МЕДИАФАСАД

Заявляемая полезная модель относится к системам наглядного представления/отображения информации, в частности, к светодиодным устройствам большой площади для представления меняющегося информационного материала и может быть использована в качестве рекламных и/или демонстрационных средств, размещаемых на стенах зданий и тому подобных поверхностях и определяемых в настоящее время, как медиафасады.
Светодиодный медиафасад является средством динамической подсветки больших площадей зданий и совмещает в себе несколько функций. Он одновременно используется для отображения информации, световой динамической рекламы, а также декоративной подсветки фасадов различных зданий. В общем случае, медиафасад представляет собой новейшую технологию, основанную на светодиодах, расположенных таким образом, что с внешней стороны визуально формируется телевизионный экран очень больших размеров, соответствующих размерам фасада здания. Управление светодиодным экраном, как правило, осуществляется при помощи персонального компьютера через специализированный контроллер и коммутационные кабели. На медиафасады большинства современных конструкций можно подавать обычный телевизионный сигнал, сигнал от видеомагнитофона, DVD-плеера, видеокамеры, другого компьютера и т.д. Кроме того, на жесткий диск управляющего компьютера могут быть записаны предварительно подготовленные сюжеты, которые можно воспроизводить по заранее составленному расписанию. Пластичность светодиодных экранов обеспечивает возможность их применения в качестве архитектурных покрытий, в том числе, на фасадах, форма которых не является плоской. В то же время, в развитии медиафасадов остается достаточно много проблем, связанных, в первую очередь, с обеспечением доступа естественного света внутрь помещения в максимально возможном количестве.
В настоящее время известно большое количество различных технических и технологических решений конструкций медиафасадов, среди которых можно упомянуть [1]:
- медиафасад Imagic Weave на основе сеток из нержавеющей стали, в котором светодиодные модули интегрированы в высококачественную металлическую сетку;
- медиафасад Desk Media, в котором светодиоды встроены в облицовочные панели;
- медиафасад Glassiled, в котором светодиоды встроены в многослойное стекло или стеклопакеты, а питание осуществляется с помощью невидимого покрытия высокой проводимости;
- медиафасады Media Tube RGB, в которых светодиоды вмонтированы в трубку;
- медиафасады Mesh RGB и String RGB, которые представляют собой полупрозрачную систему модулей из поликарбоната с вмонтированными светодиодами;
- медиапанели Boards RGB, которые представляют собой непрозрачные модули с вмонтированными светодиодами;
- медиаленты Dot XL, которые состоят из гибких цепочек высокой яркости и используются в качестве медиа-решения для освещения сложных наружных объектов;
- интерактивное архитектурное освещение ХВ Shield, которое реализуется на базе специальных светодиодных светильников с регулируемым углом наклона.
Однако, несмотря на большое разнообразие существующих конструкций и технологий медиафасадов, все они имеют различные недостатки, среди которых можно назвать низкий процент светопропускания (вплоть до полной непрозрачности), высокую сложность монтажа и обслуживания, высокую стоимость изготовления и т.д.
Так, различные известные конструкции медиафасадов, в которых светодиоды размещены между светопрозрачными пластинами [2, 3] достаточно сложны и дороги в изготовлении, монтаже и обслуживании.
Известны также светодиодные медиафасады, которые конструктивно состоят из так называемых «светодиодных палок» (светодиоды RGB (красный, зеленый, синий), установленные в герметичном корпусе, изготовленном из легкого сплава) [4]. Эти «светодиодные палки» закрепляются на фасаде здания. Получается жесткая светодиодная сетка. Прозрачность конструкции составляет 80%.
Известны также гермотрубки со светодиодной платой внутри, которая вставляется в направляющую ламель и жестко закрепляется на вертикальных несущих тросах [5]. Получается сетка, которая монтируется на фасад здания и абсолютно не обременяет его своим конструктивным присутствием. Основные преимущества данной конструкции: герметичность (водонепроницаемость), легкость, любые размеры изображения и его разрешения, возможность установки на различные поверхности, в том числе ломаные. Конструкция модулей позволяет провести установку любых конфигураций безопасно и в короткие сроки. Прозрачность конструкции составляет 80%.
