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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: elgarbe en 21 de Septiembre de 2012, 23:41:53

Título: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 21 de Septiembre de 2012, 23:41:53
Buenas, soy usuario de este foro y del de neoteo, los cuales leo constantemente aunque no participe tanto (por lo menos en este).
El tema es que estoy estudiando y tratando de entender como funcionan los carteles RGB, por ejemplo los de los estadios de futbol que pasan propagandas (en Argentina).

Bueno, hasta ahora tengo lo siguiente:

    Hay paneles controlados por driver's de led con PWM incluido (se le carga la informacion con SPI o I2C) y otros en los que los drivers de los led no tienen PWM incluido, en ese caso traen señales como si fuesen un registro de desplazamiento, CLK, LE, OE y Data. Todavía no descubro que es lo desisivo entre un tipo de drive y otro. Como decido si uso uno u otro.
    El tiempo necesario para barrer un panel (aunque sea chico) en el eje horizontal + dar la informacion de PWM de cada línea es algo que lleva mucho tiempo. Para que un panel tenga colores vivos debemos tener un PWM con frecuencia mas o menos alta (mejor dicho, mayor que un panel cuyos colores no pretendamos sean muy vivos). Para obtener altas velocidades de operacion se utilizan FPGA's. Si bien lo vi por arriba en la facu, no tengo idea como se usan ni sus virtudes. Creo que lo que tienen es muchos pines de I/O y una alta velocidad de operacion.
    Me gustaría poder hacer pequeños cálculos de tiempos necesarios y velocidades de trabajo necesarios pero aún no termino de comprender como hacer dichos cálculos. Es decir si yo quisiera armar un panel de, por ejemplo, 8x32 led RGB como hago para calcular todo. Tampoco tengo muy en claro como se almacena la imagen a mostrar en una memoria....


luego de investigar un poco más y con la ayuda de usuarios de NeoTeo puede hacer el siguiente intento:

Bueno, siguiendo con la intriga del cartel RGB, si usamos el TLC5916, el cuál es un driver de corriente para led de 8 canalesque con entrada serie y salida serie (típico registro de desplazamiento) que puede operar a 25MHz, supongamos que lo usamos con un uC a 40 MHz (el uC, por ejemplo el 18F4550) y suponiendo que al TLC lo trabajamos a 20MHz tengo que entre dato y dato hay 50ns. Si tengo un cartel de 32 led RGB (96 led individuales) me tomaría unos 5 us llenar de datos los 12 TCL. Bien?

Por lo que ví, en el caso de estos driver's que no tienen PWM uno debería hacer el PWM con el uC. Entonces, suponiendo que quiero un PWM de 8 bits (16M de colores) tengo que barrer 256 veces al panel, se entiende? si quiero un pixel con medio tono rojo, 1/4 tono verde y 3/4 tono azul, entonces las primeras 64 pasadas tengo las 3 salidas en 1, luego pongo a 0 el color verde y dejo el rojo y el azul 64 barridos más, a partir de la pasada 128 apago el rojo y desde la 196 en adelante tengo todo apagado. Bueno, hacer eso me llevaría 12,8 mseg con lo que obtendría 78 fps, lo cual es muy alto, no?

voy bien? esas serían las cuentas?

Para los driver's con I2C y pwm incluido se me complican las cuentas porque no conozco de tasas del I2C.... pero ya lo averiguaré...

En fin, me gustaría recivir (y cruzar con el otro foro también) algo de info como para entender un poco más y quizás diseñar un pequeño panel de pruebas...

Saludos y gracias!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 22 de Septiembre de 2012, 02:23:49
Hola!

Hace años que diseño carteles a LED y hace poco menos que diseño carteles RGB full color. Tus cálculos están bastante bien, excepto en un par de lugares.

Utilizando el 18F4550, a su velocidad máxima, nos da uno 12mips(48Mhz de clock).  Si utilizamos el SPI para comunicarnos con la cascada de TLC, la velocidad máxima a la que puede correr el SPI es a 12Mhz también, lo que hace que el tiempo mínimo de envío de un bit sea de unos 84nS. Multiplicando eso por 96 nos quedaría que llenar los TLC nos costaría unos 8uS exáctamente. Ahora, para hacer PWM necesitamos hacer 255 pasos(no 256, algo nos ahorramos ahí). Eso te da que un refresco completo ocurre en 2.04mS. Eso te daría unos 490Hz,que es una buena frecuencia de refresco. El problema es que eso es ideal, y dificilmente logremos cargar los registros a esa velocidad, teniendo en cuenta que también tenemos que recibirlos y procesarlos de alguna manera antes de poder enviarlos.

Personalmente no utilizo PICs para paneles tan exigentes en recursos y velocidad, sino que uso microcontroladores ARM, que me ofrecen un rendimiento unas 10 veces más que el 18F4550, y son incluso más económicos, irónicamente.

Veo que has estado leyendo e investigando mucho sobre el tema, lo que me ha motivado a responderte. Lamentablemente hay ciertas partes de lo que hago que no puedo publicar por acuerdos de confidencialidad.

Me parece bien que empieces con una matriz relativamente chica(aunque para nada fácil). Ahora agrandando la apuesta, si pensamos en pantallas de más pixeles, como las que pasan publicidad en partidos de fútbol que mencionaste, hay dos grandes grupos. Si utilizás integrados sin generación de PWM integrada, vas a estar obligado seguramente a irte a FPGA por cuestiones de rendimiento y costos. Si pensás en seguir utilizando uC, vas a necesitar integrados que te generen el PWM a velocidades lo suficientemente altas como para poder generar el color en tiempo y forma sin grandes requisitos de procesamiento de parte del uC.

Gran parte del problema no termina siendo sólo la generacion de los grises, sino la transportación y distribución de la información gráfica entre un servidor(que suele ser una PC) y las controladoras que redestribuyen la información. Es todo un desafío y casi siempre se está ajustado. Cualquier demora hace que todo el resto no sirva.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2012, 11:53:40
Bruno, muchas gracias por tu respuesta!!

Es cierto que he investigado mucho, he leido unas cuantas hojas de datos de driver y he pedido algunos a TI para probar. Aún no tengo decidido armar un pequeño cartel RGB para hacer pruebas, por ahora es todo curiosidad. Estoy más orientado a intentar hacer un cartelito POV RGB para probar los driver's y su capacidad, pero lo de los carteles gigantes es una intriga muy grande que me gustaría resolver.

Me podrías comentar algo del timing para controladores con PWM incluido? estoy dandole vueltas a las hojas de datos, estudiando el I2C y aún no consigo aproximar una cuenta (como en el caso de los otros drivers).

En el caso de ARM, arquitectura que desconozco por completo, que micro puedo investigar como para arrancar con esto?

Por lo que me comentas, se puede safar de usar FPGA (otra cosa que desconozco, pero que me despierto en las noches pensando en ellas) con ARM, pero hasta que aplicación? Si es algo como las publicidades en las canchas hay que usar FPGA si o sí?

Bueno, por ahora gracias, espero alguna punta más para seguir investigando.

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 22 de Septiembre de 2012, 15:32:19
Me podrías comentar algo del timing para controladores con PWM incluido? estoy dandole vueltas a las hojas de datos, estudiando el I2C y aún no consigo aproximar una cuenta (como en el caso de los otros drivers).

Son la solución a utilizar si no querés terminar con FPGA o con micros ARM de alta gama(y alta complejidad). Desconozco los que utilizan I2C. Te recomiendo los que usen SPI o simil. El I2C no suele ser muy rápido. Los SPI típicamente soportan un clock de 33Mhz para la generación de grises, y 30Mhz para la carga de datos. Estas velocidades son el standard de la industria. Las cuentas dan muy bien con esas velocidades. Con 8 bit de profundidad de color, te da que trabajan hasta a 129Khz.

En el caso de ARM, arquitectura que desconozco por completo, que micro puedo investigar como para arrancar con esto?

Podés arrancar con algún kit. Podría ser los de mbed, los de lpcxpresso, los de Texas, cualquiera. Personalmente me gustan mucho los de NXP(Philips). En argentina podés conseguir las LPCXpresso en MercadoLibre por precios entre 200 y 350 pesos. Es un kit muy interesante.

