及照明亮化,汽车的各种用灯,传统市场应用等。由于它具有工作电压低、功耗小、发光效率光高、发光反应快、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐震动、性能稳定可靠、体积小、重量轻和使用寿命长(相对照明亮化设备而言)等优点,因此发展速度非常快。
2 LED彩幕设计
虽然LED从诞生之日到现在还不到半个世纪,但其应用却得到飞速的发展。
舞台照明是LED比较成熟的一个应用领域。央视许多大型综艺节目都运用了LED,例如“星光大道”、“春节文艺晚会”、“同一首歌”等。分析其受欢迎的原因,一是当“屏幕”使用,可以显示多种动态文字和图案,这是其他任何手法都无法比拟的;二是“亮度”,当全部LED点亮时照度可达300~500Lx(2000~3000cd/m2),可当舞台灯光使用,而且是“全彩”的,这一点很重要。
2.1 彩幕单元结构
(1)尺寸:考虑到运输等因素,结构还是以“积木”型为好。每个单元的大小应易于人们搬运。所以,做成的尺寸是1200mm(高)×600mm(宽)×70mm(厚),每个像素点间距是37.5mm;纵向、横向任意拼凑。
纵向:1200~7200mm,任何高度(1~6块); 横向:600~60000mm,任何长度(1~100块)。 快捷、牢固、可靠,20~100m2,一般在0.5~1.5h内能亮起来。 (2)亮度高:2000~3000cd/m2; (3)扫描方式:1/4扫描; (4)像素安装方式:印制板焊接,比国内其他厂家的网状铜丝拧捆式结构好得多。 ①牢固可靠,故障率低;②屏幕的亮度、颜色、方向性佳,一致性好;③避免了“马赛克”现象;④使用寿命长。 (5)连接方式:数据连接采用超五类四对双绞线,电源采用插头插座连接。 (6)喷涂军用三防涂料(大屏幕背面喷涂或涮涂,插头、座浸涂),三防为防尘、防雨、防霉。
2.2 彩幕结构
(1)像素点密度:711点/平方米(像素点中心距:37.5mm); (2)每个像素的点构成:2红+1纯绿+1纯蓝(亮度高,视觉效果好); (3)每个单元箱体尺寸(高×宽×厚):1200mm×600mm×70mm; (4)背面支架尺寸(高×宽×厚):1200mm×20mm×400mm,总厚度为470mm; (5)任意拼装; (6)重量:每块6kg; (7)功率:>100W/m2; (8)通透率:50%左右。
2.3 LED彩幕结构示意图(如图1所示)
2.4 屏体组装
单元箱体之间的连接(如图2所示): (1)左右位置:定位销定位,使用M6手柄(需用螺母)连接,位置在两侧上下孔共4个位置。整屏两侧不连,如图2所示。 (2)上下位置:定位销定位,使用M6手柄连接。 (3)箱体与支架的连接:使用M6×25螺杆固定连接。 ①箱体固定孔位置如图3所示; ②支架固定孔位置如图4所示。 (4)支架间的连接:使用M6×40的螺杆连接。连接位置如图5所示。
2.5 连接箱体
按照结构示意图连接电源和信号线: (1)电源线的连接要求方便,总电源线所带负载应在要求规定的安全负载之内; (2)信号线的连接要求插装正确,无插错位和插反的现象; (3)网线的安装要求正确,接触良好; (4)所有线缆连接无误后,确认没有短路、断路现象后方可通电。
2.6 注意事项 (1)在搬运过程中要注意防静电的处理,加用防静电垫; (2)拆装过程中,注意避免接触到线路板和发光管、集成电路等; (3)箱体边框应连接地线。 2.7 控制计算机系统要求
2.7.1 运行环境 操作系统:中文WINME/9x/2000/NT/XP (1)最低配置 CPU:奔腾133MHz以上; 内存:32M; 显卡:标准VGA 256显示模式以上; 其他:无。 (2)建议配置 CPU:奔腾233MHz以上; 内存:64M以上; 显卡:SVGA 16位色以上显示模式。 (3)设置要求 适用于分辨率为1024×768以内的屏体设置: 通过RS232串口控制。
2.7.2 安装 安装步骤:双击LedV5.5_Setup_Chs_vip.exe,进入安装界面,如图6(a~e)所示。 注意事项:在安装文件时,最好把安装文件拷贝到本地执行。
2.7.3 卸载 可以通过以下方法卸载软件: (1)可在【控制面板】中选择【添加/删除程序】快速卸载,即删除软件的所有文件、程序组和快捷方式。 (2)在开始程序菜单中删除本软件。
3 前景和趋势
