Светодиодные экраны или, как их еще часто называют, ЛЕД-дисплеи, стали доступны для массового применения сравнительно недавно. Более правильным будет вместо русской аббревиатуры именовать это электронное устройство LED-дисплеем (light emitting diode). Наряду с этими названиями часто используется термин «светодиодный экран».

Первые видеоэкраны появились более 20 лет назад, но их яркость (отдельные пиксели были на газоразрядных лампах) была недостаточной для воспроизведения качественного изображения, особенно в солнечные дни. Кроме этого техническое обслуживание этих устройств было очень сложным и дорогим.

Стремительный прогресс в технологии производства ярких, качественных и в то же время недорогих светодиодов основных цветов (красного, зеленого и голубого) позволил совершить стремительный шаг вперед индустрии производства светодиодных экранов. Огромный спектр возможностей по созданию видеоизображений, управлению цветовыми, яркостными и динамическими изображениями произвел настоящую революцию на рынке наружной и интерьерной рекламы (экраны небольшого размера – от 1,0 х 1,0 м, где требуется демонстрация изображений большого масштаба).

В крупных российских городах, захламленных повсеместно за последние 20 лет безликими билбордами 3 х 6 м, началось постепенное внедрение этой современной технологии. Модульные принципы сборки и аппаратно-программное обеспечение Arduino позволяют собрать LED-экран своими руками.

Модули для сборки

Экран нужных габаритов собирается из готовых электронных блоков (модулей) стандартных размеров, укомплектованных пикселями из светодиодов или сборок RGB, соединенными на общей плате и имеющими необходимые разъемы и шлейфы для объединения с соседними блоками. Модули, как правило, китайского производства, имеющие более низкую цену, приобретаются в специализированных фирмах и магазинах. Набором типичных параметров обладают модули Р10:

• размер, мм – 320 х 160 х 20;
• вес модуля, г – 600–700;
• шаг пикселя, мм – 10;
• разрешение (количество пикселей на 1 м 2) – не менее 256 х 192;
• яркость светодиодного экрана, кд/м 2 – 6 000–7 000;
• угол половинной яркости, градус – 120;
• срок службы, час – до 50 000;
• максимальная потребляемая мощность (для уличных экранов), Вт/м 2 – 500;
• расстояние комфортной видимости изображений, м – от 7;
• все световые и электронные компоненты защищены от воздействия влаги, пыли, механических воздействий.

При отсутствии модулей можно собрать светодиодный экран на базе светодиодной ленты. Но этот вариант более трудоемок в сборке и не обладает необходимой надежностью при наборе жестких условий уличной эксплуатации: большой диапазон температур, влажность, УФ-воздействие, пыль, грязь и т. п.

Как собирается LED-дисплей

На первом этапе изготовления самодельного видео экрана необходимо изготовить надежную несущую металлоконструкцию для размещения на ней большого количества электронных блоков (модулей, контроллеров, источников питания – драйверов, преобразующих сетевое переменное напряжение 220 В в постоянное – 12 В). Конструкция представляет собой каркас из квадратной профильной трубы. Типичный вариант каркаса представлен ниже на фото.

На втором этапе собирают модули Р10, крепят к каркасу вплотную друг к другу и соединяют с помощью шлейфов, имеющих качественные разъемы «папа-мама». Крепеж модулей зачастую осуществляется с помощью надежных магнитов, что очень упрощает стадию сборки и особенно разборки при производстве ремонтных работ.

Далее с обратной стороны каркаса размещаются блоки питания и контроллеры, отвечающие за обработку видеоинформации и распределение ее на конкретные модули и малые пиксели. Задняя стенка видеоэкрана изготавливается из металлического листа или алюминиевой композитной панели. Как сделать монтаж LED-экрана, показано ниже.

Как управлять работой LED-дисплея

Понятно, что сегодня собрать светодиодный экран своими руками может практически любой человек, владеющий элементарными знаниями электротехники и навыками обращения с инструментами типа отверток и шуруповерта. Однако для того, чтобы «вдохнуть жизнь» в собранное железо, надо понимать, каким образом видеофайлы поступают на светодиоды и как создается программа для работы видеоэкрана.

Управление и замена файлов с видеороликами производится через USB-порт (через flash-карту) или с помощью Wi-Fi-роутера через интернет-соединение. Видеоролик, созданный предварительно с помощью специализированного программного обеспечения, переводится в формат * .avi или * .mpeg. Затем он преобразуется микроконтроллером или компьютером в цифровой поток, поступающий на микросхемы драйверов постоянного тока, подающих напряжение в соответствии с алгоритмом, заложенным в программу, на светодиоды дисплея.

