串接燈光螢幕面板,組成單一顯示器
要讓多片面板如同一面螢幕運作,必須先做好兩件事:正確接線,以及向應用程式說明實際的接線方式。接線正確但對應設定錯誤時,畫面會亮得完全正常,內容卻徹底錯亂。
造成大多數問題的同一個錯誤
資料訊號可從一片面板串接到下一片,但每片面板都必須獨立供電。
面板之間的連接線很容易讓人以為它會傳送所有訊號與電力。它確實會將訊號繼續往下傳,但不能讓三片面板所需的電流全都流經第一片面板的電路走線。每片面板都需要從電源供應器取得自己的供電。
這並非大型裝置才需要的改良做法;只要使用兩片以上的面板,本來就應該這樣接線。在我們自己的測試工作台上,每片面板都會在電源注入點接上並標示各自的 5 V 電源,而且我們一定會先完成這項作業,再啟動任何設備。
供電不足時出現的現象很有特徵,值得學會辨識,因為看起來很像設備故障:
- 整組面板上的色彩逐漸偏移。離供電點越遠,白色越會變暖或偏粉紅。這是電壓下降,不是色彩校正問題。
- 亮度逐片面板降低。在相同設定下,串接末端的面板會明顯比第一片暗。
- 只在顯示明亮內容時異常。只有少數亮點的暗色影像看起來完全正常;全白畫面卻會閃爍、變暗或重新啟動。耗用電流會隨點亮範圍增加,所以問題會跟著顯示內容出現或消失。
- 後端面板隨機閃爍或重新啟動。線路末端的供應電壓已低於控制晶片所需的電壓。
如果你看到的情況符合上述任何一項,請先增加電源注入點,再調整應用程式中的任何設定。
全白畫面是最嚴苛的情況,也正是你應該採用的測試方式
矩陣面板的耗用電流完全取決於點亮的 LED 數量與亮度。一張帶有暗部的照片可能只會點亮面板的三分之一;純白畫面則會讓所有 LED 的三種色光全都以最高輸出點亮。
因此,請將所有面板同時設為最高亮度的全白畫面進行測試。如果整組裝置在這種狀態下仍能穩定運作,其他內容就更容易處理。若根據暗色測試影像來選擇電源供應器容量,很可能會得到一面運作一週都正常,卻在真正想顯示的某個明亮場景中突然電壓不足的螢幕。
在測試白色之前,值得先如上圖所示,讓每片面板填滿不同的純色。這能同時完成兩項檢查:立即看出定址邊界是否與實體面板邊緣吻合,並且一次讓整片面板承受負載,以便逐片觀察壓降,而不是一次測試全部面板。
如果純色跨過接縫 — 例如第二片面板有一部分顯示第一片的顏色 — 表示應用程式中的面板尺寸或數量與硬體不符,增加再多電力也無法解決。
向應用程式說明面板的排列方式
接線確認無誤後,下一半工作就是在應用程式中描述實體排列方式。這個步驟常讓人意外,也正是整組設備明明能運作,畫面卻依然破碎的原因。
控制器會沿著串接線傳送一股連續的像素資料流。它無法知道你實際把每片面板放在哪裡,也不知道安裝方向。兩片並排的面板與兩片垂直堆疊的面板會收到完全相同的資料,因此你必須告訴應用程式牆面上採用哪種排列方式。
你需要在應用程式中為每片面板設定:
- 順序 — 面板在串接序列中的位置,必須符合資料線實際通過各片面板的先後順序。
- 方向 — 面板朝向哪一側;若安裝時旋轉或翻轉面板,它就會以錯誤方向接收自己所屬的影像區塊。
面板邊緣印有編號,讓這項作業更直接:只要從硬體讀取排列方式,再將同樣的設定輸入應用程式,不必從頭推算。
從錯亂畫面判讀問題
對應設定錯誤時,異常現象通常足夠明確,可用來找出原因。
| 你看到的現象 | 通常代表 |
|---|---|
