Система крепления светодиодных модулей, доступных для фронтального обслуживания
SYSTEM FOR MOUNTING LED MODULES ACCESSIBLE FOR FRONT-END MAINTENANCE

Изобретение относится к области электроники, в частности к устройствам отображения информации коллективного пользования, а именно к светодиодным экранам, и касается конструктивного решения соединения единичных светодиодных модулей светодиодного экрана.
Известны многочисленные конструкции кассет (кабинетов) светодиодных экранов в виде прямоугольного параллелепипеда, на лицевой квадратной или прямоугольной стороне которого, вырезаны отверстия для крепления и доступа к светодиодным модулям. Корпус выполнен из тонких листов стали методами резки (вырубание на прессе или резка лазером), прессования/гнутья для придания формы (на гидропрессе), сборки методом сварки и последующих грунтования и окраски. Для доступа к электронному оборудованию внутри кабинета, с его задней стороны обычно сделаны открывающиеся дверки (см.: https://yandex.ru/search/?lr=47&text=кабинет%20светодиодного%20экрана &src=suggest_Pers).
Самый популярный стандартный размер кабинета 96 х 96 см. Встречаются также и другие размеры. Светодиодные модули прикручиваются к лицевой стороне кабинета на винтах. А кабинеты состыковываются друг с другом по боковым сторонам с помощью замков. Таким образом образуется бесшовное светодиодное полотно. Кабинеты бывают лицевого (фронтального) или заднего (тыльного) обслуживания. В каждый кабинет устанавливается система охлаждения пассивного или активного типа.
Преимущество светодиодного экрана кабинетного типа – это удобство сборки/разборки и транспортировки. Из недостатков следует отметить то, что светодиодный экран кабинетного типа характеризуется значительной массой и толщиной. Для крепления кабинетного экрана всегда нужна массивная металлоконструкция. Обслуживать его гораздо неудобнее: чтобы снять светодиодный модуль, нужно всегда откручивать винты.
В настоящее время получила широкое распространение магнитная система крепления светодиодных модулей. Часто светодиодный экран с магнитной системой называют монолитным светодиодным экраном. В таком экране светодиодные модули крепятся к стальной раме при помощи сверхмощных магнитов. Без специального инструмента вынуть светодиодный модуль на магнитах достаточно тяжело (см., например: https://mevy.ru/led-tech/kabinety-magnity-ili-monofix.php).
Главными преимуществами светодиодного экрана с магнитной системой крепления светодиодных модулей являются: меньший вес, более выгодная цена, т.к. не надо платить за кабинеты, удобство обслуживания, отсутствие массивной металлоконструкции для крепежа. Недостаток – более сложный процесс производства.
Магнитные системы крепления светодиодных модулей характеризуются высокой изобретательской активностью. Известны системы, в которых магниты размещаются на раме светодиодного экрана (CN210831321U) или непосредственно на светодиодных модулях (CA3086052A1).
Извлечение отдельного модуля магнитной системы с фасадной стороны осуществляется либо посредством широко известных инструментов (отвёрток, ножей и т.п. (см., например: https://www.youtube.com/watch?v=uWvaeKph24E), либо посредством специального инструмента. В качестве специального инструмента может выступать устройство с магнитами, сила притяжения которых больше силы притяжения магнитов, удерживающих кассету на установочной решётке (см., например: CN207895783U). Специальные устройства исключают повреждение извлекаемых светодиодных модулей, но являются, сами по себе, довольно сложными техническими устройствами.
Вышеупомянутое устройство из патента CN207895783U выбрано в качестве прототипа. Данное устройство характеризуется наличием фронтальной установки и демонтажа, наличием доступа к внутренним элементам светодиодного экрана за счёт крепления светодиодных модулей на раме посредством магнитов и удержания светодиодных модулей специальным удерживающим инструментом, контактирующим со средством удержания на светодиодных модулях.
Задачей изобретения являлось упрощение монтажа/демонтажа светодиодных экранов, обеспечение возможности части подготовительных операций в условиях цеха, мастерской без дорогостоящих станков и оборудования, а также создание приспособлений (инструментов) для обслуживания светодиодных экранов, изготовление которых также не требует сложной технологической базы.
Достигаемый технический результат: упрощение и сокращение времени монтажа/демонтажа светодиодных экранов.
Указанная задача решается системой крепления светодиодных модулей, доступных для фронтального обслуживания, в которой крепление светодиодных модулей на раме осуществлено посредством магнитов, а для установки и съёма светодиодных модулей предназначен удерживающий инструмент, контактирующий со средством удержания на светодиодных модулях.  Согласно предложению, светодиодные модули объединены в кассеты, в которых не менее чем два светодиодных модуля закреплены на жёстком основании, периферийная часть которого предназначена для магнитного соединения, а средство удержания для каждой кассеты представляет собой по меньшей мере две выдвижные скобки, в которые в выдвинутом положении вставляются выступы по меньшей мере одной демонтажной пластины.
Каждая кассета может включать восемь светодиодных модулей. При использовании широко распространенного светодиодного модуля размером 160 х 320 х 20 мм размер кассеты составит 640х640 мм. При таком размере кассета имеет небольшую массу (до 9 кг.) и очень удобна для монтажа одним человеком.