Качество сделанного экрана определяется возможностями системы управления LED-экрана, которая может быть синхронной или асинхронной. На рисунке ниже представлена схема управления LED-экраном.

Схема управления светодиодным LED-экраном

Синхронная система управления подразумевает, что на экране отображается та же информация, что и на компьютере, то есть идет прямой эфир. Например, можно транслировать изображение с телекамеры, установленной на стадионе или концерте. Такая система состоит из карты-передатчика и нескольких карт-приемников. В компьютере, который управляет экраном, находится карта-передатчик, а на экране – карты-приемники, соединенные UTP-кабелем (витая пара).

Асинхронный способ вывода информации на экран подразумевает предварительную загрузку в память микроконтроллера. Для этого используют flash-карту или кабель. Асинхронная система требует присутствия нескольких микроконтроллеров, количество которых зависит от геометрических размеров LED-дисплея. Эта система позволяет осуществлять работу самостоятельно по заданной программе без внешнего компьютера.

Аппаратная платформа Arduino

Для создания программы управления светодиодными видеоустройствами (экраны, бегущие строки) на рынке существует большой выбор различных продуктов. Одним из самых популярных является аппаратно-вычислительная платформа Arduino (Ардуино), в состав которой входят плата ввода-вывода и средства разработки.

Arduino используется как для разработки автономных интерактивных объектов, так и для подключения к программным продуктам, выполняемым на компьютере. Платы имеют аналоговые и цифровые порты, к которым могут подключаться разные устройства автоматики: датчики (температуры, влажности, давления и т. п.), кнопки, моторы, двигатели, видеоэкраны, бегущие строки.

Можно сказать, что Arduino – это инструмент проектирования различных электронных устройств. Программная платформа сделана с открытым программным кодом на базе языка программирования С/С ++ . Проекты, реализованные с помощью Arduino, могут функционировать как самостоятельно, так и взаимодействовать с компьютерным программным обеспечением (MaxMSP, Flash, Processing).

Нет ничего проще. Для рукастых и смекалистых россиян, летающих на самодельных самолётах изготовить собственноручно светодиодную панель не составляет труда.

Кому-то покажется странным тратить время на изготовление того, что в огромных количествах есть на полках магазинов. Однако не забывайте, что мы живём в стране, каждый житель которой в душе фантазёр, художник, творец. Нам скучно ездить на серийных автомобилях и мы конструируем свой, непохожий на остальные. Покупку готовой мебели мы воспринимаем как оскорбление художественного вкуса и вот, вооружившись инструментом и творческим запалом, уже ваяем кухонный шедевр. Что уж тут говорить о светодиодных панелях...

Гордость за свою работу, тщеславное чувство обладания уникальным творением - вот награда за то, что иным скучным людям кажется "странным". Впрочем, причины по которым человек что-то мастерит своими руками могут быть куда как более прозаичными.
Например, возникла необходимость врезать в подвесной потолок светодиодную панель необычной конфигурации. Разумеется, готового решения в продаже не найти. Или другой вариант. Понравилась настенная бра с чудесным рисунком на стекле, но с лампой накаливания в качестве излучателя. Нет и ещё раз нет. Прогрессивная натура не может смириться с отсталым источником света. Вот если бы внутри были светодиоды...

И в первом, и во втором случаях выход один: сделать светодиодную панель своими руками. Для того, чтобы замысел стал реальностью надо представлять конструкцию панели. А она проста. Распределённые по поверхности платы светодиодные чипы подключаются к источнику питания и накрываются матовым прозрачным материалом. Не правда ли, ничего сложного? Конечно, новоявленному конструктору придётся продумать некоторые мелочи, связанные с монтажом светодиодов, безопасной укладкой проводки, изготовлением красивого и прочного корпуса. Но зато в результате появится единственный и неповторимый светодиодный источник света.

Ничуть не сомневаясь в способностях наших сограждан, осмелимся всё же дать несколько рекомендаций.