Для построения медиафасада в последнее время все же чаще используются светодиодные модули в гибких шлейфах, работающие в режиме анимационного экрана или информационного табло [6]. Такой светодиодный гибкий экран имеет минимальную массу и прозрачную структуру. Светодиодный экран-сетка может быть установлен на любой поверхности, в том числе и на остекленной площади фасада, а также за стеклом внутри помещения.
При этом в описанных выше конструкциях медиафасадов обеспечивается все же недостаточно высокий процент светопропускания, в частности, за счет того, что блоки питания, блоки управления, блоки распределения сигналов и т.д. для каждого элемента отображения (светодиодные линейки, кластеры и т.п.) располагаются в зоне отображающей поверхности.
В качестве наиболее близкого по совокупности общих технических признаков для заявляемого медиафасада может быть принят медиафасад, содержащий множество светодиодных элементов отображения в виде светодиодных ламелей, снабженных блоками управления, связанными информационными линиями с центральным устройством управления, и блоками питания, связанными силовыми линиями с источником питания, и размещенных на носителях (горизонтальных направляющих), закрепленных на фасаде здания с формированием прозрачного, светопропускающего экрана [7]. При этом конструкция такого медиафасада не решает полностью все упомянутые выше проблемы, связанные с увеличением светопропускания, упрощением монтажа и обслуживания, удешевлением конструкции.
Таким образом, задачей полезной модели является разработка медиафасада с максимально простой конструкцией. Медиафасад должен обеспечивать максимально возможное светопропускание за счет уменьшения площади, «перекрываемой» конструктивными элементами, максимальную простоту монтажа и обслуживания, а также иметь более низкую стоимость на всех стадиях (изготовление, монтаж, обслуживание). Конструкция медиафасада должна обеспечивать также возможность его простого и надежного монтажа на поверхности фасада любой геометрии.
Поставленная задача решается заявляемым медиафасадом, названным заявителем «PALAMI Media Net», содержащим множество светодиодных элементов отображения, снабженных блоками управления, связанными информационными линиями с центральным устройством управления, и блоками питания, связанными силовыми линиями с источником питания, и размещенных на носителях, закрепленных на фасаде здания с формированием прозрачного, светопропускающего экрана. Поставленная задача решается за счет того, что блоки управления всего множества светодиодных элементов отображения выполнены в виде одного общего дистанционно удаленного центрального блока управления, блоки питания всего множества светодиодных элементов отображения выполнены в виде, по меньшей мере, одного общего блока питания, выполненного с возможностью преобразования переменного электрического тока от источника питания в постоянный электрический ток с понижением его напряжения до уровня безопасного для передачи на расстояние, каждый светодиодный элемент отображения снабжен системой дифференциальных приемников и системой распаковки информационного сигнала, а также микропреобразователем электрического тока, выполненным с возможностью понижения напряжения постоянного электрического тока до рабочего для светодиодов значения, при этом отправляющая плата центрального блока управления связана с системой дифференциальных приемников и системой распаковки информационного сигнала каждого светодиодного элемента отображения через общую принимающую плату с дифференциальными усилителями, расположенную на расстоянии от центрального блока управления и от площади экрана, каждый светодиодный элемент отображения связан с источником питания посредством микропреобразователя электрического тока через соответствующий общий блок питания, причем корпус каждого элемента отображения выполнен полым с возможностью размещения в полости информационных и силовых линий, связанных, соответственно, с дифференциальными приемниками и системой распаковки информационного сигнала и с микропреобразователем электрического тока данного светодиодного элемента отображения, и снабжен средством съемного крепления элемента отображения на носителе.
Заявляемый медиафасад представляет собой прозрачный светодиодный экран больших и сверхбольших размеров, который может быть размещен на фасадах зданий, на потолках переходов и тоннелей, витринах, витражах и т.п. с возможностью огибать конструкции, т.е. принимать форму поверхности, на которой он размещен.
