EN
Որո՞նք են բարձր կատարողականությամբ արտաքին սահմաններում օգտագործվող LED էկրաններում կիրառվող էներգախնայողական տեխնոլոգիաները
Դուբայում գտնվող թվային բիլբորդի շահագործող, որն օգտագործում է 200 քառ. մետր մակերեսով էկրան արտաքին LED էկրան բարձր ինտենսիվությամբ ճանապարհային խաչմերուկում վերլուծելով էլեկտրաէներգիայի սպառման առաջին ամյա ցուցանիշները՝ հայտնաբերվեց, որ մեկ էկրանը տարեկան սպառում է 62.400 կՎտ·ժ, ինչը համարժեք է Արաբական Միացյալ Էմիրություններում վեց միջին տնային տնտեսությունների ընդհանուր էլեկտրաէներգիայի սպառմանը: Դուբայում առևտրային էլեկտրաէներգիայի գնով մեկ էկրանի տարեկան վճարը գերազանցեց 8.700-ը: Տասը բիլբորդների ցանցում տարեկան էլեկտրաէներգիայի ծախսերը մոտեցան 87.000-ի: Այնուհետև այն փոխարինվեց աussen սեղունակներ led ընդհանուր կաթոդային վարող ճարտարապետությամբ և ինտելեկտուալ պայծառության վերահսկմամբ, նույն 200 քառ. մետրանոց էկրանը տարեկան սպառում է 40.320 կՎտ·ժ, այսինքն՝ 35,4 %-ով նվազեց, ինչը նվազեցրեց մեկ էկրանի վճարը մոտավորապես 5.600-ի և ընդհանուր ցանցի խնայողությունը՝ տարեկան 31.000-ի: Լրացուցիչ սարքավորումների ներդրման վերադարձը տեղի ունեցավ 14 ամսվա ընթացքում:
Բարձր կատարողականությամբ էներգախնայող տեխնոլոգիաների հարցը աussen սեղունակներ led չի վերաբերում եզրային արդյունավետության մեծացմանը՝ այլ կերպ ասած, սա տարբերություն է միջև 5.600 տարեկան շահագործման ծախս ունեցող էկրանի և 8.700 տարեկան շահագործման ծախս ունեցող էկրանի միջև, որը չափվում է 100.000 ժամ տևողությամբ սահմանված աշխատանքային ժամանակահատվածում։
Ընդհանուր կաթոդով վարում — Հիմնական ճարտարապետական տարբերությունը
Ժամանակակից էկրաններում ամենակարևոր էներգիայի խնայման տեխնոլոգիան արտաքին LED էկրան ընդհանուր կաթոդով վարող IC-ի ճարտարապետությունն է։ Որպեսզի հասկանանք, թե ինչու է այն էներգիա խնայում, նախ պետք է վերլուծենք այլընտրանքային տարբերակը։
Սովորական ընդհանուր անոդային LED ցուցադրման սարքը միաժամանակ երեք գույնի առաջնային աղբյուրներին (կարմիր, կանաչ և երկնագույն) մատակարարում է մեկ միասնական լարում՝ սովորաբար 5 վոլտ: Այդուհանդերձ, երեք գույնի LED-ները հիմնարարորեն տարբեր առաջնային լարման պահանջներ ունեն. կարմիր LED-ի միկրոսխեման արդյունավետ է աշխատում մոտավորապես 2,0–2,4 վոլտ լարման դեպքում, իսկ կանաչ և երկնագույն LED-ի միկրոսխեմաները յուրաքանչյուրը պահանջում են մոտավորապես 3,0–3,4 վոլտ լարում՝ օպտիմալ արդյունքի հասնելու համար: Ընդհանուր անոդային համակարգում ամբողջ 5 վոլտանոց լարումը ստիպված է անցնել երեք առաջնային աղբյուրներով: Ավելցուկային լարումը՝ կարմիրի համար մոտավորապես 2,6–3,0 վոլտ և կանաչի ու երկնագույնի համար 1,6–2,0 վոլտ՝ արտաթափվում է որպես ջերմություն վարիչ ինտեգրալ սխեմայի ներքին դիմադրությամբ: Այս կորցրած էներգիան չի ծառայում լուսավորման նպատակին. այն պարզապես բարձրացնում է ցուցադրման սարքի շահագործման ջերմաստիճանը, ինչը հետևաբար ստիպում է սառեցման համակարգերին ավելի շատ աշխատել, ինչը մեծացնում է էներգիայի կորուստը:
Սովորական կաթոդային վարիչ ԻԿ-ն յուրաքանչյուր գույնի առանցքին մատակարարում է իր սեփական օպտիմալացված լարումը. մոտավորապես 2,4 վոլտ՝ կարմիր կաթոդին և 3,4 վոլտ՝ կանաչ ու երկնագույն կաթոդներին: Մատակարարման և LED-ի պահանջների միջև լարման տարբերությունը նվազում է զրոյին մոտ՝ բոլոր երեք առանցքներում թափանցող կորցրած ջերմությունը կազմում է 0,2 վոլտից պակաս: Գործնական արդյունքը՝ սովորական կաթոդային արտաքին LED էկրան սովորաբար նույն պայմաններում 15–25 % պակաս էներգիա է օգտագործում, քան համարժեք սովորական անոդային մոդելը՝ նույն լուսավորության մակարդակում: Ուղղակի արեւային լույսի տակ տեսանելիության համար անհրաժեշտ 10 000 նիտ գագաթային լուսավորության դեպքում էներգիայի խնայողությունը ավելի է արտահայտված, քանի որ բազային վատտային արժեքը ավելի բարձր է:
Բարձր էֆեկտիվությամբ SMD LED-ներ՝ ավելի շատ լույս մեկ վատտում
Էներգիայի արդյունավետության երկրորդ շերտը առաջանում է ինքնին LED-ի փաթեթից: Բարձր կատարողականությամբ աussen սեղունակներ led օգտագործել SMD (Surface-Mount Device) LED մակրոսային սարքեր՝ 80–110 լումեն/վատ լուսատվյալ արդյունավետությամբ, ի համեմատություն հին DIP (Dual In-line Package) տեխնոլոգիայի 50–70 լումեն/վատ ցուցանիշի: Նշանակությունը պարզ է. նույն 5000-նիտ ելքային արժեքը ստանալու համար ավելի քիչ վատ մուտքային հզորություն է անհրաժեշտ, երբ յուրաքանչյուր վատ ավելի շատ տեսանելի լույս է արտադրում:
Կարևոր է սեմիպրովենտորի հիմնական դիզայնը: Բարձր արդյունավետությամբ SMD փաթեթները օգտագործում են թաղափոխված չիպի (flip-chip) միացում՝ այլ որ լարային միացում (wire bonding): Լարային միացումները յուրաքանչյուր միացման կետում ստեղծում են էլեկտրական դիմադրություն, իսկ տասնյակ հազարավոր LED չիպեր պարունակող ցուցադրակայանում ընդհանուր դիմադրության կորուստը կարող է հաշվարկվել հարյուրավոր վատտերով: Flip-chip LED-ները սեմիպրովենտորի դիեն անմիջապես տեղադրում են սուբստրատի վրա՝ վերացնելով միացման լարը և դրա հետ կապված դիմադրությունը: Ավելի կարճ էլեկտրական ճանապարհը նաև բարելավում է ջերմահաղորդականությունը. ջերմությունը LED-ի միացման կետից անմիջապես անցնում է ՊԽՀ-ի պղնձե շերտի մեջ՝ այլ որ միջանկյալ լարի միջոցով, ինչը նվազեցնում է միացման կետի ջերմաստիճանը 5–8°C-ով: Ցածր միացման կետի ջերմաստիճանը նշանակում է ավելի դանդաղ լյումենի անկում. flip-chip SMD LED-ը սովորաբար պահպանում է իր սկզբնական պայծառության 80%-ը 50 000 ժամ անց, իսկ լարային միացմամբ փաթեթների դեպքում նույն պայծառության սահմանը հասնում է 60 000+ ժամ անց՝ հիմնված IES TM-21-ում սահմանված LM-80 փորձարկման պրոտոկոլների վրա:
Շրջակա լույսի զգայչներ և դինամիկ պայծառության ճշգրտում
Երրորդ էներգախնայողական տեխնոլոգիան վերաբերվում է պարզ շահագործման իրականությանը՝ մի արտաքին LED էկրան չի պետք ամբողջօրյա առավելագույն պայծառությամբ աշխատել։ Ուղիղ արեգակնային լույսի դեպքում տեսանելի պարունակության համար անհրաժեշտ է 5000–10000 նիտ պայծառություն։ Գիշերային շահագործման ժամանակ՝ երբ շրջակա լույսը նվազում է 50 լյուքսից ցածր՝ առանց արտացոլման հարմար դիտման համար անհրաժեշտ է միայն 500–800 նիտ պայծառություն։ Դիսպլեյի օրվա պայծառությամբ գիշերը աշխատելը այդ ժամերի ընթացքում ծախսված էներգիայի մոտ 85–90 %-ը կորցնելու պատճառ է դառնում։