• Во-первых, определитесь заранее с необходимой мощностью светодиодов, которые будут сердцем конструкции. Каждый с детства помнит, насколько ярко светит лампа накаливания. Подумайте, какая лампа подошла бы для Вашего помещения. 40 Ватт? Или может 150 Ватт? Подумали? А теперь разделите эту величину на 10. Это и будет суммарная мощность светодиодов, необходимая для Вашей светодиодной панели . Не пытайтесь выбирать мощность с запасом, поскольку слишком яркий свет в ряде случаев неуместен и даже способен раздражать. Другая крайность может обернуться тем, что источник света не справится с возложенной на него задачей. А его задача состоит в том, чтобы комфортно освещать нужное нам помещение или объект.

• Во-вторых, хотим предостеречь от попытки сэкономить на покупке источника питания. Источник питания (драйвер) по своим характеристикам должен соответствовать потребляемой мощности светодиодов, которые Вы будете монтировать в своей панели. Маломощный драйвер может не справиться с нагрузкой. Напротив, слишком мощный источник питания - бесполезная трата денег. Иное дело, если Вы планируете в дальнейшем подключить к источнику питания вторую, третью панель. В этом случае благоразумнее приобрести драйвер "на вырост".

• В-третьих, не забывайте о цветовой температуре. Самые низкие значения (2700К - 3000К) соответствуют излучению, которое называют "тёплым". Значения выше делают излучение более "холодным". По мнению врачей, наиболее оптимальному соответствует излучение с цветовой температурой 4000К - 4500К.

Замена обычной электрической лампочки на альтернативный источник света не является слишком уж новой идеей. Первыми ласточками в этом процессе стали энергосберегающие лампы. Они прекрасно справлялись с задачей по освещению, предоставляли выбор цвета и оттенка светового излучения и были намного экономнее ламп накаливания. Почему «были»? Потому что появился новый вид освещения, который в чем-то даже превосходит энергосберегающие лампы.

Светодиодное освещение: за и против

Светодиоды появились в продаже и получили широкое распространение не вчера. По мере совершенствования технологий они все прочнее укрепляются в быту, как . Если несколько лет назад они играли роль не более, чем светящихся индикаторов, то сегодня уже можно говорить о них, как о полноценном освещения. В чем их преимущества? Если бегло ответить на этот вопрос, то сразу видно, что:

При всей своей заманчивости, светодиоды до сих пор так и полностью не заменили стандартного освещения. Вероятно, у них есть и недостатки:

• высокая стоимость и длительность полной окупаемости;
• своеобразный спектр излучения;
• узконаправленный свет от одного светодиода;
• необходимость в дорогих источниках питания и системах охлаждения.

Но главным недостатком является полное игнорирование государством и поставщиками энергии светодиодного освещения. Вполне естественно, это очень ударит по их карману. Нет никаких льгот, никаких поощрительных мер для перехода на новый вид освещения. Потому все расходы на эксперименты в этой области ложатся на наши плечи. Раз так, нам не привыкать. Светодиодная панель своими руками изготовленная и протестированная, помогут нам на личном опыте оценить работу этого прибора как для обычной подсветки, так и для потолковой типа Армстронг.

Устройство светодиодной панели

Перед тем, как собрать LED-панель, ознакомимся с ее устройством и попутно узнаем о технических характеристиках деталей и комплектующих. Устройство светодиодной панели сходно по конструкции с LED-телевизором или монитором. Заводские панели бывают с торцевой подсветкой и прямой.

Отличие их в том, что при торцевой подсветке светодиоды расположены по периметру панели и направлены внутрь ее, а матовая поверхность пластика рассеивает свет. Панели с прямой подсветкой устроены так, что светодиоды расположены на задней стенке панели и направлены вперед, а свет рассеивает все та же матовая поверхность. Но в любом случае, для того, чтобы изготовить панель, нам будут необходимы:

• яркие светодиоды;
• блок питания и управления (драйвер);
• радиатор охлаждения;
• корпус;
• рассеивающая панель.

Светодиоды

Мы сможем использовать светодиоды двух видов – мощные и маломощные. Они отличаются конструктивно и по цене. Мощные светодиоды гораздо проще в монтаже и один такой светодиод на 1 Вт, заменяется на 15 менее мощных 5 миллиметровых или smd-светодиодов.

Поскольку принцип изготовления один, а пайки и монтажных работ с маломощными светодиодами гораздо больше, то остановимся на мощных. По принципу монтажа они делятся на выводные и поверхностные, но в этом случае нам удобнее всего будет воспользоваться именно выводными светодиодами мощностью в 1 Вт. Разницу в этих приборах мы постарались отобразить на рисунках, из которых понятны их устройство и принцип монтажа.

