Display LED - quarta parte
Risoluzioni, gestione dei contenuti, certificazioni.
di Vittorio Dalerci
Come calcoliamo la risoluzione di uno schermo LED e perché dobbiamo farlo?
Come è noto, il pixel pitch è la distanza in millimetri tra due lampade LED.
Per calcolare la risoluzione di uno schermo LED, in mancanza di una scheda tecnica del prodotto, abbiamo solo bisogno di conoscere il pixel pitch e la grandezza dello schermo; oppure il pixel pitch e la dimensione del cabinet, in modo da calcolare la risoluzione del singolo cabinet e, di conseguenza, calcolare la risoluzione dello schermo di cui si conosce la quantità e la disposizione dei cabinet.
Il calcolo diventa questo:
Uno schermo di 5 m in orizzontale (A) x 2,5 m in verticale (A1) con pixel pitch 2,6 mm avrà quindi 1920 x 960 pixel.
Si veda l’esempio reale di uno schermo Acronn montato nel 2013 alla stazione ferroviaria di Roma Termini (passo 5,2 mm indoor):
• Dimensioni dello schermo: 6 m x 3,5 m
• Pixel pitch: 5,2 mm
Ciascun cabinet da 50 cm x 50 cm corrisponde quindi a 96 px x 96 px;
12 x 7 cabinet corrispondono quindi a 1152 px x 672 px, cioè 774.144 pixel complessivi.
Lo schermo Acronn montato nel 2013 alla stazione ferroviaria di Roma Termini.
Sending Box
Il motivo per cui è indispensabile fare questi calcoli è per essere in grado di decidere quale modello di Sending Box (o Sending Card) sarà necessario utilizzare, in quanto i vari modelli di Sending Box hanno diverse capacità di indirizzamento ed un limite al numero di pixel gestibile. Questi modelli “sending” in genere gestiscono milioni di pixel ma, come sappiamo, i limiti di questo tipo sono fatti per essere superati, rendendo necessario passare al modello successivo, in grado di gestirne di più.
Receiving Card
Il cabinet contiene, oltre all’alimentatore e ai moduli che montano le lampade LED, anche l’elettronica per la gestione generale del cabinet all’interno dello schermo LED nella sua totalità.
Una parte importante di questa elettronica è la Receiving Card, che è il cuore del funzionamento del sistema LED Display insieme al Sending Box: quest’ultimo manda alla Receiving Card le informazioni di configurazione dello schermo.
Le “piattaforme” di funzionamento degli schermi LED sono costituite dal “pacchetto” Sending Card (che pilotano i cabinet LED display) e Receiving Card (montate all’interno dei cabinet LED display): è quindi importante sapere con quale “piattaforma” stiamo lavorando.
Come capita spesso con i dispositivi elettronici, non esiste uno standard definito e universale. I maggiori costruttori di queste schede elettroniche, Sending e Receiving, sono Linsn, NovaStar, Colorlight, Brompton e altre ancora.
La più diffusa fino al 2014 è stata la piattaforma Sending/Receiving LINSN. Dopodiché si è affermata in maniera importante la piattaforma NovaStar, ancor oggi la più utilizzata, per quanto costruttori come Colorlight stiano emergendo velocemente. Le piattaforme Brompton Technology (l’unica non cinese) sono utilizzate in ambito specialistico e broadcast per via del ridottissimo tempo di latenza, che è il tempo che intercorre tra l’invio delle immagini al sistema delle immagini e la loro corretta rappresentazione sugli schermi LED.
LED Lamp Driver
I moduli LED su cui sono montate le lampade hanno diversi tipi di IC LED Lamp Driver, circuiti integrati in grado di accendere/spegnere le lampade LED con diverse tecniche e velocità (refresh rate).
Tra i diversi tipi di LED lamp driver, i più utilizzati sono quelli prodotti dalla taiwanese Macroblock, ma esistono altre marche con prestazioni molto simili (ad es. Chipone).