Por lo que me comentas, se puede safar de usar FPGA (otra cosa que desconozco, pero que me despierto en las noches pensando en ellas) con ARM, pero hasta que aplicación? Si es algo como las publicidades en las canchas hay que usar FPGA si o sí?

Si o si no. Seguramente podrias hacerla hasta con 16F84, pero la pregunta esta en que cantidad de integrados vas a necesitar, cuanto lugar y complejidad al circuito van a agregarle y, lo mas importante, cuanto costo adicional?
Puede que con ARM puedas arrimarte a hacer algo así, pero profesionalmente suelen llevar FPGAs. Es la solución más barata, especialmente para recibir los datos de la PC y redistribuirlos. Las pantallas chinas suelen traer drivers sin generacion de pwm incorporada. Hay un FPGA cada tanto encargandose de llenar los drivers y recibir la trama de datos por par diferencial.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2012, 16:34:54
Perfecto, me queda todo mucho más claro, por lo menos la parte "gruesa" de lo que sería un proyecto de cartel RGB.

Quizá comienze a armar un cartelito como para probar algunos integrados o quizá algún sistema POV que son mas llamativos...

Al principio de todo, cuando hablamos del 18F4550 me quedaría muy justo para un cartel de, por ejemplo, 8x32. Supongo que con algún PIC24 o PIC32 podría estar más holgado, pero en ese caso la balanza se inclinaría más aún por un ARM por su costo, verdad? Entonces la principal pregunta que se desprende es poque no hay tantos usuario de ARM? Yo supongo que porque son uC que no hace mucho que están al alcance de un usuario básico...

Bueno, investigaré un poco el tema de los ARM y ya veremos si avanzo con alguna prueba. Por ahora muchas gracias!

Saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 22 de Septiembre de 2012, 16:58:28
Perfecto, me queda todo mucho más claro, por lo menos la parte "gruesa" de lo que sería un proyecto de cartel RGB.

Quizá comienze a armar un cartelito como para probar algunos integrados o quizá algún sistema POV que son mas llamativos...

Al principio de todo, cuando hablamos del 18F4550 me quedaría muy justo para un cartel de, por ejemplo, 8x32. Supongo que con algún PIC24 o PIC32 podría estar más holgado, pero en ese caso la balanza se inclinaría más aún por un ARM por su costo, verdad?

Seguramente te quede apretado. La balanza tiene que ver con lo que más te pese a vos. Por ahí con PIC24 o 32 lográs sacarlo andando en poco tiempo, y eso es lo que más pesa para vos, pese a que el costo del producto se incremente un poco, o bien te interese aprender a programar ARM(lo que te va a llevar tiempo, y tiempo = dinero) por lo que la decisión es realmente tuya. Ojo que los PICs son más fáciles de conseguir que los ARM en Argentina. Eso también es algo a tener en cuenta.

Entonces la principal pregunta que se desprende es poque no hay tantos usuario de ARM? Yo supongo que porque son uC que no hace mucho que están al alcance de un usuario básico...

Tiene que ver con varios aspectos... Es importante lo que mencionás: Las empresas que utilizan ARM como core hace poco que empezaron a poner el ojo a los hobbystas y personas freelancers que no necesariamente son parte de una corporación que está dispuesta a invertir el tiempo y dinero necesario para capacitar a sus empleados con una determinada tecnología. Por otro lado, en Argentina nunca tuvimos real acceso a los ARM, por lo que tampoco es sencillo acceder físicamente a ellos siquiera. Los encapsulados en los que vienen los ARM(casi todos en SMD, excepto contadas ocaciones, aunque ahora empresas como NXP empezaron a lanzar algunos modelos en DIP para alentar a los usuarios que no se animan a soldar SMD) también resultan desalentadores para muchos usuarios. Otro factor importante es la dificultad en aprender dicha tecnología fuera de la capacitación oficial(también ausente en Argentina). No hay cursos de ARM como los hay de PIC. El año pasado dimos un curso de ARM en Pergamino, Pcia Buenos Aires a traves de un laboratorio del cual formo parte(LIMIE), utilizando la LPCXPresso con el LPC1343, para aprender a familiarizarse con los ARM, la arquitectura von Neumann(a diferencia de un 18F4550 que utiliza Harvard) y algunos periféricos básicos como IO, Timer, UART, etc. No creo que nadie haya hecho un curso antes en Argentina basado en un ARM de NXP al menos.

Esos son algunos de los factores que hacen que ARM no sea muy utilizado en Argentina, al menos no desde cero. Seguramente muchas empresas compran placas prefabricadas con ARM para realizar productos embebidos.

El problema de programar PICs, es que muchas veces uno se hace PIC-dependiente, y no logra lanzarse a programar en microcontroladores de otra marca.

Personalmente me acerco cada vez más a los ARM y alejo para nuevos desarrollos de los PICs.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2012, 17:20:18
Entiendo lo que me comentas.
En mi caso en la facu no dimos PIC, dimos los motorolas, en ese momento los jk3 con la arquitectura von Neumann. Siempre me gustaron más esos micros que los pic, pero como bien dices, cuando hay que sacar algo rápido adelante (me paso en estos ultimos meses) tuve que caer en los PIC ya que hay mil puntos de información, se consiguen en cualquier kiosko, etc.
Particularmente no soy un gran programador ni de pic ni de motorola, pero me gusta mucho la programacion y aprendo muy rápido, por eso y pensando en posibles proyectos futuros quizá trate de entrar al mundo de los ARM.
Ya te estaré matando a preguntas para iniciarme...

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 22 de Septiembre de 2012, 17:39:01
Bueno, yo estudié Ing. Electrónica en la UNR y realmente algo de PIC se da en alguna que otra materia, aunque muchas veces depende del profesor de la cátedra. Otros utilizaban como bien dijiste vos Motorolas, o incluso Intel.

Una cosa más a favor de los PICs es la cantidad de información disponible que hay en español. Personalmente me da lo mísmo español o inglés, pero para muchos que no se llevan bien o no saben leer en inglés, eso significa una traba más.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Marioguillote en 22 de Septiembre de 2012, 18:36:43
Ya te estaré matando a preguntas para iniciarme...

Una cosa más a favor de los PICs es la cantidad de información disponible que hay en español.

Y otra cosa a favor es que estamos los tres a pocos kilómetros de distancia ... esto sería un tema ideal para compartir y expandir conceptos, ideas y hasta prototipos experimentales un Miércoles (o cualquier día) ¿que te parece Bruno?.  :-)

Ya te voy a estar contando de qué se trata garbe ...  ;-)

Saludos!
Mario
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2012, 19:13:39
No sé porque me parece que esto será más que interesante....

Espero ansioso...

Saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 22 de Septiembre de 2012, 21:07:25
Ya te estaré matando a preguntas para iniciarme...

Una cosa más a favor de los PICs es la cantidad de información disponible que hay en español.

Y otra cosa a favor es que estamos los tres a pocos kilómetros de distancia ... esto sería un tema ideal para compartir y expandir conceptos, ideas y hasta prototipos experimentales un Miércoles (o cualquier día) ¿que te parece Bruno?.  :-)

Por supuesto que sí! Podemos coordinar y reunirnos! Estamos en tres partidos limístrofes! Cuenten conmigo!

Abrazo.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Marioguillote en 22 de Septiembre de 2012, 21:27:17
No sé porque me parece que esto será más que interesante....

Por supuesto que sí! Podemos coordinar y reunirnos! Estamos en tres partidos limístrofes! Cuenten conmigo!

Sí señor ...   :-)
Se pude formar un crisol muuuuuy interesante  :)

No interrumpo más. Continúen con la charla. Todos en el foro estamos muy agradecidos de leerlos y aprender muchos conceptos sobre el tema que por cierto, es muy atrapante.

Saludos!
Mario
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Nocturno en 23 de Septiembre de 2012, 02:45:21
Si os sentáis juntos para hablar del tema, tenéis que transmitirlo por Livestreaming, ¿vale?  :)
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 30 de Septiembre de 2012, 10:50:43
Siguiendo con este tema, estuve viendo que el 80% (mas o menos) de la información disponible en internet apunta a usar el TLC5940 como led driver. Imagino que debe haver alguno más nuevo. Mi pregunta es si alguien provó un driver un poco más nuevo.