| 影像完整,但面板區塊出現在錯誤位置 — 右側區塊顯示在左側 | 應用程式中的面板順序與資料線實際通過各片面板的順序不符 |
| 其中一片面板的畫面左右鏡像或上下顛倒,其餘面板正常 | 該面板的方向設定與實際安裝方向不符 |
| 影像被壓縮在第一片面板,其餘面板全暗 | 應用程式認為螢幕比實際尺寸小 — 面板數量或總尺寸設定不足 |
| 影像超出末端,部分內容始終沒有出現 | 應用程式認為螢幕比實際尺寸大 |
| 面板內每隔一列就反向顯示 | 掃描方向設定與該面板的內部接線方式不符 |
| 第一片面板正常,後面全部不亮 | 資料未傳到第二片面板 — 請檢查連接線及其方向 |
請使用明顯不對稱的測試影像,例如文字或箭頭,逐項排查。對稱圖案會掩蓋鏡像問題,而那正是你要找出的故障。
單片面板或合併顯示
你不一定要把整組面板當成單一畫布。應用程式可以只驅動單片面板,也可以將整組面板當成合併顯示器。
兩種模式都有實際用途:
- 單片面板顯示適合小型圖像與文字;這些內容放在寬幅組合面板上反而不顯眼。測試單片面板或檢查疑似故障的面板時,這也是合理的模式。
- 合併顯示適合讓一張影像橫跨整個寬度,例如圖片、長段捲動文字,或橫跨完整範圍移動的效果。
規劃內容時請注意:鋪滿合併顯示器的影像可運用整組裝置的總解析度,但原本配合單片面板大小設計的文字,相對於總寬度會顯得很小。寬幅組合面板比起單一靜態詞語,更適合顯示捲動文字。
實體對齊
從電氣角度看,接縫並不重要;但在視覺上,它卻是最容易被注意到的地方。
- 讓接合處的像素間距保持連續。如果間隙大於面板內 LED 之間的距離,影像上就會出現一條明顯的線。請在外殼允許的範圍內,讓面板盡量緊靠。
- 固定前先對齊各列。面板只要高或低幾公釐,斜線看起來就會有階梯狀落差。請沿著整組面板頂端用直尺檢查。
- 每片面板都要獨立支撐。不要讓一片面板吊掛在相鄰面板上,也不要讓連接線承受任何重量。
- 每個接頭都要預留鬆弛長度。面板之間的線材若拉得太緊,接頭久了會鬆脫;而第二片面板的資料連線若時斷時續,後面的所有面板都會受到影響。
一個控制器可以驅動多少片面板?
有兩項彼此獨立的限制,應以較低者為準。
資料上限是控制器總共能定址的像素數。超過上限後,額外面板不是維持熄滅,就是重複顯示前面某片面板的內容。
更新率上限在實際使用中通常會更早出現。同一輸出上的像素越多,傳送每個畫面所需時間越長;原本在單片面板上流暢的動畫,也會開始頓挫。如果大型組合面板上的動態畫面不順,但靜態影像正常,代表你已超過該輸出的舒適運作範圍,而不是設備故障。
這就是我們的控制器提供多組獨立輸出,而不是只提供一條長串接線的原因 — 將整組面板分散至不同輸出可以分攤工作並維持更新率。如果可以在六片面板串成一鏈與兩組各三片面板之間選擇,請選擇兩組各三片。
若要得知你手上控制器的確切限制,請查閱其說明文件或詢問我們 — 不同型號的數值各異,我們寧可提供正確答案,也不想只給你一個概略數字。
整項作業的正確順序
- 先將面板平放排好,依照預定方式排列,再開始安裝。
- 依照明確順序串接資料線,並記下該順序。
- 分別為每片面板供電。
- 使用全白畫面測試,讓所有面板以最高亮度點亮,確認無誤後再安裝。
- 在應用程式中設定順序與方向,使其符合你的配置,並以不對稱測試影像檢查。
- 最後才進行安裝,對齊各列,並在接頭處預留鬆弛長度。
採用這個順序的原因很簡單:清單中的每個問題在桌面上都很容易處理,到了牆面上就會變得棘手。