I più utilizzati driver Macroblock sono MBI5124, MBI5153, MBI5252, che si differenziano principalmente per la loro capacità di gestire le lampade LED in velocità (refresh rate) e restituire il massimo della qualità video possibile (bit rate, legato al campionamento e alla migliore riproduzione possibile della scala dei grigi).
Le Receiving Card comprendono l’elettronica di pilotaggio dei moduli LED e dovrebbero essere in grado di pilotarli sfruttandone al massimo le prestazioni.
Tornando alla risoluzione e al calcolo di quanti pixel è necessario pilotare in una parete LED, vediamo, a titolo di esempio, una serie di elettroniche NovaStar con prestazioni crescenti:
Il modello base è MCTRL300, capace di gestire un massimo di 1.300.000 pixel.
Il modello immediatamente superiore è MCTL600 che può gestire fino a 2.300.000 pixel.
Passiamo poi al modello MCTRL R5 (2k) – max 3840 x 1080 @ 60 Hz, quindi 4.147.200 pixel complessivi.
Infine il potente modello MCTRL 4K – max 3840 x 2160, cioè 8.294.400 pixel
A questo punto, vediamo come un display LED FHD (1920 x 1080 px) può essere pilotato tramite una scheda MCTRL600:
Moltiplicando pixel base per pixel altezza ricaviamo il parametro per la scelta del Sending Box, ad esempio 1920 x 1080 = 2.073.600 px, quindi un MCTRL600 è sufficiente.
Una cosa da notare: questi modelli hanno diverse uscite Ethernet, occorre quindi dividere la capacità totale di gestire i pixel per il numero di porte, per poter correttamente caricare su ogni porta il numero di pixel da essa gestibili.
Per esempio MCTRL300 = 2 porte / MCTRL600 4 porte, etc.
Il logo del marchio CE ha delle caratteristiche precise, che segnano la differenza con l’ingannevole marchio China Export.
Certificazioni
Le certificazioni più importanti, che ormai sono una consuetudine per i produttori di apparecchiature elettriche ed elettroniche, sono le certificazioni RoHS e CE.
La certificazione RoHS, seppur nel settore dei LED Display passi in genere in secondo piano, è una certificazione obbligatoria e molto importante. RoHS (ovvero restriction of hazardous substances) in buona sostanza è una lista, aggiornata dagli enti normativi europei, di sostanze vietate nella costruzione di questi apparati, incluse sostanze inquinanti pericolose per l’uomo e per l’ambiente. Queste sostanze si trovano in diversi materiali e prodotti quali leghe per saldatura, PVC, vernici, batterie e vari componenti metallici.
Per un periodo i plasma display non poterono essere più prodotti perché contenevano piombo in misura non consentita e addirittura il mercato TV consumer ne risentì pesantemente.
La normativa 2002/95/CE è stata poi superata dall’attuale Direttiva 2011/65/UE. anche detta RoHS II.
A partire dal 2013, la conformità alle direttive RoHS fa parte della normativa CE. Questo significa che, a partire dal 2013, un prodotto conforme alla normativa CE dovrebbe essere automaticamente conforme anche alla direttiva RoHS 2.
La certificazione CE impone il rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza previsti dalle direttive comunitarie.
Importante per i LED display è la certificazione CE EMC (ElectroMagnetic Compatibility, compatibilità elettromagnetica) che è una certificazione del rispetto dei limiti di emissione di radiazione elettromagnetica durante il funzionamento degli apparati elettrici ed elettronici, nonché dell’immunità di questi apparati da emissioni elettromagnetiche provenienti da apparati esterni.
I requisiti della direttiva EMC hanno quindi lo scopo di garantire che i dispositivi elettrici ed elettronici:
sono stati progettati per funzionare correttamente anche se esposti a interferenze elettromagnetiche generate da altri dispositivi nelle immediate vicinanze;
non generano (e propagano) energia elettromagnetica, che potrebbe interferire con il corretto funzionamento di altri dispositivi.
I test si tengono in una camera elettromagneticamente isolata in cui tutti i campi elettromagnetici in gioco provengono solo dall’interno, mettendo in funzione le apparecchiature da monitorare.
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