Bien, suponiendo que hemos podido diseñar un pequeño panel de, digamos 32x32 led rgb, y queremos que reproduzca un video. Por donde viene la solucion? Por que creo que en lo que hardware refiere debe ser la parte más compleja ya que los carteles por lo general aceptan cualquier señal de entrada, super video, video compuesto, vga, etc. Alguien conoce por donde viene la solucion de esta parte?

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 01 de Octubre de 2012, 13:07:10
Siguiendo con este tema, estuve viendo que el 80% (mas o menos) de la información disponible en internet apunta a usar el TLC5940 como led driver. Imagino que debe haver alguno más nuevo. Mi pregunta es si alguien provó un driver un poco más nuevo.

Sí, podés utilizar lost TLC5940 o bien algun driver similar más genérico. En su momento había investigado y había un par que vendían los chinos, que eran más económicos que el TLC5940. Creo que no tengo los modelos anotados. Si revolvés internet o ebay podés dar con algún modelo.

Bien, suponiendo que hemos podido diseñar un pequeño panel de, digamos 32x32 led rgb, y queremos que reproduzca un video. Por donde viene la solucion? Por que creo que en lo que hardware refiere debe ser la parte más compleja ya que los carteles por lo general aceptan cualquier señal de entrada, super video, video compuesto, vga, etc. Alguien conoce por donde viene la solucion de esta parte?

Por lo general, la entrada que no suele faltar nunca es la VGA. Otras implementan entrada ethernet. El resto puede ser opcional. La entrada HDMI es muy tentadora, aunque alargar el cable puede no ser tan sencillo como con VGA.

Tanto para VGA como para HDMI, por ejemplo, vienen integrados dedicados a decodificar la trama, si es que no querés hacerlo vos. Una empresa que brindaba muchas soluciones es Analog Devices(creo), aunque seguramente no es la única. Estos integrados decodifican las tramas y te envían la información digitalizada y RAW(a veces también con compresión) para que vos la utilices. Claro que vas a necesitar un dispositivo que tenga la capacidad de leer datos a esa velocidad y poder transformar,procesar y distribuir la información al resto de las placas controladoras de los paneles.

Texas Instruments había hecho hace unos años una Nota de Aplicación, en la cual utilizaba uno de sus drivers(no recuerdo si era el TLC5940 u otro) para hacer una prueba de concepto: una pantalla de 64x64px rgb(no recuerdo realmente si ese era el tamaño). Para recibir la información gráfica utilizaba un FPGA(creo que mediante conversión A/D de VGA), que era quien procesaba y distribuía la información a los controladores de porciones de pantalla, los cuales también eran FPGAs(si mal no recuerdo). Claro que casi todo(si no todo) el hardware utilizado era de su empresa. El costo de cada panel utilizando esos drivers, recuerdo que era doloroso. No lo ví competitivo en números en su momento, no sé ahora.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 04 de Octubre de 2012, 20:12:35
Bruno, como siempre gracias, eres un libro abierto!
No piensen que este tema quedo relegado, lo tengo siempre presente, pero tengo muchos proyectos abiertos que me estan consumiendo más tiempo.
Aparte estaba esperando que la gente de Texas me entregue las muestras delo 5940. Ayer me llegaron y estoy por empezar las pruebas. Los led RGB todavía no salieron de china (jeje), pero hasta que lleguen tengo tiempo de sobra para hacer las primeras pruebas de los TLC.

Por lo que me comentas y estuve viendo lo de procesar señales VGA no es nada simple. Creo que en principio podría suponer que la informacion está almacenada en forma digital en una memoria, quizá ya extraidos los frames.

Lo cual me lleva a enunciar nuevas preguntas. Cuales son los tipos de memorías que podrían funcionar (dado el flujo de informacion requerida) para una aplicacion de este tipo? quizá la memoria no sea el cuello de botella y la pregunta no tenga sentido, pero desconozco esta parte (como casi todo, ja) Algún documento de como se almacena un video en algún formato simple en memoria y como extraer los frames?

Bueno, seguimos almacenando info! saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 05 de Octubre de 2012, 01:21:46
Bruno, como siempre gracias, eres un libro abierto!
No piensen que este tema quedo relegado, lo tengo siempre presente, pero tengo muchos proyectos abiertos que me estan consumiendo más tiempo.
Aparte estaba esperando que la gente de Texas me entregue las muestras delo 5940. Ayer me llegaron y estoy por empezar las pruebas. Los led RGB todavía no salieron de china (jeje), pero hasta que lleguen tengo tiempo de sobra para hacer las primeras pruebas de los TLC.

El TLC5940 puede entregar mucha corriente por salida. Hasta 120mA. Seguramente sea excesivo para la mayoría de los LEDs RGB usados en pantallas, pero si el precio no se dispara debido a eso, es mas fácil usarlo con pocos mA y listo!(mediante su resistencia de calibración).

Por lo que me comentas y estuve viendo lo de procesar señales VGA no es nada simple. Creo que en principio podría suponer que la informacion está almacenada en forma digital en una memoria, quizá ya extraidos los frames.

No es sencillo debido a las velocidades que se manejan.
Si hacemos unos cálculos básicos, nos daremos cuenta enseguida de que el tráfico de datos es muy alto. Si elegimos una resolución que podría considerarse hoy en día hasta obsoleta en una PC: 640x480 pixeles, a una tasa nominal de 60Hz, en digamos 16 bits(2 bytes) de profundidad de color por pixel(ni hablemos de 24 o 32 siquiera), haciendo las cuentitas y sin tener en cuenta los front y back porchs de los barridos horizontal y vertical, tenemos nada mas que de datos útiles por segundo:
2 * 640 * 480 * 60 Bytes/s = 36864000 B/s > 35 MBytes/s.

O bien directamente vemos en Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Video_Graphics_Array que la velocidad de un controlador VGA es de 25.175 Mhz, y consideramos que en cada clock debe ser capaz de adquirir 16bits en nuestro caso, tenemos un ancho de banda absoluto de más de 50MB/s.

Si utilizaramos conversores AD para digitalizar la información, deberían ser de al menos 25MSPS (Mega Samples Per Second) para poder obtener toda la información gráfica de una señal de las características propuestas. Claro que ni los conversores  de los PIC32, que alcanzan poco más del MSPS llegarían a lograr procesar toda la información. Mucha se perdería o promediaría(dependiendo del tipo de conversor ADC).
Creo que si exíste, no hay que ponerse a lidiar con ello. Incluso vendían por ebay placas PCI (conexión interna) o bien módulos independientes(por Ethernet/VGA) que directamente recibían la trama desde un soft de PC que lo único que hace es capturar toda/parte de la pantalla y enviarla. Es lo más sencillo y es lo que suelo hacer yo también. Un soft sencillo selecciona la/las partes de la pantalla a capturar, y dicha información se envía digitalmente a un receptor que la distribuirá entre los controladores "zonales' de la pantalla. Volviendo al tema de estos dispositivos que vi que venden por ebay, muchos ya vienen listos para conectarle los controladores zonales mediante un protocolo que puede o bien ser propio del vendedor, o bien alguno más popularizado en este tipo de productos.


Lo cual me lleva a enunciar nuevas preguntas. Cuales son los tipos de memorías que podrían funcionar (dado el flujo de informacion requerida) para una aplicacion de este tipo? quizá la memoria no sea el cuello de botella y la pregunta no tenga sentido, pero desconozco esta parte (como casi todo, ja) Algún documento de como se almacena un video en algún formato simple en memoria y como extraer los frames?

Eso dependerá mucho de la resolución de pantalla que pienses hacer. Una controlador de memoria SD puede transferir varios MB/s de información utilizando protocolo SPI, y bastante más utilizando el protocolo SD. Si bien AVI es un contenedor de video y no un formato de video en si, los formatos que menos procesado requieren(sin compresión) suelen contenerse en archivos AVI. Esos son los que pueden resultar más interesantes porque si bien el tamaño del archivo es grande en comparacion a otros formatos, es menor el procesado requerido para poder utilizar su información gráfica contenida.
Si es para meros experimentos, debe haber alguna aplicación dando vueltas en la web que pueda tomar un video y extraer/guardar la información grafica RAW. No es muy complejo tampoco hacer una aplicación de PC que convierta los frames de un video a un formato propio, que sirva directamente para el propósito.

Saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Suky en 05 de Octubre de 2012, 12:27:19
Lo cual me lleva a enunciar nuevas preguntas. Cuales son los tipos de memorías que podrían funcionar (dado el flujo de informacion requerida) para una aplicacion de este tipo? quizá la memoria no sea el cuello de botella y la pregunta no tenga sentido, pero desconozco esta parte (como casi todo, ja) Algún documento de como se almacena un video en algún formato simple en memoria y como extraer los frames?

Eso dependerá mucho de la resolución de pantalla que pienses hacer. Una controlador de memoria SD puede transferir varios MB/s de información utilizando protocolo SPI, y bastante más utilizando el protocolo SD. Si bien AVI es un contenedor de video y no un formato de video en si, los formatos que menos procesado requieren(sin compresión) suelen contenerse en archivos AVI. Esos son los que pueden resultar más interesantes porque si bien el tamaño del archivo es grande en comparacion a otros formatos, es menor el procesado requerido para poder utilizar su información gráfica contenida.
Si es para meros experimentos, debe haber alguna aplicación dando vueltas en la web que pueda tomar un video y extraer/guardar la información grafica RAW. No es muy complejo tampoco hacer una aplicación de PC que convierta los frames de un video a un formato propio, que sirva directamente para el propósito.

Cuando realice el reproductor AVI con PIC32 utilice el programa ffmpeg (http://ffmpeg.org/) que permite transformar a AVI un vídeo especificando el fps, el tamaño (QQVGA por ej.), el formato de RGB del pixel, etc. que en ese caso era muy útil. Seguramente hay otros similares.

En ese caso utilice un LCD TFT el cual tiene un controlador que dibuja sobre la pantalla y ya estaba muy ajustado en tiempos. A lo que voy es que, el programa lo único que hace es cargar la RAM del LCD. Pensar en que en lugar de eso debe "dibujar" sobre los led RGB me parece que va a ser complicado  :tongue: Entonces SPI se quedaría corto, puede ser protocolo SD o utilizar una memoria Flash paralela.

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 05 de Octubre de 2012, 13:30:53
Creo que si exíste, no hay que ponerse a lidiar con ello. Incluso vendían por ebay placas PCI (conexión interna) o bien módulos independientes(por Ethernet/VGA) que directamente recibían la trama desde un soft de PC que lo único que hace es capturar toda/parte de la pantalla y enviarla.

Mientras proceso el resto de la informacion, bajo que nombre vienen esos módulos? Estoy buscando en bay y no encuentro nada...

SAludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 05 de Octubre de 2012, 14:36:30
Yo tampoco estoy encontrando nada! Hace varios años que no las busco! Creo que había llegado a ellas a traves de un par de integrados drivers de corriente contínua chinos, utilizados en este tipo de carteles. Si encuentro te aviso!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 07 de Octubre de 2012, 19:00:50
Mientras tanto una consulta más, si la corriente máxima del TLC por salida es 120mA y quiero hacer un cartel monocromo de 7 filas no podría?? por que cuando esté la fila completa encendida por el TLC pasarán 140mA. Estoy pensando mal???? Y si coloco uln's, no estaría perdiendo el control de corriente?

Saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Suky en 07 de Octubre de 2012, 20:25:55
Como sería el esquema de implementación? Estarías multiplexando? Porque en ese caso el TLC controlarían las columnas para que el PWM fuera para cada led individual y no para toda la fila.


Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 07 de Octubre de 2012, 22:40:20
Seguramente estará multiplexada la matriz, como Suky menciona. En ese caso cada salida controlaría sólo un LED a la vez. La corriente que circula se regula con una resistencia de precisión.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 07 de Octubre de 2012, 22:58:57
Ah, entiendo. Yo pensaba manejar las filas con 1 salida para cada una. Pero es cierto que si son muchas filas hay que multiplexar, en cuyo caso solo hay un led por vez encendido... Bueno, esto complica más aún los tiempos imagino...

saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Suky en 07 de Octubre de 2012, 23:24:45
Ah, entiendo. Yo pensaba manejar las filas con 1 salida para cada una. Pero es cierto que si son muchas filas hay que multiplexar, en cuyo caso solo hay un led por vez encendido... Bueno, esto complica más aún los tiempos imagino...

saludos

Un cartel monocromático se suele refrescar a mínimo 60 Hz, por lo que si son 7 filas, cada fila esta encendida ~ 2.4ms. Si usaras un TLC a su máxima capacidad, deberías de generar un GCLK de 1/(2.4ms/4096)~1.72MHz. Y tienes los 2.4ms para enviar todos los bytes necesarios según la cantidad de TLCs en cadena. Igualmente hay que tener en cuenta que ya el led trabaja con un PWM de 60Hz, con ciclo de trabajo máximo de 14%  :tongue:


Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 08 de Octubre de 2012, 00:06:34
Ah, entiendo. Yo pensaba manejar las filas con 1 salida para cada una. Pero es cierto que si son muchas filas hay que multiplexar, en cuyo caso solo hay un led por vez encendido... Bueno, esto complica más aún los tiempos imagino...

saludos

La cantidad de datos que hay que enviar es constante. Multiplexes o no, el ancho de banda total necesario permanece constante. Si querés, podés optar por no multiplexar. Algunas empresas hacen matrices sin multiplexación. Si no multiplexás, hay que poner mucho más has hardware, pero ganás en brillo (100% de duty máximo). Si multiplexás, te ahorras hardware y sacrificás brillo( 100/cantidad de filas % de duty máximo).
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 08 de Octubre de 2012, 12:38:15
Claro, cuando decía que se complicaban más los tiempos es por que suponía que al multiplexar debería refrescar la pantalla muchas más veces por segundo para no perder brillo. Esto es así? O sea, para 7 filas el duty ya es de 14% y eso no lo puedo cambiar, pero si pinto más imagenes por segundo.... no, es lo mismo, refresque a lo que refresque siempre va a estar el 14% del tiempo encendido y el resto apagado, aunque quizás halla algún efecto como de persistencia que me haga ganar brillo pintando más rápido?

Saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Suky en 08 de Octubre de 2012, 13:04:17
Claro, cuando decía que se complicaban más los tiempos es por que suponía que al multiplexar debería refrescar la pantalla muchas más veces por segundo para no perder brillo. Esto es así? O sea, para 7 filas el duty ya es de 14% y eso no lo puedo cambiar, pero si pinto más imagenes por segundo.... no, es lo mismo, refresque a lo que refresque siempre va a estar el 14% del tiempo encendido y el resto apagado, aunque quizás halla algún efecto como de persistencia que me haga ganar brillo pintando más rápido?

Saludos

El ciclo de trabajo va a ser el mismo, sea cual fuere la frecuencia de refresco de la pantalla. Después al aumentar la frecuencia no se nota cambio en el brillo de los leds, hice la prueba (imagen de izq. a der., 60Hz, 120Hz, 240Hz), pero al aumentar la frecuencia se disminuye el tiempo que tienes para cargar los datos a cada fila y te quita tiempo para hacer otras cosas.

(http://imageshack.us/a/img31/9215/ledsi.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/31/ledsi.jpg/)

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 08 de Octubre de 2012, 13:19:51
Personalmente, las matrices que hice y hago siempre están encima de los 100Hz. Idealmente arriba de los 200. Si bien a 60Hz es prácticamente imperceptible para el humano, hay cámaras donde la imágen del cartel puede grabarse mal si la velocidad de refresco es baja.

Lo que se suele hacer como remedio parcial para el problema del duty, es incrementar la potencia con que se aplica a los LEDs. Esto hace que el LED brille más, y como en este caso el LED trabaja 1/7 partes de segundo, en teoria se le da suficiente tiempo para que enfríe y no se destruya. Claro que en este caso el LED se sacrifica menos si los intervalos de encendido son menores(más Hz), hay que estar seguro que de ninguna manera una fila va a quedar permanentemente encendida (utilizando watchdog timer que resetee el uC por ejemplo en caso de que el código falle) y seguramente perdamos parte de la vida útil ideal de los LEDs.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 08 de Octubre de 2012, 13:41:43
El ciclo de trabajo va a ser el mismo, sea cual fuere la frecuencia de refresco de la pantalla. Después al aumentar la frecuencia no se nota cambio en el brillo de los leds, hice la prueba (imagen de izq. a der., 60Hz, 120Hz, 240Hz), pero al aumentar la frecuencia se disminuye el tiempo que tienes para cargar los datos a cada fila y te quita tiempo para hacer otras cosas.
Saludos!

