تابلوروان. ال ای دی. ماژول.ماژول تابلو

این تابلوها از بلوکهای :

 ماتریس LED

 درایورهای سطر و ستون

 پردازنده

 تجهیزات ورود اطلاعات

 حافظه

تشکیل شده‌اند

در واقع یک تابلوی نمایشگر دیجیتالی، متن مورد نظر خود را از طریق تجهیزات ورودی همچون کیبورد و یا پورت سریال دریافت میکند. و این اطلاعات را در اختیار پردازنده قرار میدهد. سپس پردازنده پس از آنالیز اطلاعات آن را در حافظه تابلو ذخیره نموده. علاوه بر آن حافظه موجود در تابلو میتواند کدهای برنامه را در خود نگهداری نماید. از طرفی پردازنده با توجه به اطلاعات ذخیره شده، سیگنالهای لازم را جهت نمایش تولید کرده و در اختیار درایورها قرار میدهد. با توجه به اینکه نحوه چیدمان LED ها در نمایشگر بنا به دلایلی که بعدا توضیح داده خواهد شد به صورت ماتریسی می باشد، لذا دو دسته درایور برای راه اندازی ماتریس نیاز است که شامل داریورهای سطر و داریورهای ستون مییاشند. این درایورها با توجه به فرامین دریافتی از سوی پردازنده، با روشن و خاموش نگاه داشتن LED های موجود در ماتریس، باعث به نمایش در آمدن مطالب (اعم از متن و یا تصویر) بر روی ماتریس خواهند شد .

هرچه تعداد اجزاء تصویر در واحد سطح بیشتر باشد، وضوح تصویر بیشتر می‌باشد. به عبارت دیگر تصویر به واقعیت نزدیکتر بوده، جزئیات آن بهتر دیده میشود. در تابلو‌های دیجیتالی نیز خاصیت موزائیکی وجود دارد. تصویر تابلو توسط ماتریسی از ایجاد میگردد. درال ای دی اینجا ابعاد یک جزء تصویر به اندازه قطر یک ال ای دی است. که از یک فاصله معین چشم بیننده قادر به تمایز نقاط تصویر ایجاد شده نبوده و یک تصویر را یکپارچه احساس میکند .

جهت تشکیل تصویر بر روی پانل تابلو، نیاز به روشن و خاموش نگه داشتن LED های موجود بر روی تابلو متناسب با تصویر مورد نظر است. بنابراین نیاز به کنترل تک تک LED های موجود در تابلو میباشد. از طرفی هر LED دارای دو پایه است ( با فرض تک رنگ بودن ) و در صورتی که ما یک پانل LED با ماتریس 10x 10 داشته باشیم، دویست پایه و یا دویست سیم جهت کنترل داریم. مسلما استفاده از این تعداد سیم مقرون به صرفه نخواهد و باعث پیچیدگی مدار خواهد شد. جهت بر طرف کردن مشکل فوق می‌توان پایه های یکسان در LED ها را به صورت سطری و ستونی به یکدیگر متصل نمود :

همانطور که در تصویر مشاهده نمودید، در این آرایش آند تمامی LED فقط در این حالت برنامه شما کمی پیچیده خواهد شد. که البته به نظر من شما یک بار برنامه مینویسید از آن تا ابد استفاده میکنید ولی سخت افزار را باید تا ابد مونتاژ کنید و هزینه آن را پرداخت کنید .

روش جاروب ساده به دو صورت بکار برده میشود :

 جاروب سطرها

 جاروب ستون‌ها

در جاروب سطرهای شما LED های موجود در سطر اول را روشن میکنید، سپس ال ای دی های سطر دوم و . . . تا به سطر آخر برسیم. دوباره همین کار را دوباره انجام میدهیم .

در جاروب ستون‌ها شما LED های موجود در ستون اول را روشن میکنید، سپس LED های ستون دوم و . . . تا به ستون آخر برسیم. دوباره همین کار را دوباره انجام میدهیم .

به یکبار جاروب کامل (خواه سطرها و خواه ستون‌ها) تازه سازی (Refresh) میگویند .

توجه داشته باشین که جاروب کردن علاوه بر کاهش سیم بندی و کم شدن پیچیدگی آن میشود، باعث خواهد شد که شما در هر لحظه تعداد کمتری از LED های تابلو را روشن کنید و در نتیجه میزان مصرف جریان الکتریکی تابلو به میزان قابل توجه‌ای کاهش پیدا خواهد نمود .

اثر نور در چشم انسان برای مدت کوتاهی باقی می‌ماند. این خاصیت را اثر پس ماند نور (Flicker) می‌نامند. بر‌مبنای همین خاصیت است که در سینما و تلویزیون احساس پیوستگی تصویر بوجود می‌آید .

چنانچه تصاویری که از یک حرکت مثلا راه رفتن انسان عکس برداری شود و سپس با سرعت 16 بار در ثانیه به نمایش درآید، چشم انسان منقطع بودن تصاویر را احساس نکرده و تصاویر را بطور پیوسته حس می‌کند. بر مبنای این خاصیت بود که صنعت سینما بوجود آمد .

ترتیب کار به این صورت است که توسط یک دوربین فیلمبرداری مخصوص که قادر است در هر ثانیه 16 تصویر از یک صحنه عکس برداری نماید، تصاویر تهیه شده سپس با همان سرعت به نمایش در می‌آیند. البته به علت اینکه با 16 تصویر در ثانیه حرکات نرم و طبیعی نداریم، فرکانس مزبور بعدا به 24 تصویر در ثانیه افزایش داده شد. در این فرکانس برای بیش از 90 درصد حرکات، پیوستگی طبیعی بوجود می‌آید. به همین علت به فرکانس مزبور حد پیوستگی گفته میشود. مشکل دیگر مسئله چشمک زدن تصویر است .