С учетом описанных выше особенностей конструкции заявляемого медиафасада в пределах отображающей поверхности располагаются только элементы отображения. Все остальные элементы, такие как блоки питания, блоки управления, блоки распределения сигналов и любые другие располагаются за пределами отображающей поверхности и могут располагаться на больших расстояниях в специальных технических помещениях. Таким образом, обеспечивается основное достоинство конструкции заявляемого медиафасада, заключающееся в том, что территориально разнесены область отображения информации и система управления, что повышает как эстетический вид (нет массивных элементов в зоне каждого элемента отображения, благодаря чему достигается максимальная прозрачность и светопропускание, что дает возможность монтировать медиафасад не только на глухие стены здания, но и на полностью прозрачных фасадах и на фасадах с окнами), так и улучшает и облегчает ремонтопригодность и позволяет собирать медиафасад неограниченных размеров. Упрощение монтажа и улучшение ремонтопригодности обеспечиваются также за счет того, что светодиодные элементы отображения съемно крепятся на натянутую сетку, что упрощает монтаж больших поверхностей, а также, при необходимости, демонтаж отдельных светодиодных элементов отображения.
Заявленный медиафасад может быть реализован с использованием стандартных технологий передачи данных с внесением существенных доработок, связанных с упомянутыми выше особенностями конструкции, которые будут рассмотрены ниже более подробно.
В предпочтительных формах реализации светодиодный элемент отображения может быть выполнен в виде элемента, выбранного из группы, включающей, по меньшей мере, светодиодную линейку и светодиодный кластер.
Принимающая плата предпочтительно содержит систему дифференциальных усилителей и систему компоновки нескольких частотных сигналов в одну более высокую частоту, а на обратной стороне каждый светодиодный элемент отображения оснащен системой дифференциальных приемников и системой распаковки информационного сигнала, определяющей в какой части информационного канала он находится. Таким образом, достаточно просто может быть решена возможность передачи нескольких информационных каналов в одном проводе на большие расстояния, что позволяет вынести все элементы системы управления за пределы отображающей поверхности медиафасада.
Как уже упоминалось выше, предпочтительным является, когда центральный блок управления и принимающая плата вынесены за пределы площади экрана медиафасада и даже дистанционно удалены. Так, центральный блок управления предпочтительно может быть размещен на расстоянии до 10 км от медиафасада, а общая принимающая плата с дифференциальными усилителями может быть размещена на расстоянии до 100 м и даже более от медиафасада
В предпочтительных формах реализации заявляемого медиафасада носитель выполнен в виде металлической сетки, что значительно снижает общую массу конструкции медиафасада даже по сравнению с металлическими тросами и делает ее более надежной.
При этом, средство съемного крепления элемента отображения на носителе предпочтительно может быть выполнено в виде средства зажимного типа, что обеспечивает возможность монтажа светодиодных элементов отображения на носителе, а также, при необходимости, их демонтажа без использования специального инструмента.
Достоинства и преимущества заявляемого медиафасада ниже будут более подробно рассмотрены и описаны со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых наглядно проиллюстрированы только некоторые примеры возможных реализаций медиафасада, которые не следует рассматривать в качестве ограничивающих. На чертежах схематично представлены:
Фиг.1 - изображение во фронтальной проекции медиафасада, смонтированного на фасаде здания;
Фиг.2 - изображение общего вида отображающей поверхности (экрана) медиа-фасада;
Фиг.3 - вид сбоку светодиодного элемента отображения;
Фиг.4 - схема организации информационного обеспечения/управления светодиодными элементами отображения;
Фиг.5 - схема питания светодиодных элементов отображения.
На Фиг.1 схематично представлено изображение во фронтальной проекции заявляемого медиафасада, смонтированного на части площади фасада 1 здания с окнами 2, а на Фиг.2 - изображение общего вида отображающей поверхности (экрана) медиафасада. Отображающая поверхность (экран 3) медиафасада расположена с внешней стороны фасада 1 в зоне окон 2 таким образом, что пропускает внутрь помещения свет, практически, в полном объеме (на чертеже экран 3 для наглядности «прорисован» более четко по сравнению с тем, как он выглядит на фасаде здания). Экран 3 сформирован множеством светодиодных элементов 4 отображения, в данной форме реализации, выполненных в виде светодиодных линеек, вертикально ориентированных (в представленной форме реализации) и съемно закрепленных на носителе в виде металлической сетки 5, которая, в свою очередь, закреплена по отношению к фасаду 1 здания с натяжением. Ввиду наличия множества доступных специалистам в данной области техники различных форм реализации средств съемного крепления зажимного типа светодиодных элементов 4 отображения на носителе (металлической сетке 5), они на чертежах не представлены и в рамках данной заявки подробно рассматриваться не будут.