Está bien, si esta probado, está probado... no mejora el brillo con la frecuencia de refresco...

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 08 de Octubre de 2012, 14:05:14
Personalmente, las matrices que hice y hago siempre están encima de los 100Hz. Idealmente arriba de los 200. Si bien a 60Hz es prácticamente imperceptible para el humano, hay cámaras donde la imágen del cartel puede grabarse mal si la velocidad de refresco es baja.

En algún lugar había leido que había que estar arriba de los 200Hz

Lo que se suele hacer como remedio parcial para el problema del duty, es incrementar la potencia con que se aplica a los LEDs. Esto hace que el LED brille más, y como en este caso el LED trabaja 1/7 partes de segundo, en teoria se le da suficiente tiempo para que enfríe y no se destruya. Claro que en este caso el LED se sacrifica menos si los intervalos de encendido son menores(más Hz), hay que estar seguro que de ninguna manera una fila va a quedar permanentemente encendida (utilizando watchdog timer que resetee el uC por ejemplo en caso de que el código falle) y seguramente perdamos parte de la vida útil ideal de los LEDs.

Saludos.

Entiendo, esta forma.

Seguiré leyendo e investigando.

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 08 de Octubre de 2012, 15:13:22
Bueno, estuve investigando un poco como lo hacen los profesionales, costos, precios, etc.

Cartel en argentina (http://www.editores.com/Page6.html)
Este vende y alquila carteles, entrada ethernet (ya vi que es el standar). Tiene mal los datos técnicos, ese panel tiene 16x16 pixel aunque tenga 32x32 led's (cada pixel se forma con 4 led, 2 rojos ya que a igual precio el led rojo ilumina menos, 1 verde 1 azul). Pitch 21mm. Cantidad de led 1024.

En cuanto al tipo de led que se usan hay de todo, desde los 5050 SMD (los que compre para algunas pruebitas), pasando por los de 5mm y llegando a 1W por color y 3 led por pixel. Suponía que los superficiales no se usaban, pero aqui hay uno que parece que si los usa:
Otro cartel argentina (http://www.dinalight.com/index.php?pagina=productos&producto_id=59#indoor)

En cuanto a formas de armar un cartel y manejo con la PC aquí hay un claro ejemplo:

Cartel Chino (http://www.huahai-led.com/products_detail/&productId=c193a77c-20f5-44ba-96b3-15bfcd2d856b&comp_stats=comp-FrontProducts_list01-1319600285651.html)

En resumen, los módulos típicos son de 16x16 pixel, los gabinetes suelen venir en una resolucion de 640x480 y luego uniendo gabinetes se consigue el cartel final. La entrada es ethernet y en la pc 2 placas, conversor VGA a DVI y DVI a ethernet (serán estos conversores: http://www.ebay.com/sch/i.html?_trksid=p5197.m570.l1313&_nkw=dvi+to+ethernet&_sacat=0&_from=R40)
La separacion para cada módulo evidentemente debe ser por software, no conozco el standar DVI pero supongo debe ser digital en vez de analógico, con lo que se ahorraría bastante proceso.

Bueno, seguiré investigando....
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 09 de Octubre de 2012, 23:17:40
Excelente AN de maxim con el diseño de un display gigante: AN Maxim (http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4208).
El problema en este caso es que cada 6974 cuesta USD10, si necesita 9660 tendríamos USD96000 solo en led driver, ja, una locura. Por TI encontré el TLC5947 con 24 canales como el 6974 pero a USD2,00... tiene otro color.

Un tema con la resolucion de los carteles.
Por lo que veo en en el mejor de los caso se fabrica módulos P10 (10mm de pitch, distancia entre pixel) si quiero representar una resolucion VGA, 640x480 necesitaría un cartel de 6,4mts x 4,8mts lo que da 24mts cuadrados. Ahora, por ejemplo en mercadolibre tenemos esta http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-430870392-pantalla-de-led-pitch-10mm-outdoor-4x3-m-_JM que estimo debe ser de una resolucion de 320x240. Y por lo que estoy viendo en pantallas comerciales, ninguna supera los 320x240.

Otra cosa interesante del AN de maxim es esta interfaz: TFP401A es una interfaz para dcodificar DVI con muetra gratis y con valor de USD4,00.

Bue, ya estoy empezando a ajustar la punteia con la busqueda de material. Ya iré agregando info...

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: jeremylf en 10 de Octubre de 2012, 01:15:31
Que pasión, siempre leo por aqui, me interesa mucho.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 10 de Octubre de 2012, 03:22:57
Que pasión, siempre leo por aqui, me interesa mucho.

Gracias Jeremy.


El P10(Pitch 10mm) es de lo mejor que se puede conseguir (claro que todo está en qué resolución necesitamos, brillo y a qué distancia promedio debería poder verse bien). Lo que hace buena o mala una pantalla, suelen ser, inicialmente las siguientes características(hablemos siempre de paneles rígidos, ya que hay muchas pantallas de otro tipos, como de tipo cortina):

Pitch: Distancia entre pixeles, expresada en mm. P10, P16, P20, P25, etc.. Menor Pitch nos da más densidad de píxeles por unidad de superficie.
Resolución: Cantidad de filas y columnas que conforman a la pantalla. A mayor resolución, mayor información gráfica simultáneamente podremos mostrar.
Multiplexación: Esta suele venir expresada sencillamente como 1:1, 1:2, 1:4, 1:8 y hasta 1:16. A menor divisor, mejor la pantalla, ya que seguro obtendremos más brillo. 1:1 significa que no hay multiplexación.Cada pixel es comandado directamente con un driver asignado. 1:2 significa que se multiplexan las filas de a dos. El duty aquí entonces es del 50% máximo por fila. Teniendo la mísma pantalla, tendríamos la mitad de brillo que con una pantalla que sea 1:1. Las pantallas más comunes suelen ser 1:8 o 1:4.
Brillo: Expresado generalmente en lúmenes por metro cuadrado. Cuanto más lúmenes tenga, mejor será.
Frecuencia de refesco: Expresada en Hz, a mayor frecuencia, se evita todo posible flickering.
Profundidad de color: Expresada en bits. Por lo general suelen ser de 8, 10 o 12 bits por color. En 8 bits nos da una pantalla de 16.7Millones de colores posibles por píxel.
Configuración de píxel: Hay pantallas que conforman cada pixel mediante 1 LED rojo, uno verde y otro azul: esta configuración se abrevia como R1G1B1. Algunas traen un sólo LED RGB por pixel. Otras, pueden traer la configuración R2G1B1. Esta configuración es la correcta para poder utilizar virtual pixel (claro que el hardware también tiene que soportarlo). Explicaré el Virtual Pixel más adelante de este post.
Refrigeración: Aunque suene increíble, las pantallas, especialmente las de exterior, suelen estar construidas herméticamente, y la temperatura que se genera por el calor disipado de los LEDs y la electrónica, puede acortar drásticamente la vida útil de los LEDs, lo que genera altos gastos de mantenimiento ya que suelen quemarse regularmente pixeles aleatoriamente. Es por ello que algunas pantallas suelen tener incorporado un sistema de enfriado mediante aire acondicionado que hace circular aire frio por delante y por detrás de los paneles, para mantener la temperatura en rangos de trabajo adecuados.
Conectividad:La mayoría de las pantallas suelen traer, como he mencionado anteriormente, conexión VGA y/o Ethernet. Algunas pueden tener puerto DVI, HDMI, y otros.
Otros: Si es apta para exterior, modularizable para transportar/armar/desarmar rápidamente, peso, profundidad del panel, etc...

Una vez dicho esto, sigamos:

Virtual Pixel:

Vamos con una pantalla práctica. Supongamos que voy a diseñar una pantalla con la siguientes características:
Pitch:P10
Resolución:128x128px
Multiplexación:1:4
Configuración de píxel:R1G1B1
Frecuenca de refresco: > 400Hz
Profundidad de color:24bpp(bits per pixel, 8 bits por canal RGB)

Para esta pantalla vamos a necesitar entonces un total de 128 x 128 x 3 = 49152 LEDs.

