一, Principi tècnic: la diferència essencial entre la vàlvula de llum i la font de llum
La diferència-d'estalvi d'energia entre els tubs digitals LCD i LED segmentats prové dels seus camins tecnològics fonamentals.
La pantalla LCD segmentada utilitza molècules de cristall líquid com a vàlvules de llum, que controlen la direcció de l'alineació del cristall líquid mitjançant un camp elèctric i ajusten la transmitància de la font de llum de fons per aconseguir la visualització. El seu nucli consum d'energia es concentra en el camp elèctric (nivell de microamperes) que impulsa la desviació de les molècules de cristall líquid i la font de retroil·luminació (perles LED). A causa del fet que els cristalls líquids no emeten llum per si mateixos, el procés de visualització només requereix mantenir un camp elèctric i un estat de retroil·luminació, el que resulta en un consum d'energia estàtica extremadament baix.
El tub digital LED està format per diversos díodes-emissors de llum (LED), amb cada segment de ploma corresponent a un xip LED independent. Quan es mostra, el LED s'ha d'accionar directament per emetre llum i la intensitat del corrent sol estar en el rang de 10-20 mil·liamperis. Fins i tot quan es mostren números simples (com ara "1" que només requereix 2 LED), el seu consum d'energia encara és molt superior a l'estat de manteniment estàtic del segment LCD.
2, Composició del consum d'energia: la diferència de magnitud entre els nivells de microamperes i miliamperes
1. Anàlisi del consum d'energia del codi de segment LCD
El consum d'energia de la pantalla LCD segmentada es pot dividir en dues parts:
Consum d'energia de conducció de cristall líquid: només cal mantenir el camp elèctric de l'elèctrode, amb un valor típic de 5-10 microamperes (μ A), que és gairebé insignificant.
Consum d'energia de la llum de fons: depèn del nombre de perles LED i del mètode de connexió. Calculat a 15 mA per làmpada, el consum d'energia de retroil·luminació paral·lel de 4 làmpades és de 60 mA, però es pot reduir a un 10% de brillantor mitjançant la tecnologia d'atenuació PWM i el consum d'energia real es pot controlar dins de 6 mA.
Interval de consum total d'energia: només 5-10 μ A durant la visualització estàtica (il·luminació de fons apagada); Durant la visualització dinàmica (il·luminació de fons activada), el corrent és d'aproximadament 6-60 mA, depenent del disseny de la llum de fons.
2. Anàlisi del consum d'energia dels tubs digitals LED
El consum d'energia dels tubs digitals LED està determinat pel contingut mostrat:
Consum d'energia d'un segment: cada xip LED funciona amb un corrent d'aproximadament 10-20 mA.
Estat totalment il·luminat: es necessiten 7 LED per mostrar el número "8", amb un consum d'energia de 70-140 mA; Es necessiten 2 LED per mostrar "1", amb un consum d'energia de 20-40 mA.
Escaneig dinàmic: els tubs digitals de diversos bits aconsegueixen una visualització "pseudoestàtica" mitjançant un canvi ràpid, però el consum d'energia global encara augmenta linealment amb el nombre de bits (com ara 280-560 mA quan el tub digital de 4 dígits està completament il·luminat).
Interval de consum d'energia total: 20-560 mA, significativament superior al segment LCD.
3, Avantatges d'estalvi d'energia: verificació integral de dades a escenaris
1. Escenari de visualització estàtica: la pantalla LCD de codi de segment redueix el consum d'energia en un 99%
En dispositius com les bàscules electròniques i els controladors de temperatura que requereixen una visualització a llarg termini-de valors fixos, la pantalla LCD de codi de segment pot apagar la llum de fons i només mantenir la unitat LCD (5-10 μ A). Fins i tot si el tub digital LED mostra "1", el seu consum d'energia encara arriba als 20-40 mA. Calculat en funció del funcionament de 8 hores, el consum d'energia diari del segment LCD és d'uns 0,04-0,08 mAh, mentre que el consum d'energia diari del tub digital LED és de 160-320 mAh, amb una diferència de consum d'energia de 2000-4000 vegades.
2. Escenari de visualització dinàmica: l'eficiència energètica del segment LCD augmenta de 5 a 10 vegades
En escenaris en què es requereixen actualitzacions freqüents de dades (com ara temporitzadors), la pantalla LCD segmentada pot estalviar encara més energia optimitzant les estratègies de retroil·luminació:
Atenuació intel·ligent: ajusteu dinàmicament la brillantor de la llum de fons segons la intensitat de la llum ambiental, apagueu la llum de fons durant el dia i activeu el mode de brillantor baixa (com ara 5 mA) a la nit.
Control de la freqüència d'actualització: redueix la freqüència d'actualització de la pantalla LCD (com ara de 60 Hz a 10 Hz) per reduir el consum d'energia de conducció.
En canvi, el consum d'energia dels tubs digitals LED està fortament correlacionat amb el contingut mostrat i no es pot reduir significativament mitjançant l'optimització del programari. Per exemple, quan es mostren números dinàmics en una pantalla digital de 4 dígits, el consum d'energia es manté constant a 280-560 mA, molt més alt que el mode dinàmic d'una pantalla LCD segmentada.
3. Cost d'ús a llarg termini: avantatges dobles de vida útil segmentada de LCD i consum d'energia
La vida útil del material LCD per a LCD segmentat pot arribar a les 100.000 hores i la vida útil del LED de retroil·luminació és d'unes 50.000 hores, amb uns costos de manteniment generals baixos. La vida útil dels tubs digitals LED és de només 20.000 hores, i un alt consum d'energia provoca problemes de calefacció, que requereix un disseny addicional de dissipació de calor, augmentant encara més els costos del sistema.
Prenent com a exemple un determinat projecte d'instrument industrial:
Solució LCD de codi de segment: consum total d'energia de 15 mA (retroil·luminació 5 mA + controlador 10 μ A), consum d'energia anual de 131,4 Wh (calculat a partir d'un funcionament de 24 hores).
Solució de tub digital LED: consum total d'energia de 200 mA, consum d'energia anual de 1752 Wh.
Calculat a 0,6 iuans/kWh, el cost anual d'electricitat per a la pantalla LCD segmentada és de només 0,08 iuans, mentre que el dels tubs digitals LED és d'1,05 iuans, cosa que indica una diferència significativa en els costos d'ús-a llarg termini.