Блоки управления всего множества светодиодных элементов 4 отображения выполнены в виде одного общего дистанционно удаленного центрального блока 6 управления. Линии 7 информационного обеспечения/управления светодиодными элементами 4 отображения (информационные линии 7) на Фиг.1 обозначены одинарными линиями со стрелками. Блоки питания всего множества светодиодных элементов 4 отображения выполнены в виде, в данной форме реализации, одного общего блока 8 питания, размещенного за пределами экрана 3 медиафасада и выполненного с возможностью преобразования переменного электрического тока от источника питания в постоянный электрический ток с понижением его напряжения до уровня безопасного для передачи на расстояние. Линии 9 питания светодиодных элементов 4 отображения на Фиг.1 обозначены двойными линиями со стрелками. На обратной стороне каждый светодиодный элемент 4 отображения оснащен системой дифференциальных приемников и системой распаковки информационного сигнала, определяющей в какой части информационного канала он находится, а также микропреобразователем электрического тока, выполненным с возможностью понижения напряжения постоянного электрического тока до рабочего для светодиодов значения. Ввиду наличия множества доступных специалистам в данной области техники различных форм реализации упомянутых дифференциальных приемников, системы распаковки информационного сигнала и микропреобразователя электрического тока, они на чертежах не представлены и в рамках данной заявки подробно рассматриваться не будут.
На Фиг.3 схематично представлено изображение в виде сбоку светодиодного элемента 4 отображения. Корпус 10 светодиодного элемента 4 отображения выполнен с полостью 11, в которой размещены информационные линии 7 и линии 9 питания, связанные, соответственно, с дифференциальными приемниками и системой распаковки информационного сигнала и с микропреобразователем электрического тока данного светодиодного элемента 4 отображения (на чертежах не изображены). В корпус 10 элемента 4 отображения встроены также светодиоды 12
На Фиг.4 представлена схема организации информационного обеспечения/управления светодиодными элементами 4 отображения. В соответствии со схемой управляющие сигналы передаются с отправляющей платы 13 общего дистанционно удаленного центрального блока 6 управления на принимающую плату 14 с дифференциальными усилителями 15 и далее на соответствующий светодиодный элемент 4 отображения с системой 16 дифференциальных приемников и системой 17 распаковки информационного сигнала.
На Фиг.5 представлена схема организации питания светодиодных элементов 4 отображения. Общий блок питания на представленной на схеме форме реализации выполнен в виде электрического шкафа 18, в котором переменный электрический ток от источника питания (напряжение 220/3880 В) преобразуется в постоянный электрический ток с понижением его напряжения до уровня безопасного для передачи на расстояние, в частности до 24 В. Далее, постоянный электрический ток напряжением до 24 В подается по соответствующим линиям 9 питания на микропреобразователь 19 электрического тока каждого светодиодного элемента 4 отображения.
Заявляемый медиафасад работает следующим образом.
На фасаде 1 здания на заданной площади, соответствующей площади экрана 3 медиафасада, с натяжением закрепляют металлическую сетку 5 с расчетными характеристиками металлической проволоки и с заданным размером ячеек. На вертикальных участках металлической сетки 5 с помощью средств съемного крепления зажимного типа (на чертежах не изображены) закрепляют вертикально ориентированные светодиодные элементы 4 отображения. В полостях 11 корпусов 10 светодиодных элементов 4 отображения проложены кабели информационной линии 7 и линии питания 9. Каждый светодиодный элемент 4 отображения снабжен системой 16 дифференциальных приемников, системой 17 распаковки информационного сигнала и микропреобразователем 19 электрического тока, расположенными на оборотной стороне светодиодного элемента 4 отображения. Системы 16 дифференциальных приемников и системы 17 распаковки информационного сигнала всех светодиодных элементов 4 отображения связаны информационными линиями 7 с дифференциальными усилителями 15 принимающей платы 14 (может быть расположена на расстоянии до 100 м и более от экрана 3), которая, в свою очередь, связана с отправляющей платы 13 общего дистанционно удаленного центрального блока 6 управления, который может быть выполнен, например, в виде компьютера и может быть расположен на расстоянии до 10 км и более от экрана 3. При этом дистанционно удаленный центральный блок 6 управления может осуществлять управление множеством медиафасадов через соответствующие проводные и/или беспроводные линии управления. Микропреобразователь 19 электрического тока каждого светодиодного элемента 4 отображения связан с электрическим шкафом 18, вход которого связан с источником питания (переменного электрического тока напряжением 220/3880 В).