Без источника питания нам не удастся запустить устройство. Поэтому для долгосрочного использования панели нам нужен хороший и правильно рассчитанный драйвер тока. Выбрать есть из чего – они бывают в корпусах и без них, с гальванической развязкой и без нее. Выглядят они следующим образом:

Теперь подключаем наш модуль к сети питания и оставляем его в рабочем состоянии на несколько часов для проверки. Если тест показал, что модуль не сильно нагревается, можно монтировать его в любой корпус и использовать по прямому назначению.

Светодиодная панель собирается из таких модулей, как изготовили только что мы. Поэтому вариантов конфигурации панели может быть бесконечное множество – от банального четырехугольника, до самых замысловатых футуристических форм. Главное – фантазия и терпение. А результат не заставит себя ждать.

Светодиодная панель это прекрасная альтернатива современным светильникам. Энергосберегающая, долговечная и любой формы на ваш вкус. О том, как сделать светодиодную панель своими руками расскажет данная статья.

Есть несколько вариантов изготовления самодельной светодиодной панели.

Изготовление на основе из стекла

Более простым вариантом является изготовление из готовой светодиодной ленты. Это специальная самоклеющаяся лента, на которой расположены светодиоды. Гораздо дешевле выйдет купить ее в интернете. Стоимость обойдется примерно 3 доллара за 5 метров.

Подготовительные работы

Рассмотрим пример изготовления одной светодиодной панели, площадью 230 квадратных сантиметров. Нужно определиться, какой мощности светильник вы хотите получить. Мощность напрямую зависит от площади панели и количества светодиодов. Для изготовления вам понадобится:

1. Светодиодная лента. Возьмем 5630 SMD LED 1 метр.
2. Стекло 2 штуки. Площадь стекла равна площади вашей панели. В нашем примере 23 сантиметра на 10 сантиметров.
3. Две полоски из пенопласта или изолона размером 2 сантиметра на 10 сантиметров, которые будут исполнять роль прокладки между стеклами.
4. Лента для паяния, покрытая оловом и флюс в виде маркера для пайки. Продается в комплекте, легко найти в интернете. Стоимость около 10 долларов за комплект.
5. Блок питания. Это устройство для преобразования напряжения 220В в 12В и подключения нашей панели к сети.

Для того, чтобы узнать какой мощности нам нужен блок питания, произведем простой расчет.

Мощность данной ленты 32 Ватта на метр. То есть 1 метр ленты потребляет 32 Ватта. Нужно учесть потери мощности в проводах, следственно прибавляем еще 30 процентов к 32 Ваттам. Получится 41,6 Вт. Округляем до целого числа. Получается блок питания мощностью 45 Вт.

Различают несколько типов блока питания. Каждый из них используется в зависимости от применения светодиодной ленты. Для самодельной панели можно использовать любой из них.

1. Компактный герметичный;
2. открытый;
3. компактный сетевой.

Если вы используете открытый блок питания, то на входе 220В подсоединяем сетевой кабель (фаза, ноль и заземление), на выходе 12В контакты от ленты.

Процесс сборки

Разрезаем светодиодную ленту на равные части. Длиной около 20 сантиметров. На ленте есть указатели в виде ножниц, где нужно разрезать.

После начинаем наклеивать ленту на стекло. Наша задача соединить все плюсы с плюсами, а минусы с минусами. Для удобства можно клеить ленту размещая плюсы рядом друг с другом. Но это не обязательно, кому как удобно. Возможные схемы соединения показаны ниже.

Смазываем флюсом контакты и припаиваем провода по схеме. Два крайних контакта затем подключаются к блоку питания.

Существуют коннекторы, специальные переходники для крепления к блоку питания, а также разнообразные разъемы. Конец ленты прикрепляется к одному концу разъема, а другой подсоединяется к блоку питания. Можете подобрать такой разъем, если не хотите паять. К тому же внешний вид с таким разъемом будет намного лучше. Пример приведен ниже на фото.

Далее собираем лампу. По краям стекла со светодиодными лентами прикладываем уплотнитель и сверху накладываем второе стекло. Скрепляем конструкцию изолентой или скотчем. Поверхность стекла можно покрыть белой матовой краской для придания более товарного вида и равномерного распределения света.

Нужно понимать, что это условная схема, в которой упор сделан на малый бюджет. Данная панель собрана с целью показать как сделать led панель из подручных материалов.

