Как подобрать контроллер для светодиодного экрана

Контроллер — это «мозг» светодиодного экрана. Он принимает видеосигнал от источника, обрабатывает его и распределяет по модулям дисплея. Именно контроллер определяет, сможете ли вы подключить нужные устройства, выводить несколько картинок одновременно, синхронизировать сигнал с другими системами и работать с нестандартными форматами и разрешениями.

Основные функции контроллера:

• приём видеосигнала через различные интерфейсы (HDMI, DVI, SDI, DisplayPort и другие);

• обработка и масштабирование изображения под разрешение экрана;

• преобразование сигнала в формат, понятный для LED-модулей;

• управление яркостью, цветопередачей и калибровкой экрана;

• синхронизация нескольких экранов в единую систему.

1. Определяем режим работы дисплея и расстояние от контроллера до дисплея

Режимы работы дисплея

Синхронный режим — это прямое подключение видеосигнала через интерфейсы с отправляющего устройства. Сигнал поступает на контроллер в реальном времени с компьютера, ноутбука, медиаплеера, видеомикшера, игровой приставки или другого источника. Экран показывает ровно то, что передаётся в данный момент.

Примеры использования:

• переговорные комнаты и конференц-залы;

• сцены и мероприятия (трансляции с камер);

• диспетчерские центры;

• трансляции спортивных событий.

Асинхронный режим — в этом случае медиаплеер одновременно является и видеоконтроллером, и устройством хранения контента. Изображение или видео хранится внутри плеера и воспроизводится по расписанию или по команде без постоянного подключения внешнего источника сигнала.

Примеры использования:

• рекламные билборды и вывески;

• информационные стенды;

• меню-борды в ресторанах;

• экраны в витринах магазинов.

Расстояние от контроллера до дисплея

При планировании системы важно учитывать расстояние между контроллером и экраном. Сигнал по кабелям RJ45 (Ethernet) передаётся на расстояние до 100 метров без потери качества. Если расстояние превышает 100 метров, необходимо использовать оптические удлинители или конвертеры сигнала.

2. Какие виды контроллеров бывают

3. Уточняем параметры дисплея

Пример 1: Дисплей в переговорной комнате

В переговорных комнатах и конференц-залах обычно используются экраны с соотношением сторон 16:9, которые принимают прямой сигнал с компьютера, ноутбука или сервера. Разрешение чаще всего — FULL HD (1920×1080) или 4K (3840×2160).

Как рассчитать количество портов RJ45 для контроллера:

Шаг 1. Определяем общую пиксельную нагрузку дисплея.

Для разрешения FULL HD:

1920 × 1080 = 2 073 600 пикселей

Шаг 2. Узнаём, сколько пикселей может передать один порт.

Стандартные контроллеры при 8-битном сигнале поддерживают не более 650 000 пикселей на порт. Однако для надёжности и стабильной работы мы рекомендуем оставлять запас 20–30%, чтобы оборудование не работало на износ. То есть рассчитываем на 450 000–500 000 пикселей на порт.

Шаг 3. Считаем количество необходимых портов.

2 073 600 ÷ 500 000 = 4,14

Округляем в большую сторону — нам необходимо не менее 4 портов RJ45.

Рекомендуемые видеопроцессоры: VX400, VC4, VC6 pro, VX600, VX600 Pro (Novastar).

Пример 2: Рекламный дисплей на билборд

Для наружной рекламы часто используются большие экраны с крупным шагом пикселя. Например, билборд размером 5760×2880 мм с шагом пикселя Р8.

Шаг 1. Считаем разрешение дисплея в пикселях.

5760 ÷ 8 = 720 пикселей по ширине
2880 ÷ 8 = 360 пикселей по высоте

Шаг 2. Считаем общую пиксельную нагрузку.

720 × 360 = 259 200 пикселей

Шаг 3. Определяем количество портов.

Нагрузка 259 200 пикселей — достаточно одного интерфейса RJ45, но мы всегда рекомендуем иметь запас на случай выхода из строя одного порта. Поэтому лучше рассматривать контроллеры с двумя RJ45-выходами.