Este es el caso más normal. Ahora, qué pasaría si agregamos 1 LED rojo más por pixel, teniendo ahora una configuración de pixel R2G1B1?

Bueno, vamos a necesitar, desde el punto de vista del hardware, evidentemente más LEDs y drivers para controlarlo. Efectivamente, necesitaremos un 33% de hardware adicional. Pero no todo es malo. Hasta acá no hemos ganado nada, sino que mas bien hemos perdido. Pero esta configuración y este hardware adicional, pueden traernos una gran ventaja:

podemos aprovechar esta nueva configuración de pixel, y generar nuevos píxeles "intermedios"(o sencillamente "virtuales"). Una imágen vale más que mil palabra dicen:

(http://www.led-displays-china.com/UploadFile/eWebFiles/2010-03-08-10-13-23.jpg)


Como se puede apreciar en la imágen, vamos a poder generar hasta el doble de píxeles en ancho, y el doble en alto...Esto nos da entonces que nuestra pantalla que originalmente era de 128 x 128, puede comportarse ahora como una de 255 x 255. Es decir, que hemos gastado un 33% más en hardware(todavía no he mencionado los costos del software y ancho de banda) pero hemos multiplicado la resolución al casi 400%. Nada mal, no?


Ahora veamos rápidamente las principales pros y cons de Virtual Pixel:

Positivo:

Negativo:

Si no conocías el concepto de Virtual Pixel, puede que esto te saque el sueño... :D a mí me lo sacó hace unos años...

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 10 de Octubre de 2012, 17:18:08
Al principio, debo reconocer que no me intersaba mucho el tema, lo leí y lo re leí, pero no le veía mucho el valor... Hasta que caí, se vincula con el tema de las resoluciones, ya que con un cartel pequeño puedo tener una resolucion tremenda... Ahora no me imagino si el pixel se forma por hardware, o software para combinar los 9 led para formar 4 pixeles... ya lo iremos desentrañando...

Otra buena noticia: TLC5947!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Con los 5940 estaba renegando para conseguir que el uC me genere la señal de clok para el pwm, la cual debía ser lo más alta posible. El 5947 ya trae el oscilador del PWM incorporado.... ni hablar de que es de 24 salidas con lo que permite 8 led rgb directos o 6 RRGB!!!!!.

Seguramente armaré una pequeña matriz con este IC para hacer pruebas. Ya no encuentro mejores, el otro, el de maxim es muy parecido a este pero mucho más caro....

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 10 de Octubre de 2012, 19:27:47
Al principio, debo reconocer que no me intersaba mucho el tema, lo leí y lo re leí, pero no le veía mucho el valor... Hasta que caí, se vincula con el tema de las resoluciones, ya que con un cartel pequeño puedo tener una resolucion tremenda... Ahora no me imagino si el pixel se forma por hardware, o software para combinar los 9 led para formar 4 pixeles... ya lo iremos desentrañando...

Claro que sí. El pixel se forma por hardware, utilizando los LEDs "intermedios", y el software tiene que claro comandar correctamente y ahora realizar 4 refrescos en grupos de pixeles distintos para poder armarlos.

Otra buena noticia: TLC5947!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Con los 5940 estaba renegando para conseguir que el uC me genere la señal de clok para el pwm, la cual debía ser lo más alta posible. El 5947 ya trae el oscilador del PWM incorporado.... ni hablar de que es de 24 salidas con lo que permite 8 led rgb directos o 6 RRGB!!!!!.

Sea que pienses usar un PIC32 o un ARM, cualquiera te puede generar sin problemas por hardware un PWM digital de 1bit o 1.5bit de profundidad a alta velocidad. CREO que un 18F4550 podía generar, a lo sumo, un PWM de 4Mhz(12Mhz/3). Lo probé y hasta vi en el osciloscopio pero ahora no recuerdo bien. Un LPC1114 puede generar un PWM de 25Mhz máximo. En cualquier caso lo dejás corriendo, y si configuras el TLC para que autogenere el pulso de XBLANK, podés desligarte prácticamente por completo del problema. Personalmente estoy utilizando LPC1343 con 24Mhz de clock. El máximo de este micro es de 36Mhz, pero excede las características máximas de 33Mhz de clock permitido por el driver TLC.

Saludos.

P.D. En poco más de media hora salgo a reunirme en San Nicolás! No se si vas, pero si vas nos vemos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 11 de Octubre de 2012, 23:05:02
Bruno, sigo agradeciéndote por toda la info. La reunión fue bastante productiva, aunque devo reconocer que en esta primer oportunidad estaba conociéndolos y adaptandome. La próxima seguro estaré mas suelto.
Con la explicación del virtual pixel ya no hay dudas.
Ya tengo una idea bien clara de tamaño de módulo, driver a usar y configuracion de led (seguramente 2R1G1B).
Si quisiera empezar a esbosar un diseño de un módulo (sin pensar demasiado en la escalabilidad, teniéndola en cuenta, pero no tratando de resolver todo de entrada) y abusando un poco de tu paciencia y sabiduría queria ver si me podrías orientar con los LVDS. Entiendo que la comunicacion entre módulos y con una Central sería por medio de pares diferenciales. En este momento estoy centrando mis estudios en esa parte, si pudieras escribir unas liíneas al respecto me sería de mucha ayuda como guía.

Por ahora muchas gracias!
Saludos
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 13 de Octubre de 2012, 15:52:36
Hola!

Gracias por ir a la reunión "zonal". La hemos pasado muy bien.

Se suele usar pares diferenciales para transmitir la información del controlador principal a los controladores de "zonas" o módulos. LVDS sería la versión de par diferencial, pero de bajo voltaje. No sé si te va a servir LVDS, ya que si bien suelen ser muy rápidos, tienen la desventaja que no sirven para grandes distancias.
MAXIM ofrece una gama de productos muy buena para comunicación mediante par diferencial. Hay integrados que manejan tasas de hasta 40Mbps.

Como te mencionaba, el controlador principal debería poder transmitir información en simultáneo mediante varios grupos de pares diferenciales, cada grupo con varios receptores que comparten el bus, y se encargan de su respectiva zona del panel. Los FPGA suelen traer muchisimas salidas de pares diferenciales, que sumado a su alta velocidad de trabajo, los hace especialmente interesantes para ser utilizados como controladores principales.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 15 de Octubre de 2012, 19:28:26
Una consulta existencial, vean este módulo(ver la segunda imagen de la publicación)

Módulo en mercadolibre (http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-434290547-pantalla-de-led-prontoled-outdoor-full-color-pitch12-mm-real-_JM)

Ese módulo es 1R1G1B y tiene una resolucion de 16x16 pixel. Aquí (http://www.cltchina.com/ProductView.asp?ID=28&ProSortID=1) el proveedor.
En la foto de la parte trasera hay 24 circuitos intgrados en la perisferia.... como controlan estos chinos ese módulo? Por lo que hablé con otro proveedor, se venden los gabinetes completos (5x5 = 25 módulos), por lo que cada gabinete tiene una resolucion de 80x80 pixeles, lo cuál no parece ser una cantidad complicada de manejar de forma local. Probablemente dividan (como me sugeriste Bruno) cada gabinete con su controlador (que no debe ser muy grande) y luego si, un procesador central....

En fin, como controlarán el módulo? por qué tantos integrados?
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: Suky en 15 de Octubre de 2012, 20:17:20
Una consulta existencial, vean este módulo(ver la segunda imagen de la publicación)

Módulo en mercadolibre (http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-434290547-pantalla-de-led-prontoled-outdoor-full-color-pitch12-mm-real-_JM)

Ese módulo es 1R1G1B y tiene una resolucion de 16x16 pixel. Aquí (http://www.cltchina.com/ProductView.asp?ID=28&ProSortID=1) el proveedor.
En la foto de la parte trasera hay 24 circuitos intgrados en la perisferia.... como controlan estos chinos ese módulo? Por lo que hablé con otro proveedor, se venden los gabinetes completos (5x5 = 25 módulos), por lo que cada gabinete tiene una resolucion de 80x80 pixeles, lo cuál no parece ser una cantidad complicada de manejar de forma local. Probablemente dividan (como me sugeriste Bruno) cada gabinete con su controlador (que no debe ser muy grande) y luego si, un procesador central....