Один из простых и предпочтительных вариантов изготовление выдвижной скобки – выгибание отрезка проволоки П-образно. Для вставки П-образной скобки в кассету целесообразно в светодиодном модуле просверлить два сквозных отверстия. Длина каждого вставляемого участка скобки больше суммарной толщины светодиодного модуля и жёсткого основания, а свободные концы вставленных скобок загнуты. В результате скобка может сдвигаться по отверстиям без риска выпадения из них.
Демонтажная пластина может быть выполнена в виде уголкового профиля, в одной полке которого сформирована ручка, а другая полка прилегает, в рабочем положении, к плоскости светодиодных модулей и содержит по меньшей мере два зацепа с возможностью завода их в выдвинутые П-образные скобки.
Пример реализации изобретения поясняется фотографиями системы крепления светодиодных модулей (опытный образец).
На фиг. 1 показана кассета из восьми светодиодных модулей с установленной демонтажной пластиной и одним снятым светодиодным модулем.
На фиг. 2 показана кассета из восьми светодиодных модулей с тыльной стороны.
На фиг. 3 показаны фрагменты двух смежных модулей: слева со снятой маской, справа с установленной маской.
На фиг. 4 показана П-образная скоба, установленная в два смежных светодиодных модуля.
На фиг. 5 показан фрагмент кассеты и демонтажной пластины, установленной зацепом в П-образную скобу.
Система крепления светодиодных модулей, доступных для фронтального обслуживания, включает светодиодные модули 1 объединенные в кассеты 2. В примере каждая кассета 2 состоит из восьми светодиодных модулей 1, которые закреплены на жёстком основании 3.  Периферийная часть основания 3 свободна (не закрыта задней крышкой кассеты 2 (фиг. 2) и подходит для магнитного соединения с рамой (каркасом) светодиодного экрана (рама не показана). Использованы стандартные светодиодные модули размера В х Ш х Г = 160х320х20 мм, например, модули «Qiangli» (см., например: https://www.ledcapital.ru/store/module), и обычно для уличного применения модель Q8 с шагом 8 мм между пикселями и с герметизированной передней частью. Этот модуль имеет пластиковый корпус, в который привинчена печатная плата с припаянными с лицевой стороны SMD-пикселями 5. Плата имеет отверстия, через которые проходят с задней на лицевую сторону модуля пластиковые цилиндрические стойки с отверстиями под маленькие винты-саморезы. Этими винтами крепится защитная пластиковая маска 4, которая закрывает герметизированную печатную плату с фронтальной стороны модуля. Через прямоугольные отверстия маски выступают светодиодные пиксели 5. Маска 4 имеет кроме защитной функции также назначение светорассеивания и повышения контрастности (яркие пиксели и чёрная матовая маска).
В маске 4 и соответственно в пластиковом корпусе модуля 1 обычно есть пары близкорасположенных отверстий. На фиг. 3 показано место в середине модуля 1, где присутствуют стойки с отверстиями в смежных светодиодных модулях 1, расположенные близко друг к другу (пары отверстий обычно на расстоянии 2-х пикселей 5 = 16 мм). Маска с левой стороны отвинчена, винт убран, с правой стороны маска 4 привинчена.
Не трогая маску 4, вывинчиваются нижние парные винты у 2-х нижних светодиодных модулей 1 в кассете 2 и глухие отверстия 6 просверливаются насквозь (сверлом диаметром, как у винта, 1,2 мм). В образовавшиеся отверстия вставляются заранее изготовленные П-образные скобки 7 из оцинкованной или нержавеющей проволоки. Концы скобки 7 загибаются с обратной стороны основания 3 для того, чтобы скобка 7 не вылетала.
П-образная скобка 7 может двигаться в отверстиях в плоскости перпендикулярной плоскости кассеты 2 (приблизительно на 5 мм), для установки под неё демонтажной пластины 8 с зацепами 9 и для последующего «утапливания» скобки 7 после установки кассеты 2 в собираемый светодиодный экран (не показан).
о
о
Демонтажная пластина 8 может быть изготовлена из стали толщиной 4 мм, методом лазерной резки и последующей загибки на 90, а зацепов 9 – на 30.
Расстояние между зацепами 9 на пластине обычно равно ширине модуля 1 (в данном случае 320 мм), ширина зацепов 9 в примере равна 2-м пикселям минус зазор (в данном случае 2 х 8 мм – 2 мм = 14 мм). Пластина 8 имеет овальное отверстие (фиг. 1) для удобного хвата одной рукой.
Процесс демонтажа кассеты имеет следующий порядок:
- выдвинуть плоской отвёрткой скобки 7 на 5 мм (до упора) от плоскости светодиодных модулей 1 кассеты 2;
- ввести в зацепление два зацепа 9 демонтажной пластины 8 в соответствующие скобки 7;
- приложить демонтажную пластину 8 к плоскости светодиодных модулей 1 кассеты 2 и движением одновременно вверх и на себя (от плоскости кассеты 2), преодолевая силу действия магнитов, вывести кассету 2 из зацепления с элементами рамы;
- взять кассету руками и после отсоединения, сигнальных и питающего кабелей убрать кассеты от экрана.
Монтаж производить в обратном порядке. После окончания монтажа утопить П-образные скобки 7 в корпусе кассеты 2, чтобы они не создавали помех изображению.
Монтаж/демонтаж одновременно восьми светодиодных модулей 1, предварительно объединенных (в условиях цеха или мастерской) в кассеты 2, а также применение демонтажных пластин 8 очевидно ускоряет и облегчает вышеуказанные операции.