Диодная панель на алюминиевой основе

Есть еще один вариант изготовления панели на алюминиевой основе. Основа из такого материала хорошо отводит тепло от диодов, предохраняя их от сильного нагревания. Для изготовления понадобится:

1. Алюминиевый лист 28 на 26 сантиметров;
2. светодиодная лента марки 5630 SMD LED 5 метров;
3. медный провод толщиной 1 мм;
4. провод питания;
5. блок питания на 250 Вт;
6. паяльные принадлежности.

Процедура изготовления и расчеты полностью аналогичны предыдущему варианту.

Начинаем с наклейки на алюминиевый лист полосок светодиодной ленты, затем соединяем проводом все плюсы ленты, а затем все минусы другим проводом при помощи пайки.

Присоединяем провод питания на другом торце панели. Таким образом, ток будет проходить через одну полоску, питая все оставшиеся. Провод соединяем через коннектор для светодиодной ленты, о котором рассказывали выше.

Провода, которые соединяют все светодиодные ленты можно заклеить полоской изоленты, придавая готовой конструкции более приятный вид. Изоленту можно прогреть феном или зажигалкой, для усадки и обжатия.

Подсоединяем провод питания к блоку питания.

Приступая к ремонту комнаты, продумывается всё до мелочей: от вида отделки до элементов декора. Из современных материалов выбираются интересные варианты, обладающие высокими эстетическими и эксплуатационными качествами. Таким требованиям соответствуют инновационные светодиодные панели, выступающие одновременно в качестве отделки, декора и источника освещения жилища.

Если представленные в магазине панели со светодиодной подсветкой не подходят под дизайнерскую задумку или параметры помещения, не стоит отчаиваться. Сделать светодиодные панели вполне по силам своими руками. Для выполнения работ хватит элементарных знаний радиотехники.

Какие материалы можно использовать

Для изготовления светодиодной панели можно применять разные материалы, главное, чтоб они соответствовали следующим требованиям:

Имели лёгкий вес;

Обладали светопропускной и отражающей способностью;

Были эстетически привлекательными;

Легко поддавались обработке и монтажу.

Чаще всего для самодельных панелей выбираются такие материалы:

Пластик;

Оргалит;

Алюминий.

Также потребуется приобрести фольгу, которая в конструкции выполняет функцию светоотражателя, светодиоды (чипы), блок питания (выбирается с учётом характеристик п/п).

Для самостоятельной сборки панели идеально подходит оргалит. Вес материала незначительный, но работать с ним намного легче, чем со стеклом. Благодаря этому упрощается процесс установки панелей на стену.

Светодиодная панель на алюминиевой основе

Один из вариантов изготовления светодиодной панели предусматривает использование алюминиевого листа. Преимущество данного материала заключается в способности отводить тепло от диодов, защищая их тем самым от перегрева.

Для работы следует приготовить:

Лист из алюминия размером 26х28 см;

Провод из меди (толщина 1 мм);

Провод питания;

Блок питания (250 Вт).

Для создания соединений элементов проводки понадобятся паяльник и расходные материалы (олово, канифоль).

Этапы сборки светодиодной панели своими руками

Алюминиевые заготовки устанавливаются в ячейки обрешётки. После обшивки стеклом или пластиком отделка будет красиво подсвечиваться, создавая иллюминации в интерьере.

Форма геометрии панели, а также её толщина выбирается по желанию, но с учётом типа крепёжных элементов.

При выполнении расчётов необходимо уделить внимание интенсивности свечения. При этом важно учесть степень затенённости выбранного материала. Если стекло или пластик имеют на поверхности структурный рисунок или плотный окрас, то расчётные данные увеличиваются до 30%.

Разрабатывая проект светодиодных панелей, следует определиться со схемой их включения. Это может быть вариант с последовательной подачей тока к светильникам или режимная работа отдельных точек.

Если панель используется в качестве подсветки, то ориентироваться стоит на усреднённую норму – 1 Вт/дм2. При желании создать полноценный источник освещения расчёт увеличивается до 10 Вт на один чип.

Интересно смотрится вариант панелей с разнокалиберными светодиодами. В этом случае нужно предусмотреть возможность переключения режимов работы системы.

Стоимость самой простой панели светодиодного типа, рассчитанной на 14 Вт, стартует от 1600 рублей. Самодельный вариант обойдётся немного дешевле, но появится возможность проявить творческий талант, придав интерьеру индивидуальности и неповторимого стиля.