长期以来,由于LED光效低的原因,其应用仅局限于显示领域。随着超高亮度LED的出现,在照明领域的应用成为可能。据国际权威机构预测,21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。目前,照明消耗约占整个电力消耗的12%,降低照明用电量是节省能源的重要途径。为实现这一目标,业界已研究开发出许多节能照明器具,并达到了一定的效果。但是,距离“绿色照明”的要求还远远不够,开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。而LED以其独有的优势正吸引着世界的目光。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测,美国若用LED取代55%的白炽灯和55%的日光灯,每年可节省350亿美元电费,减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本若将100%的白炽灯换成LED,可减少相当于1~2座核电厂每年的发电量,每年节省10亿公升以上的原油消耗。在台湾地区,若用LED取代25%的白炽灯和100%的日光灯,每年可节省110亿kWh电。日本早在1998年就编制了“21世纪计划”,针对新世纪照明用LED光源进行实用性研究。近年来,日本日亚化学、丰田合成、SONY、佳友电工等已有大量LED照明产品问世。世界著名的照明公司如飞利浦、欧司朗、GE等也投入大量的人力物力进行LED照明产品的研究开发和生产。美国GE公司和EMCORE公司合作成立新公司,专门开发白光LED,以取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤钨灯和汽车灯。台湾地区LED的产量目前仅次于日本列在美国之前,并在1998年投入6亿新台币进行相关开发工作。
LED发展已有几十年,但在照明领域的应用还属于新技术。随着LED技术的不断发展,其发光效率的逐步提高,LED的应用市场将更加广泛,特别在全球能源短缺的背景下,LED在照明市场的前景将备受全球瞩目,被业界认为是未来10年最具潜力的照明市场,LED将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。因此,人们要改变设计思路,大胆地采用LED,运用一些新材料、新产品如LED彩幕、LED组成的巨阵等设计出舞台制景、亮化楼体、亮化广场,这样的景观必然新颖别致、光彩夺目,广大群众一定满意。
4 照明应用中存在的主要技术问题
近年来,LED的发光效率正在逐步提高,商品化的器件已达到白炽灯的水平,景观灯采用的白色LED发光效率接近荧光灯的水平,并在稳步增长中。但是,在照明普及应用方面仍存在一些技术性问题。 (1)光通量有待于进一步提高。采用LED作为照明光源,必须具有更高的发光效率。 (2)LED发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光的成分,给人温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分,在这种光的照明下,人们的视觉会感到不自然。 (3)价格昂贵。这是影响LED照明普及的主要原因。但是,近年来由于晶片技术的改良,LED制造成本正在急剧下降,近三年来LED的价格下降了近50%,正朝着高效率、低成本的方向发展,这为LED在照明领域的应用提供了有利的条件。此外,较好的性价比也可以弥补成本价格方面的不足。
5 LED照明技术在灯光环境中的应用
近几年来,LED在城市灯光环境中得到了广泛的应用。LED光源照明技术应用于城市灯光环境建设中,产生了良好的效果,积累了丰富的经验。如石家庄市槐安高架桥、石家庄市的网通大厦、广州电力大厦、广州鹤洞大桥、广州工商行大厦、珠海迎宾南路灯光工程、东莞中心城区灯光工程、郑州河南医科大立交桥、上海延安路灯光工程、湖南常德市丹阳天桥、南通市通讯塔灯光工程等都运用了LED灯。
随着全国城市化的进一步发展,灯光环境(包括路灯、景观灯、艺术灯等)建设领域将不断扩大,LED光源的应用也将不断发展。LED将在城市景观灯建设领域中得到更有效的应用。但要在路灯建设和维护中取代大功率的高压钠灯、高压汞灯、金卤灯等光源,还需进一步的研究和探讨,认真解决LED光源在照明应用中存在的技术问题。还需要LED光源生产厂家结合路灯行业的实际情况,生产符合路灯建设和维修所需的新产品,使第四代新光源在城市照明建设中发挥更大的作用。 |