В соответствии с управляющей командой, генерируемой с общего дистанционно удаленного центрального блока 6 управления либо в автоматическом режиме (в соответствии с заданной программой), либо в ручном режиме (например, путем выбора одного из режимов посредством клавиатуры и монитора компьютера) управляющий сигнал с отправляющей платы 13 передается на принимающую плату 14. В принимающей плате 14 установлены система дифференциальных усилителей 15 и система компоновки (на чертежах не обозначена) нескольких частотных сигналов в одну более высокую частоту. Через дифференциальные усилители 15 управляющий сигнал по информационным линиям 7 поступает на системы 16 дифференциальных приемников и системы 17 распаковки информационного сигнала всех светодиодных элементов 4 отображения, размещенные на обратной стороне светодиодных элементов 4 отображения. Система 17 распаковки информационного сигнала определяет, в какой части информационного канала он находится. Таким образом, решена возможность передачи нескольких информационных каналов в одном проводе на большие расстояния, что позволяет вынести все элементы системы управления за пределы отображающей поверхности (экрана 3) медиафасада.
Электрическая часть (система питания) также имеет территориальное разделение на 2 участка: основные электрические блоки - электрические шкафы 18 - размещаются за пределами отображающей поверхности (экрана 3) медиафасада. Они преобразуют переменный электрический ток напряжением 220/380 В, в постоянный ток и понижают его до безопасного уровня, например 24 В. Таким образом, к отображаемой поверхности (экран 3) подводится более высокое, чем необходимо для работы светодиодных элементов 4 отображения, но безопасное напряжение, что дает возможность уменьшить сечение электрических кабелей, передавая более высокое напряжение на большое расстояние. Каждый светодиодный элемент 4 отображения снабжен микропреобразователем 19, понижающим высокое постоянное напряжение до необходимого уровня для работы светодиодов (3-5 В).
Таким образом, все кабели как информационные (линии 7 управления), так и силовые (линии 9 питания) располагаются в полости 11 корпусов 10 светодиодных элементов 4 отображения (светодиодных линеек), что позволяет избежать наличия множества подводящих проводов к элементам отображения на всей поверхности медиафасада.
С учетом того, что все блоки управления, питания, распределения вынесены за пределы площади экрана 3 медиафасада, а также все информационные и силовые кабели расположены в полостях корпусов светодиодных линеек, значительно уменьшается относительная площадь «перекрытия» конструктивными элементами медиафасада площади фасада и, в первую очередь, остекленной части площади фасада, что увеличивает светопропускную способность конструкции. Кроме того, повышается ремонтопригодность конструкции в целом за счет того, что основные блоки управления, питания, распределения расположены в специально отведенных технических помещениях, удобных для доступа и работы
Герметичное исполнение и специальные конструктивные компоненты обеспечивают степень защиты изделия в соответствии с классификацией IP65 и температурный диапазон работы от -40 до +70, благодаря чему оборудование является надежным для работы в любых погодных условиях.
Источники информации.
1 Технологии медийных фасадов. Сайт компании FutMedia. [Электронный ресурс] - 1 марта 2012. - Режим доступа: http://futmedia.ru/technology_of_mediafacades.html.
2 Заявка PCT/FR2009/051078, опубл. 07.01.2010 WO 2010/001026 А2.
3 Заявка RU №2010103458 А, опубл. 20.08.2011.
4. Медиа-фасады. Сайт компании Светоформ. [Электронный ресурс] - 1 марта 2012. - Режим доступа: http://www.svetoform.ru/media-fasady.html.
5. Медиафасад. Сайт компании BISKOM. [Электронный ресурс] - 1 марта 2012. - Режим доступа: http://biskom.ru/index.php?m=64&s=l113.
6. Медиафасад на базе прозрачных светодиодных сеток и модулей. Сайт производственного центра МегаЛЕД. [Электронный ресурс] - 1 марта 2012. - Режим доступа: http://megaled.rU/content/view/l159/6/
7. Презентация медиа фасада на основе технологии ADset на российском рынке. Сайт компании Билдеринг медиа. [Электронный ресурс] - 1 марта 2012. - Режим доступа: http://bdminfo.com/modules.php?name=Pages&page=126.