En fin, como controlarán el módulo? por qué tantos integrados?


Por aquí NANO muestra un equipo del estilo: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=35800.0 y aquí indica que tiene cada módulo: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=35800.msg298385#msg298385
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 15 de Octubre de 2012, 20:28:21
Una consulta existencial, vean este módulo(ver la segunda imagen de la publicación)

Módulo en mercadolibre (http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-434290547-pantalla-de-led-prontoled-outdoor-full-color-pitch12-mm-real-_JM)

Ese módulo es 1R1G1B y tiene una resolucion de 16x16 pixel. Aquí (http://www.cltchina.com/ProductView.asp?ID=28&ProSortID=1) el proveedor.
En la foto de la parte trasera hay 24 circuitos intgrados en la perisferia.... como controlan estos chinos ese módulo? Por lo que hablé con otro proveedor, se venden los gabinetes completos (5x5 = 25 módulos), por lo que cada gabinete tiene una resolucion de 80x80 pixeles, lo cuál no parece ser una cantidad complicada de manejar de forma local. Probablemente dividan (como me sugeriste Bruno) cada gabinete con su controlador (que no debe ser muy grande) y luego si, un procesador central....

En fin, como controlarán el módulo? por qué tantos integrados?


Por aquí NANO muestra un equipo del estilo: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=35800.0 y aquí indica que tiene cada módulo: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=35800.msg298385#msg298385

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA!!!!!!!!!!!!!!, por que no habrá puesto un título más acorde, jaja, jamás lo hubiese encontrado!!!

Gracias, es ese!!!!!!!!!!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 15 de Octubre de 2012, 20:58:43
De todos modos sigue mi duda, ya que esos driver son de 16 salidas, con lo cual con 12 de ellos tenemos 12*16=192 salidas. Si el modulo es de 16x16 tendríamos 16 filas x 48 columnas (3 led para cada pixel).
Evidentemente controlan de otra forma....
Si está la información de cada color, entonces usarían 4 drivers para cada color, lo que nos da 64 salidas. El cartel tiene 16 pixel de ancho lo que nos da que podríamos controlar hasta 4 veces ese ancho... quizá dividan el vertical en 4 y ese módulo de 16x16 en realidad son 4 módulos de 4x16 puestos uno arriba del otro. Con el codificador/decodificador de 2 a 4 lineas podrían elegir con 2 líneas cuál a cuál de los 4 semi-módulos corresponde la info... HA y HB podrían ser dichas líneas de seleccion... De esta forma, se puede conseguir mejores colores ya que no hay cascada de drivers.... me lo estoy imaginando mientras lo escrivo... ya Bruno saldrá a desasnarnos a todos con una explicación más logica del funcionamiento....

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 15 de Octubre de 2012, 23:14:58
Para hacer las cuentas necesitamos saber un par de cosas:

* Cantidad de LEDs por pixel independientes: Si es full color pueden ser 3 o 4, dependiendo de si se usa R1G1B1 o R2G1B1;
En este caso tenemos 3 LEDs por pixel.

* Cantidad de filas y columnas de pixeles por módulo;
En este caso parece ser de 16 x 16 pixeles.

* El duty del panel. En este caso en las características figura como Scan: 1/2. (Es casi lo mejorcito que se puede hacer. Mejor que eso es el 1/1 pero muy alto el costo del hard). Eso significa que los drivers de los LEDs comparten sólo 2 filas, es decir que cada fila del panel va a trabajar hasta un 50% del tiempo.

Ahora, tenemos que ordenar las cosas:
Tenemos 16 filas x 16 columnas de pixeles. Si tenemos 3 LEDs por pixel, nos da que en realidad estamos frente a un módulo de 16 x 48 = 768 LEDs.
Si ahora tenemos en cuenta que el Scan es 1/2, en realidad tendremos, a nivel de refresco, un módulo de conexionado físico de 2 x ( 48 x 8 ) = 2 x 384 columnas.
Si te fijás, seguimos manteniendo la coherencia de la cantidad total de LEDs ya que 16 x 48 = 2 x 384, sólo cambia la forma del multiplexado, y la cantidad de hardware requerido, claro.
Entonces necesitamos controlar sólo 2 filas de potencia(mediante MOSFET seguramente, y puede que repartamos la carga de cada fila entre varios MOSFET que comandarán una sección del "gusanito" para no elevar los costos y requerimientos de disipadores,etc) y 384 columnas que deberán ser manejadas independientemente. Si ahora decimos que cada driver consta de 16 salidas, nos da que necesitamos: 384 / 16 =  24 drivers por módulo. Las cuentas dieron. Para un SCAN 1/2 en 16x16 pixel R1G1B1 necesitamos 24 drivers de 16 salidas c/u.

Si ahora hicieramos un SCAN 1/4 en lugar de 1/2 tendríamos 4 filas REALES en lugar de 2, pero sólo necesitaríamos controlar 192 columnas( o bien 12 integrados de 16 salidas c/u) que es lo que parecería ser el caso de los módulos que muestra NANO en su post. Seguramente sea una pantalla de SCAN 1/4, ya que el módulo también es de 16 x 16 pixeles RGB, la configuración es R1G1B1 y observamos sólo 12 drivers de 16 salidas c/u. En este caso, nos ahorramos la mitad de los drivers, pero sacrificamos la mitad del brillo.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 15 de Octubre de 2012, 23:53:21
Agrego una imágen que hice de un posible conexionado del módulo de 16x16 pixeles con configuración R1G1B1 y Scan 1:2.

Esta conexión serviría asumiendo que los transistores que comandan cada fila puedan manejar la potencia requerida. Sino la carga se deberá repartir en varios transistores por fila, pero no afecta en nada al multiplexado. Es un mero cambio en el circuito eléctrico.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 16 de Octubre de 2012, 09:11:40
Perfecto, bue, en alguna que otra cosita le pegué bien, je.

Confirmado lo del scan 1/2 en el módulo  (http://www.cltchina.com/ProductView.asp?ID=28&ProSortID=1)que a mí me interesa.

Ahora, en cada gabinete hay 25 módulos que deben ser manejados desde el gabinete central. Si son 25 módulos sería como tener una matriz de 2 filas por 384*25=9600 LED. Si hay tres señales de datos (una para los led rojos, otra para los verdes y otra para los azules) cada "cable" debe conducir 9600/3 = 3200 "datos" para llenar un gabinete completo. Si cada "dato" está compuesto por 14bits (en las características dice "Color processing: 14bit, Display color: 4.4 trillion" estaríamos hablando de 3200*14 = 44800 bits para cada frame. En las características del panel dice: Refresh frequency: ≥ 2000Hz, Frame rate: ≥ 60Hz. El Refresh frequency sería la frecuencia del PWM de cada led? en el caso del frame rate de 60Hz nos daría que debemos enviarle 44800bits * 60 1/seg = 2,68Mbps desde la central hacia cada gabinete? o en realidad el doble, ya que primero irían los 44800 bits de una fila y luego los de la otra fila lo que nos daría 5,37Mbps....

Saqué bien las cuentas? El hecho de que dividan las señales una para cada color aumenta el cableado, pero baja muchísimo el ancho de banda requerido...

Saludos y gracias por seguir aportando Bruno!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 16 de Octubre de 2012, 10:51:00
Perfecto, bue, en alguna que otra cosita le pegué bien, je.

Confirmado lo del scan 1/2 en el módulo  (http://www.cltchina.com/ProductView.asp?ID=28&ProSortID=1)que a mí me interesa.

Ahora, en cada gabinete hay 25 módulos que deben ser manejados desde el gabinete central. Si son 25 módulos sería como tener una matriz de 2 filas por 384*25=9600 LED. Si hay tres señales de datos (una para los led rojos, otra para los verdes y otra para los azules) cada "cable" debe conducir 9600/3 = 3200 "datos" para llenar un gabinete completo. Si cada "dato" está compuesto por 14bits (en las características dice "Color processing: 14bit, Display color: 4.4 trillion" estaríamos hablando de 3200*14 = 44800 bits para cada frame. En las características del panel dice: Refresh frequency: ≥ 2000Hz, Frame rate: ≥ 60Hz. El Refresh frequency sería la frecuencia del PWM de cada led?