در فرکانس 24 تصویر در ثانیه اگر چه مسئله پیوستگی تصاویر حل میشود اما تصاویر چشمک می‌زنند و این بخاطر این است که چشم اگرچه در این فرکانس، تصاویر را پیوسته می‌بیند و حرکات را طبیعی احساس میکند اما خاموش شدن صحنه در حین تعویض یک تصویر به تصویر بعدی بوجود می‌آید را بصورت چشمک زدن تصویر احساس میکند. این پدیده بخصوص برای تصاویری با نور بیشتر محسوس‌تر است .

برای رفع این مشکل باید حداقل 48 تصویر در ثانیه به نمایش درآید تا اثر چشمک زدن از بین رود. در سینما چون نمایش 48 تصویر در ثانیه، اشکالات عملی بوجود می‌آورد، مسئله را به طریق دیگری حل نموده‌اند. به این ترتیب که سرعت حرکت نوار فیلم از مقابل لامپ پروژکتور همان 24 تصویر در ثانیه است منتهی به کمک یک دیافراگم گردان به هنگام تعویض یک فریم به فریم بعدی و همچنین در زمان نمایش فریم و درست در وسط زمان مزبور نور لامپ پروژکتور به فیلم قطع میشود. با اینکار هر فریم دو بار روشن و خاموش میشود .

با این تدبیر که هر تصویر دو بار روشن میشود و سرعت حرکت نوار 24 تصویر در هر ثانیه است، از نظر چشم 48 تصویر در ثانیه احساس میشود و مشکل چشمک زدن از بین میرود. در تابلوهای روان هم مسائل پیوستگی تصاویر و همچنین چشمک زدن، عوامل تعیین کننده سیستم جاروب و زمانهای مربوطه هستند .

همانطور که گفته شد، جهت نمایش مناسب تصاویر متحرک باید حداقل 24 تصویر در ثانیه نمایش داده شود. حال فرض کنید شما یک تابلو با 32 سطر می‌خواهید طراحی کنید و از جاروب سطری هم استفاده می‌کنید در این حالت زمان نمایش هر فریم تصویر برابر با 41.6 میلی ثانیه خواهد بود و در هر فریم 32 سطر جهت جاروب داریم پس زمان روشن بودن هر سطر برابر با 1.3 میلی ثانیه خواهد بود .

خوب شما مدار را طراحی و میسازید اما در پایان متوجه میشوید که نور LED ها بسیار کم تر از حالت معمولی است و حسابی متعجب خواهید شد که چرا با وجود استفاده از LED های مرغوب نور تابلو روان تا این حد کم است؟ !

نکته اینجاست که شما هر LED را فقط به مدت 1.3 میلی ثانیه روشن نگاه میدارید و سپس به مدت 31 برابر این مدت خاموش نگاه میدارید( به خاطر جاروب 31 سطر بعدی ) یعنی 1.3 میلی ثانیه روشن و 40.3 میلی ثانیه خاموش است. ودر واقع اثر نور LED در چشم به میزان قابل توجه‌ای کاهش می‌یابد .

جهت کم کردن این اثر و افزایش نور تابلو روان چند کار را می‌توان انجام داد :

1 - افزایش ولتاژ اعمالی به LED ها که معمولا این کار خطر سوختن LED ها در اثر هنگ کردن تابلو افزایش داده و همچنین از عمر مفید آن نیز خواهد کاست .

2 - تقسیم تابلو به سگمنت های جداگانه مثلا برای مثال فوق تقسیم تابلو به 4 سگمنت 8 سطری. این روش مناسبی است ولی به پیچدگی نرم‌افزار و سخت‌افزار خواهد افزود و در تابلو های کوچک توصیه نمی‌شود .

3 - جاروب یک در میان، این روش راه حل مناسبی در بر طرف نمودن مشکل فوق است. در عین حال که به پیچیدگی مدار منجر نخواهد شد و همچنین با تغییر ساده‌ای در الگوریتم برنامه میتوان از آن بهره برد .

ترتیب کار به این صورت است که ما هر فریم کامل را که در مثال فوق برابر با 32 سطر است به دو نیم فریم تقسیم میکنیم. فریم اول شامل سطرهای فرد (1،3،5،7،9،11،13،15،17،19،21،23،25،27،29،31) و فریم دوم شامل سطرهای زوج (2،4،6،8،10،12،14،16،18،20،22،24،26،28،30،32) است. حال در هر جاروب فقط یکی از دو نیم فریم زوج ویا فرد را جاروب میکنیم. بدین ترتیب که یکبار نیم فریم فرد و بار بعد نیم فریم زوج و دوباره نیم فریم فرد و ... در این حالت چون در هر بار فقط 16 سطر جاروب میشوند لذا زمان روشن بودن هر LED بیشتر خواهد شد. البته حتما شما خواننده تیز بین این مقاله متوجه شدید که در این حالت در ثانیه فقط ما 12 تصویر (فریم کامل) نمایش داده‌ایم پس احتمالا بخاطر این کاهش مجددا مشکل لرزش تصویر را داشته باشیم !

البته شما کاملا حق دارید ولی نکته ظریفی هم این بین وجود دارد و آن هم این است که تعداد نیم فریم های نمایش داده شده در یک ثانیه همان 24 عدد است. در نتیجه لرزش تصویر منتفی خواهد بود .