一, Principiu tehnic: diferența esențială dintre supapa de lumină și sursa de lumină
Diferența de-economisire a energiei dintre tuburile digitale segmentate LCD și LED provine din căile lor tehnologice fundamentale.
LCD-ul segmentat folosește molecule de cristale lichide ca supape de lumină, care controlează direcția de aliniere a cristalelor lichide printr-un câmp electric și reglează transmisia sursei de iluminare de fundal pentru a obține afișaj. Consumul său de energie de bază este concentrat în câmpul electric (nivel de microamperi) care determină deviația moleculelor de cristale lichide și sursa de iluminare din spate (margele LED). Datorită faptului că cristalele lichide nu emit ele însele lumină, procesul de afișare necesită doar menținerea unui câmp electric și a stării de iluminare de fundal, rezultând un consum de energie statică extrem de scăzut.
Tubul digital LED este compus din mai multe-diode emițătoare de lumină (LED-uri), fiecare segment de stilou corespunzând unui cip LED independent. La afișare, LED-ul trebuie să fie acționat direct pentru a emite lumină, iar intensitatea curentului este de obicei în intervalul 10-20 miliamperi. Chiar și atunci când sunt afișate numere simple (cum ar fi „1” care necesită doar 2 LED-uri), consumul său de energie este totuși mult mai mare decât starea de întreținere statică a segmentului LCD.
2, Compoziția consumului de energie: diferența de mărime între nivelurile de microamperi și miliamperi
1. Analiza consumului de energie a codului de segment LCD
Consumul de energie al LCD-ului segmentat poate fi împărțit în două părți:
Consumul de putere de antrenare cu cristale lichide: Trebuie menținut doar câmpul electric al electrodului, cu o valoare tipică de 5-10 microamperi (μ A), care este aproape neglijabilă.
Consumul de energie pentru iluminarea din spate: depinde de numărul de margele LED și de metoda de conectare. Calculat la 15mA per lampă, consumul de putere pentru iluminarea de fundal paralelă a 4 lămpi este de 60mA, dar poate fi redus la 10% luminozitate prin tehnologia de reglare a luminii PWM, iar consumul real de energie poate fi controlat în 6mA.
Interval de consum total de energie: doar 5-10 μ A în timpul afișajului static (iluminare de fundal oprită); În timpul afișajului dinamic (iluminare de fundal activată), curentul este de aproximativ 6-60 mA, în funcție de designul iluminării de fundal.
2. Analiza consumului de energie al tuburilor digitale LED
Consumul de energie al tuburilor digitale LED este determinat de conținutul afișat:
Consum de energie cu un singur segment: Fiecare cip LED funcționează cu un curent de aproximativ 10-20mA.
Stare complet aprinsă: sunt necesare 7 LED-uri pentru a afișa numărul „8”, cu un consum de energie de 70-140mA; Sunt necesare 2 LED-uri pentru a afișa „1”, cu un consum de energie de 20-40mA.
Scanare dinamică: tuburile digitale cu mai mulți biți realizează afișare „pseudostatică” prin comutare rapidă, dar consumul total de energie crește în continuare liniar odată cu numărul de biți (cum ar fi 280-560mA când tubul digital cu 4 cifre este complet aprins).
Interval de consum total de energie: 20-560mA, semnificativ mai mare decât segmentul LCD.
3, Avantajele economisirii energiei: verificare cuprinzătoare de la date la scenarii
1. Scenariu de afișare static: LCD cu cod de segment reduce consumul de energie cu 99%
În dispozitive precum cântare electronice și controlere de temperatură care necesită afișarea-pe termen lung a valorilor fixe, codul de segment LCD poate opri iluminarea de fundal și poate menține doar unitatea LCD (5-10 μA). Chiar dacă tubul digital LED afișează „1”, consumul său de energie ajunge totuși la 20-40mA. Calculat pe baza de funcționare de 8 ore, consumul zilnic de energie al segmentului LCD este de aproximativ 0,04-0,08 mAh, în timp ce consumul zilnic de energie al tubului digital LED este de 160-320 mAh, cu o diferență de consum de energie de 2000-4000 de ori.
2. Scenariu de afișare dinamică: Eficiența energetică a segmentului LCD crește de 5-10 ori
În scenariile în care sunt necesare actualizări frecvente a datelor (cum ar fi temporizatoarele), LCD-ul segmentat poate economisi și mai mult energie prin optimizarea strategiilor de iluminare de fundal:
Reglare inteligentă: reglați dinamic luminozitatea luminii de fundal în funcție de intensitatea luminii ambientale, stingeți lumina de fundal în timpul zilei și activați modul de luminozitate scăzută (cum ar fi 5mA) noaptea.
Controlul ratei de reîmprospătare: reduceți rata de reîmprospătare a ecranului LCD (cum ar fi de la 60 Hz la 10 Hz) pentru a reduce consumul de energie de conducere.
În schimb, consumul de energie al tuburilor digitale LED este puternic corelat cu conținutul afișat și nu poate fi redus semnificativ prin optimizarea software. De exemplu, la afișarea numerelor dinamice pe un afișaj digital cu 4 cifre, consumul de energie rămâne constant la 280-560mA, mult mai mare decât modul dinamic al unui LCD segmentat.
3. Costul de utilizare pe termen lung: Avantaje duble ale duratei de viață segmentate LCD și consumului de energie
Durata de viață a materialului LCD pentru LCD segmentat poate ajunge la 100.000 de ore, iar durata de viață a LED-ului cu iluminare de fundal este de aproximativ 50.000 de ore, cu costuri globale scăzute de întreținere. Durata de viață a tuburilor digitale LED este de numai 20000 de ore, iar consumul mare de energie duce la probleme de încălzire, necesitând un proiect suplimentar de disipare a căldurii, crescând și mai mult costurile sistemului.
Luând ca exemplu un anumit proiect de instrumente industriale:
Soluție LCD cu cod de segment: consum total de energie de 15 mA (iluminare de fundal 5 mA + driver 10 μ A), consum anual de energie de 131,4 Wh (calculat pe baza de funcționare de 24 de ore).
Soluție cu tub digital LED: consum total de energie de 200mA, consum anual de energie de 1752Wh.
Calculat la 0,6 yuani/kWh, costul anual al energiei electrice pentru LCD segmentat este de numai 0,08 yuani, în timp ce cel pentru tuburile digitale LED este de 1,05 yuani, indicând o diferență semnificativă a costurilor de utilizare pe termen lung-.