Sí. Esa sería la frecuencia de trabajo del PWM de los LEDs.

en el caso del frame rate de 60Hz nos daría que debemos enviarle 44800bits * 60 1/seg = 2,68Mbps desde la central hacia cada gabinete? o en realidad el doble, ya que primero irían los 44800 bits de una fila y luego los de la otra fila lo que nos daría 5,37Mbps....

Por fila, por color sí 2,68Mbps.

Saqué bien las cuentas? El hecho de que dividan las señales una para cada color aumenta el cableado, pero baja muchísimo el ancho de banda requerido...

Sí. Todos los LEDs sean R,G o B necesitan del mísmo ancho de banda. Entonces asumamos que un panel de 25 módulos de 16 x 16 pixeles R1G1B1 c/u nos da un total de 19200 LEDs por panel. Si ahora sabemos que cada LED tiene 14 bits de resolución de PWM y nos garantizan un mínimo de 60Hz de refresco de imágen, tenemos: 19200 x 14 x 60 bps = 16,128 Mbps total por panel. Si querés saber el tráfico por color, dividimos por 3 = 5,376 Mbps.

El cableado se incrementa levemente, siempre y cuando el controlador que llene los datos este relativamente cerca de las cascadas de drivers de los LEDs. Ese ancho de banda es válido siempre y cuando los drivers puedan generar el PWM por sí mísmos. Sino el ancho de banda requerido se eleva de manera descomunal. Viendo la frecuencia de refresco superior a 2000Hz y los 14bits de profundidad de color que promocionan, debemos asumir que estamos ante drivers que poseen generación propia de grises.

Este diseño requeriría de 3 buses independientes de datos para llenar los módulos. Esto hace que si pensás usar un uC para controlar cada panel, necesites un uC con 3 módulos SPI al menos, ya que hacerlo por software no sé si sería potable debido a la alta frecuencia requerida de cada bus( > 5Mhz). Si usás FPGA claro que cualquier FPGA hasta los más pequeños seguramente puedan cumplir con la tarea sin problema.

Tené en cuenta que si pensás usar LPC1114 como controlador principal, y enviarle los datos mediante un sólo par diferencial, el LPC1114 tiene un baudrate máximo de la UART de 3,125 Mbps. Por lo que estarías muy lejos de lo que necesitás para un panel de este tipo. Los PIC32 aceptan baudrates de hasta 20Mbps si no me equivoco. Todo depende de cómo pienses diseñar el hardware y la división de tareas.

Con respecto a que se ven varias fuentes de alimentación por gabinete, haciendo cuentas rápidas y asumiendo que cada LED consume 20mA máximo, pero trabaja 1/2 del tiempo total, tenemos que el RMS es de 10mA por LED. Si en cada gabinete dijimos que teníamos 16 x 16 x 3 x 25 LEDs = 19200 LEDs, nos da un consumo por gabinete de 192 Amperes. Esto sin tener en cuenta el consumo adicional de los drivers y resto de la electrónica.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 16 de Octubre de 2012, 11:49:45
Bien, ahora sí creo que ya tengo la primer parte bien entendida y lista para avanzar.... o no...
Ahora la desición final pasa por el factor económico, le ganamos a los chinos en argentina o no?
Estoy esperando unas cotizaciones de esos módulos y de las distintas partes para poner un display gigante en marcha, en funcion de eso y una estimacion de costos de la produccion local definirán seguir avanzando o no...
Ya publicaré los resultados...

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 17 de Octubre de 2012, 08:32:55
Bueno, aquí esta la cotización de un display de 4x3mts, formado por 12 módulos.

(http://imageshack.us/a/img194/4056/ph10c.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/194/ph10c.jpg/)

A ese costo hay que agregarle un 70% para ingresarlo al país. Eso está formado por, flete, IVA, IVA adicional, Ganancias, IIBB, Nacionalizacion, Estadística, manejo de documentacion..... Por supuesto que al venderlo recuperamos el IVA y a fin de año recuperamos Ganancias, pero bueno, hay que pagarlo para que entre. De ese 70% un 40% son impuestos recuperables.

Si alguien se anima a aportar para el cálculo de costos no me onojo...

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 20 de Octubre de 2012, 19:29:15
Hola Leo,

Faltarían datos de la pantalla como para poder decidir mejor. El scan es 1:2? Soporta virtual pixel? brillo/m2?

Habría que ver qué LEDs se consiguen en Argentina, sea comprando o importando, y a qué precio. Estamos ante una pantalla de mínimo 360k LEDs. A primera vista te digo que me resulta muy dificil de creer poder competir con ese precio que te han presupuestado. Estamos hablando de una pantalla por 400x300px (asumiendo que no soporta virtual pixel, sino sería 800x600) por 15k dólar. Me parece prácticamente imposible competir contra eso, pero habrá que sacar las cuentas bien para estar seguros.

Saludos.
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: elgarbe en 20 de Octubre de 2012, 20:01:53
En este caso el P10 es 1/4 scan, el brillo es de 6000NIT no soporta virtual pixel.

Mi proveedor chino de led me cotizó USD44/1000pcs los led que supuestamente se usan para esos paneles. por lo que si son 96x96x3x12 = 330.000 led estamos hablando de USD14520 solo en led.... jajaja...
En principio estimo que se deben usar led's de menor calidad (siempre me pasa con este chino que lo que el considera "justo" a mi me parece sobrado). no obstante aunque baje a USD30/1000 (tengo led de ese precio y me parece más que suficinte) tendríamos USD9900 con lo que no queda margen para el resto....
Con el tipo de cambio se pone un poco mejor ya que no es lo mismo inresar USD15K de un producto terminado que USD10 de materia prima. Paga mucho más el producto terminado.... pero igual, esta muy justo... aunque quede resuelto el problema de la transmision de datos de forma "económica" despues etsá todo el tema de gabinetes, fuentes, plasticos, etc.... quizá con mucho viento a favor puede quedar un producto mas o menos cerca del precio chino pero la inversion inicial en matricería y maquinarias es muy alta....

Bueno, me conformo con, por lo menos haber entendido como funcionan, como se fabrican y que se usa para cada parte del sistema y estar en condiciones de poder empezar a diseñar uno.... evidentemente no dan los números....

Me tendré que conformar con un POV RGB entonces como proyecto....

Saludos!
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: BrunoF en 20 de Octubre de 2012, 20:22:10
Bueno, me conformo con, por lo menos haber entendido como funcionan, como se fabrican y que se usa para cada parte del sistema y estar en condiciones de poder empezar a diseñar uno.... evidentemente no dan los números....

Coincido con vos. Creo que podemos resumir la idea de fabricarlos acá como que EN ESTE MOMENTO NO DAN LOS NÚMEROS. Como bien mencionás, es muy alta la inversión inicial, el capital necesario y ni siquiera realmente sé cuánto mercado hay esperando allí afuera.

Me tendré que conformar con un POV RGB entonces como proyecto....

Bueno, no es poco, eh!. Tengo en mente uno de 1280x720 full color... :D
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: tarca en 10 de Agosto de 2013, 11:09:04
Podrian pegar algunos link de paginas confiablesde donde comprar comprar matrices de LED RGB? Gracias
Título: Re: Como funcionan los carteles a LED RGB?
Publicado por: jeremylf en 27 de Abril de 2015, 05:26:47
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Sea que pienses usar un PIC32 o un ARM, cualquiera te puede generar sin problemas por hardware un PWM digital de 1bit o 1.5bit de profundidad a alta velocidad. CREO que un 18F4550 podía generar, a lo sumo, un PWM de 4Mhz(12Mhz/3). Lo probé y hasta vi en el osciloscopio pero ahora no recuerdo bien. Un LPC1114 puede generar un PWM de 25Mhz máximo. En cualquier caso lo dejás corriendo, y si configuras el TLC para que autogenere el pulso de XBLANK, podés desligarte prácticamente por completo del problema. Personalmente estoy utilizando LPC1343 con 24Mhz de clock. El máximo de este micro es de 36Mhz, pero excede las características máximas de 33Mhz de clock permitido por el driver TLC.

Se puede hacer que el TLC5940 autogenere el pulso BLANK?  :?