Рекомендуемые асинхронные контроллеры: TB10, TB20, TB30, TB50, TB60, TU15, TU20.

Рекомендуемые видеопроцессоры для прямой подачи: VC2, MCTRL300, MCTRL600, VC4.

Пример 3: Конференц-зал с большим дисплеем 32:9 и 8K

В крупных конференц-залах и премиум-пространствах всё чаще используются сверхширокие экраны с соотношением 32:9 и разрешением 8K.

Разрешение такого дисплея: 7680 × 2160 пикселей.

Шаг 1. Считаем общую пиксельную нагрузку.

7680 × 2160 = 16 588 800 пикселей

Шаг 2. Считаем количество портов (при нагрузке 500 000 пикселей на порт).

16 588 800 ÷ 500 000 = 33,1

Итого нам нужно не менее 33 портов при 8-битном изображении. Если допустимо округление — 32 порта тоже подойдут.

Решение: здесь на помощь приходят сплайсеры — устройства, которые могут соединять разные видеосигналы в один слой. Они имеют сборную конфигурацию: вы устанавливаете необходимые платы расширения и достигаете нужной пропускной способности.

Например, видеосплайсер H2: устанавливаем две выходные платы расширения по 16 или 20 портов каждая — и получаем 32 или 40 портов видеовыхода.

Более мощные модели: H5, H9, H15 и выше. 
Но это еще не все, данных знаний может быть не достаточно, ведь для правильной коммутации видеоэкрана лучше всего считать не целым разрешением, а кабинетами. Разбивать дисплей на кабинеты и считать сколько кабинетов может поместиться по емкости на один выходной порт RJ45.

4. Продумываем источники сигнала

На этом этапе необходимо определить, какие входящие интерфейсы потребуются и сколько источников сигнала будет одновременно подключено.

Что нужно учесть:

1. Количество устройств. Один ноутбук или несколько — ПК, камера, резервный компьютер, видеомикшер?

2. Типы разъёмов. Какие интерфейсы у ваших источников? HDMI, DVI, DisplayPort, SDI, VGA?

3. Требуемое качество. Нужен ли 4K при 60 Гц? Камера работает через 12G-SDI?

Примеры:

После определения всех требований список подходящих устройств значительно сузится, и вы сможете выбрать оптимальную модель.

5. Типичные ошибки при подборе контроллера

Ошибка №1. Неправильный расчёт портов RJ45

Многие считают количество портов, ориентируясь только на пиксельную ёмкость при 8 битах. Однако источники видеосигнала могут иметь разную частоту кадров и битность — 8, 10, 12, 14 бит.

При повышении битности пропускная способность порта уменьшается:

Последствия:

• дисплей может не работать вообще;

• потеря качества изображения;

• придётся уменьшать частоту кадров с 60 до 30 Гц;

• передача сигнала не 4K, а FHD с заметной потерей качества.

Решение: заранее уточняйте битность и частоту кадров ваших источников и рассчитывайте порты с запасом.

Ошибка №2. Неправильно подобранные интерфейсы

Вы подобрали видеопроцессор, посчитали количество портов, всё сошлось. Но когда пытаетесь передать сигнал 4K с компьютера, качество теряется.

Пример: вы выбрали VX1000 — количество портов устраивает, интерфейс HDMI есть. Но VX1000 имеет версию HDMI 1.4, которая может передать максимум 2560×1440, а не желаемые 3840×2160. В результате картинка растягивается и теряет качество.

Решение: всегда проверяйте версию интерфейсов контроллера и убедитесь, что она соответствует вашему источнику.

Другие частые ошибки:

• Отсутствие запаса по пиксельной ёмкости. Экран работает на пределе — при расширении даже на пару модулей приходится менять контроллер целиком.

• Забыли про резервирование на ответственных объектах. На сцене или в диспетчерской нет резервного входа или контроллера — при отказе источника экран становится чёрным.