Sommario
Cos'è la luminosità del display a LED?
Il display a LED è costituito da una lampada a LED, quindi la luminosità del display a LED è costituita dalla luminosità di tutte le lampade a LED. L'unità di luminosità è cd/m2, quindi la luminosità del display a LED può essere calcolata come di seguito:
Luminosità = Luminosità del singolo pixel * densità del pixel pitch del display a LED
Densità del pixel pitch = 1000/pixel pitch * 1000/pixel pitch
Mentre il pixel è costituito da una lampada a LED rossa, verde e blu. E ogni lampada a LED ha le sue specifiche di luminosità. Quindi quali specifiche dovremmo usare? In realtà la luminosità del display a LED spesso si riferisce alla luminosità del bilanciamento del bianco del display a LED. Per ottenere il bilanciamento del bianco, il rapporto luce rossa: luce verde: luce blu dovrebbe essere 3:6:1. Quindi dalle specifiche della lampada a LED possiamo conoscere la massima luminosità bianca per singoli pixel.
luminosità massima del singolo pixel bianco = min(luminosità della lampada rossa/3, luminosità della lampada verde/6, luminosità della lampada blu/1) *10
Ora, poiché la maggior parte dei display a LED utilizza la tecnologia di scansione multi-pixel, la formula deve cambiare come segue:
Luminosità = Luminosità del singolo pixel * densità del pixel pitch del display LED / Velocità di scansione
Normalmente il display a LED avrebbe una maschera per proteggere il display a LED o un rivestimento con colla, che influenzerebbero il tasso di passaggio della luce. Quindi la formula deve cambiare come di seguito (normalmente prendiamo la perdita di luce come 10%)
Luminosità = Luminosità del singolo pixel * densità del pixel pitch del display a LED / Frequenza di scansione * frequenza di permanenza della luce
Ad esempio, nel sito web del produttore della lampada a LED, possiamo avere i dati delle specifiche della lampada a LED. Qui prendiamo ad esempio RS-1515MBAM di Nationstar. Puoi trovare la scheda tecnica in questo link: https://www.nationstar.com/en/goods/357.html
Dalle specifiche, sappiamo che la lampada rossa emetterà una luminosità di 55 mcd con un ingresso di corrente di 8 mA, la lampada verde emetterà una luminosità di 170 mcd con un ingresso di corrente di 5 mA e la lampada blu emetterà 17 mcd con un ingresso di corrente di 3 mA.
Quindi per un pixel pitch di 1,875 mm con velocità di scansione di 32, se si utilizza questa lampada, questa luminosità massima può essere
Luminosità = min(55/3,170/6,17)*10*284444/32/1000=1511cd/m2
La formula sopra è la teoria della luminosità del display a LED. A condizione che non superi la capacità di carico dell'alimentatore e che la dissipazione del calore sia sufficientemente buona.
Consumo energetico dello schermo LED
Il consumo energetico del display a LED è la somma del consumo energetico di ogni pixel. Supponiamo che la luminosità della lampada a LED abbia una relazione lineare con la corrente di ingresso. Dalle specifiche della lampada a LED sopra riportate, prendiamo pixel pitch 1,875 mm, velocità di scansione 32 per esempio.
La lampada rossa emetterà una luminosità di 55mcd con un ingresso di corrente di 8mA,
La lampada verde emetterà una luminosità di 170mcd con un ingresso di corrente di 5mA,
La lampada blu emette 17mcd con una corrente in ingresso di 3mA.
E la luminosità massima del bianco per un singolo pixel è min(55/3, 170/6,17)*10, quindi sapremmo che la lampada a LED rossa darebbe 3*17 = 51mcd, la lampada verde darebbe 17*6 = 102mcd. quindi sapremmo
La corrente della lampada rossa è 51/55*8 = 7,41 mA
La corrente della lampada verde è 102/170*5 = 3mA
La corrente della lampada blu è 3mA
Poiché normalmente la tensione dell'alimentatore è di 4,6 V, quindi la potenza in watt per singolo pixel è
potenza del singolo pixel = 4,6*(7,41+3+3)=61,686mW
Quindi la potenza totale = potenza del singolo pixel * densità pixel/velocità di scansione = 61,686 * 284444/32/1000 = 548,32 W/mq
Questo in teoria, mentre il fornitore di energia ha solo circa l'80% di efficienza, quindi quando si esegue la progettazione è necessario utilizzare 848,32/0,8 = 685,4 W/mq
Schermo LED ad alta luminosità
I display a LED per esterni e semi-esterni necessitano sempre di un'elevata luminosità in modo che lo schermo possa essere leggibile sotto l'esposizione diretta alla luce solare. Normalmente per i display a LED semi-esterni, la luminosità deve essere superiore a 4500 nit. Per i display a LED per esterni, in particolare per i display a LED installati in autostrada, a volte è necessaria un'elevata luminosità di oltre 10000 nit.
Soluzioni di schermi led ad alta luminosità
1: Aumentare il fornitore di energia
2: Soluzione della lampada a catodo comune
3: Utilizzo di lampada a LED ad alta luminosità o lampada a LED con filo d'oro
4: Utilizzare lampada a LED con lente
5: Aumentare il rapporto di contrasto utilizzando una maschera e una lampada più scure (è possibile trovare la lampada Xinying con rivestimento più scuro nel link qui: https://en.sinyopto.com/product/108.html)
Soluzione all'inquinamento luminoso dei display a LED
L'inquinamento luminoso dei display a LED è diventato un problema soprattutto per i display a LED da esterno, poiché i display a LED da esterno devono avere un'elevata luminosità sotto l'esposizione alla luce solare. Ma quando fa buio, l'elevata luminosità del display a LED diventa inquinamento luminoso. Quindi come risolvere questo problema?
1: Possiamo utilizzare un sensore di luce ambientale, in modo che la luminosità del display a LED possa cambiare in base alla luce ambientale.
2: Possiamo impostare una tabella oraria di diverse impostazioni di luminosità per il display a LED.
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