一, Principio tecnico: la differenza essenziale tra valvola luminosa e sorgente luminosa
La differenza-in termini di risparmio energetico tra i tubi digitali LCD segmentati e LED deriva dai loro percorsi tecnologici fondamentali.
Il display LCD segmentato utilizza molecole di cristalli liquidi come valvole luminose, che controllano la direzione dell'allineamento dei cristalli liquidi attraverso un campo elettrico e regolano la trasmittanza della sorgente di retroilluminazione per ottenere la visualizzazione. Il suo consumo energetico principale è concentrato nel campo elettrico (livello di microampere) che guida la deflessione delle molecole di cristalli liquidi e della sorgente di retroilluminazione (sfere LED). Dato che i cristalli liquidi non emettono luce da soli, il processo di visualizzazione richiede solo il mantenimento di un campo elettrico e dello stato di retroilluminazione, con conseguente consumo di energia statica estremamente basso.
Il tubo digitale LED è composto da più diodi emettitori di luce (LED)-, dove ciascun segmento della penna corrisponde a un chip LED indipendente. Durante la visualizzazione, il LED deve essere pilotato direttamente per emettere luce e l'intensità della corrente è solitamente compresa tra 10 e 20 milliampere. Anche quando vengono visualizzati numeri semplici (come "1" che richiede solo 2 LED), il consumo energetico è ancora molto superiore allo stato di manutenzione statica del segmento LCD.
2, Composizione del consumo energetico: la differenza di grandezza tra i livelli di microampere e milliampere
1. Analisi del consumo energetico del codice segmento LCD
Il consumo energetico dell'LCD segmentato può essere suddiviso in due parti:
Consumo energetico per il funzionamento dei cristalli liquidi: è necessario mantenere solo il campo elettrico dell'elettrodo, con un valore tipico di 5-10 microampere (μ A), che è quasi trascurabile.
Consumo energetico della retroilluminazione: dipende dal numero di perline LED e dal metodo di connessione. Calcolato a 15 mA per lampada, il consumo energetico di retroilluminazione parallela di 4 lampade è 60 mA, ma può essere ridotto al 10% di luminosità tramite la tecnologia di regolazione PWM e il consumo energetico effettivo può essere controllato entro 6 mA.
Intervallo di consumo energetico totale: solo 5-10 μ A durante la visualizzazione statica (retroilluminazione disattivata); Durante la visualizzazione dinamica (retroilluminazione accesa), la corrente è di circa 6-60 mA, a seconda del design della retroilluminazione.
2. Analisi del consumo energetico dei tubi digitali LED
Il consumo energetico dei tubi digitali LED è determinato dal contenuto visualizzato:
Consumo energetico a segmento singolo: ciascun chip LED funziona con una corrente di circa 10-20 mA.
Stato completamente acceso: sono necessari 7 LED per visualizzare il numero "8", con un consumo energetico di 70-140 mA; Per visualizzare "1" sono necessari 2 LED, con un consumo energetico di 20-40 mA.
Scansione dinamica: i tubi digitali multi bit ottengono una visualizzazione "pseudo statica" attraverso la commutazione rapida, ma il consumo energetico complessivo aumenta comunque in modo lineare con il numero di bit (come 280-560 mA quando il tubo digitale a 4 cifre è completamente illuminato).
Intervallo di consumo energetico totale: 20-560 mA, significativamente superiore al segmento LCD.
3, vantaggi del risparmio energetico: verifica completa dai dati agli scenari
1. Scenario di visualizzazione statica: il codice segmento LCD riduce il consumo energetico del 99%
In dispositivi come bilance elettroniche e termoregolatori che richiedono la visualizzazione a lungo-termine di valori fissi, il codice di segmento LCD può disattivare la retroilluminazione e mantenere solo l'unità LCD (5-10 μ A). Anche se il tubo digitale LED visualizza "1", il suo consumo energetico raggiunge comunque 20-40 mA. Calcolato in base a un funzionamento di 8 ore, il consumo energetico giornaliero del segmento LCD è di circa 0,04-0,08 mAh, mentre il consumo energetico giornaliero del tubo digitale LED è di 160-320 mAh, con una differenza nel consumo energetico di 2000-4000 volte.
2. Scenario con display dinamico: l'efficienza energetica del display LCD a segmenti aumenta di 5-10 volte
Negli scenari in cui sono richiesti frequenti aggiornamenti dei dati (come i timer), il display LCD segmentato può ulteriormente risparmiare energia ottimizzando le strategie di retroilluminazione:
Attenuazione intelligente: regola dinamicamente la luminosità della retroilluminazione in base all'intensità della luce ambientale, disattiva la retroilluminazione durante il giorno e attiva la modalità a bassa luminosità (come 5 mA) di notte.
Controllo della frequenza di aggiornamento: ridurre la frequenza di aggiornamento del display LCD (ad esempio da 60 Hz a 10 Hz) per ridurre il consumo energetico.
Al contrario, il consumo energetico dei tubi digitali LED è fortemente correlato al contenuto visualizzato e non può essere ridotto in modo significativo tramite l’ottimizzazione del software. Ad esempio, quando si visualizzano numeri dinamici su un display digitale a 4 cifre, il consumo energetico rimane costante a 280-560 mA, molto superiore alla modalità dinamica di un LCD segmentato.
3. Costo di utilizzo a lungo termine: doppi vantaggi della durata di vita dell'LCD segmentato e del consumo energetico
La durata del materiale LCD per LCD segmentato può raggiungere 100.000 ore e la durata del LED di retroilluminazione è di circa 50.000 ore, con bassi costi di manutenzione complessivi. La durata dei tubi digitali LED è di sole 20.000 ore e l'elevato consumo energetico porta a problemi di riscaldamento, richiedendo un'ulteriore progettazione di dissipazione del calore, aumentando ulteriormente i costi del sistema.
Prendendo come esempio un determinato progetto di strumento industriale:
Soluzione LCD con codice segmento: consumo energetico totale di 15 mA (retroilluminazione 5 mA+driver 10 μ A), consumo energetico annuo di 131,4 Wh (calcolato in base al funzionamento di 24 ore).
Soluzione con tubo digitale LED: consumo energetico totale di 200 mA, consumo energetico annuo di 1752 Wh.
Calcolato a 0,6 yuan/kWh, il costo annuale dell'elettricità per gli LCD segmentati è di soli 0,08 yuan, mentre quello per i tubi digitali LED è di 1,05 yuan, indicando una differenza significativa nei costi di utilizzo a lungo termine.