Ամբիենտային լուսավորության զգայչները, որոնք տեղադրված են ցուցադրման կաբինետում, շարունակաբար չափում են շրջապատող լուսավորության մակարդակները և տվյալները ուղարկում վիդեո պրոցեսորին, որն իր հերթին իրական ժամանակում ճշգրտում է LED-ների աշխատանքային հոսանքը: Լավ կարգավորված համակարգը անցում է 256 կամ ավելի ճշգրիտ պայմանավորված լուսավորության մակարդակների միջև՝ այլ ոչ թե սահմանափակ արժեքների միջև կտրուկ ցատկերով: Լուսավորության կորը սովորաբար հետևում է լոգարիթմական, այլ ոչ թե գծային պրոֆիլի՝ մարդու աչքը լուսավորությունը ընկալում է լոգարիթմական սկալայով, ուստի հարթ ընկալվող անցումը պահանջում է ոչ գծային հոսանքի ճշգրտումներ:
Ժամանակացված մթացումը ավելացնում է երկրորդ կառավարման շերտ՝ օպերատորը ծրագրում է ժամային լուսավորության պրոֆիլներ, որոնք կապված են տեղադրման վայրի արևածագի և արևամայրի տվյալների հետ: Հարավարևելյան Ասիայում գտնվող մեկ ստադիոնում, որտեղ մեկ արտաքին LED էկրան ծառայում է ինչպես ցերեկային սպորտային միջոցառումների, այնպես էլ երեկոյան համերգների՝ ժամացույցի համակարգը ավտոմատ կերպով բարձրացնում է պայծառությունը 800 նիտից 6:00-ին մինչև 6500 նիտ 11:00-ին, պահպանում է առավելագույն պայծառությունը մինչև 16:00-ը, ապա նվազեցնում է դեպի 1200 նիտ 20:00-ի համերգի համար։ Ավտոմատացումը վերացնում է մարդկային սխալները. մեկ անգամ մոռացված ձեռքով կատարված ճշգրտումը, որը թողնում է ցուցադրությունը ցերեկային պայծառության վրա ամբողջ գիշեր, կարող է մեկ շաբաթվա ընթացքում լրացուցիչ էլեկտրաէներգիա սպառել այնքան, որքան ամբիենտ զգայչների համակարգի տեղադրման արժեքն է։
Էներգախնայող արտաքին սահմանների LED էկրանի ընտրություն
Գնման թիմերը, որոնք գնահատում են աussen սեղունակներ led պետք է պահանջել կոնկրետ տեխնիկական տվյալներ՝ հիմնվելով չմշակողի «էներգախնայող դիզայն» հայտարարությունների վրա: Պահանջվող նվազագույն սպեցիֆիկացիաներն են՝ վարող ԻՍ-ի մոդելի համարը և նրա գնահատված ընդհանուր կաթոդային լարման բաժանումը; SMD LED փաթեթի լուսային արդյունավետությունը լումեն/վատտով (ոչ միայն չիպի արդյունավետությունը, այլ ամբողջ մոդուլային մակարդակի չափումը, որը հաշվի է առնում օպտիկական կորուստները); ստացված հզորությունը վատտ/քառ. մետրով երեք պայծառության մակարդակներում (100 %, 70 % և 40 %); ինտեգրված շրջակա լույսի զգայունակ սենսորի աջակցման հաստատումը համակարգում օգտագործվող վիդեո պրոցեսորի հետ: 70 %-ի պայծառության դեպքում ստացված հզորությունը հատկապես օգեստական է, քանի որ այն ներկայացնում է մեծ մասամբ կլիմայական գոտիներում օրվա ընթացքում սովորաբար գործարկման պայմանները. ամբողջ 10 000 նիտ արտահայտությունը անհրաժեշտ է միայն այն դեպքում, երբ էկրանը ուղղված է ուղիղ հասարակածային արեգակնային լույսին:
Տարեկան էներգիայի ծախսի հաշվարկը պետք է կատարվի՝ օգտագործելով տեղական առևտրային էլեկտրաէներգիայի գինը, բազմապատկված մեկ քառ. մետրի վրա վատտերի թվով՝ սպասվող միջին պայծառության մակարդակում, բազմապատկված պլանավորված օրական աշխատանքային ժամերով և 365-ով: Հաշվարկը վերաբերում է 100 քառ. մետր մակերեսի արտաքին LED էկրան որը սպառում է 280 Վտ/մ² 6500 նիտ պայծառության դեպքում, աշխատում է օրական 16 ժամ և ունի 0,12 դոլար/կՎտ·ժ էլեկտրաէներգիայի գին, ինչը տարեկան կազմում է 19.622 դոլար: Նույն պայծառության դեպքում 350 Վտ/մ² սպառող ընդհանուր անոդային համարժեք մոդելի տարեկան ծախսը կազմում է 24.528 դոլար՝ տարեկան 4906 դոլար տարբերությամբ, որը կուտակվում է ցուցադրասարքի ծառայության ամբողջ ժամանակահատվածում:
Հաճախ տրվող հարցեր
Ի՞նչ է ընդհանուր կաթոդային LED վարիչ տեխնոլոգիան:
Ընդհանուր կաթոդային տեխնոլոգիան յուրաքանչյուր LED գունային առանցքի (կարմիր, կանաչ, կապույտ) մատակարարում է իր սեփական՝ օպտիմալ լարումը՝ մոտավորապես 2,4 Վ կարմիրի և 3,4 Վ կանաչի/կապույտի համար, իսկ ոչ թե բոլոր առանցքների միջով ստիպում է անցնել մեկ 5 Վ լարում: Սա վերացնում է ընդհանուր անոդային կառուցվածքներում առաջացող լարման տարբերության պատճառով առաջացող կորցրած ջերմությունը և նվազեցնում է ընդհանուր էներգիայի սպառումը 15–25 %-ով՝ նույն պայծառության դեպքում:
Որքան էլեկտրաէներգիա է օգտագործում մեծ արտաքին LED էկրանը:
100 քառ. մետր մակերեսով, 6500 նիտ լուսային ինտենսիվությամբ (սովորական ցերեկային պայմաններում) բարձր կատարողականությամբ արտաքին LED էկրանը սպառում է մոտավորապես 28 կՎտ: Էլեկտրաէներգիայի գինը 0,12 դոլար/կՎտ·ժ է, և օրական 16 ժամ շահագործման դեպքում տարեկան էլեկտրաէներգիայի ծախսը կազմում է մոտավորապես 19 600 դոլար: Գիշերային շահագործումը՝ 500–800 նիտ լուսային ինտենսիվությամբ, նվազեցնում է էներգիայի սպառումը մինչև 8–12 կՎտ: Իրական ցուցանիշները կախված են պիքսելի քայլից, վարիչների ճարտարապետությունից և ցուցադրվող բովանդակության լուսային ինտենսիվությունից:
Կարո՞ղ են շրջակա լույսի սենսորները իրոք նվազեցնել արտաքին LED էկրանների էլեկտրաէներգիայի հաշիվները:
Շրջակա լույսի սենսորները գիշերային ժամերին էներգիայի սպառումը նվազեցնում են 80–90 %-ով՝ ինքնաբերաբար իջեցնելով լուսային ինտենսիվությունը 5000–10 000 նիտից մինչև 500–800 նիտ, երբ շրջակա լույսի մակարդակը իջնում է 50 լյուքսից ցածր: 100 քառ. մետր մակերեսով էկրանի համար, որը գիշերային ժամերին օրական 8 ժամ է աշխատում, տարեկան խնայողությունը կազմում է մոտավորապես 4000–6000 դոլար՝ կախված տեղական էլեկտրաէներգիայի գներից, ինչը սենսորների սարքավորումների ծախսերը վերականգնում է մի քանի ամսվա ընթացքում:
Ի՞նչ տարբերություն կա SMD և DIP LED-ների միջև էներգախնայողության տեսանկյունից:
SMD LED-ները տալիս են 80–110 լյումեն/վատտ, իսկ DIP տեխնոլոգիայի դեպքում՝ 50–70 լյումեն/վատտ: Flip-chip SMD-ի տարատեսակը վերացնում է մետաղալարային միացումները, նվազեցնում է էլեկտրական դիմադրությունը և բարելավում է ջերմության արտածումը. միացման կետի ջերմաստիճանը 5–8°C-ով ցածր է, ինչը մոտավորապես 10 000 ժամով երկարացնում է այն ժամանակահատվածը, մինչև լուսավորությունը նվազում է 80 %-ից ցածր:
Որքան են տևում էներգախնայող արտաքին LED էկրանները:
Բարձրորակ SMD LED մոդուլները, որոնք ստուգվել են LM-80 ստանդարտներով, սովորաբար պահպանում են սկզբնական լուսավորության ≥80 %-ը 50 000–60 000 ժամ ընթացքում՝ երբ շահագործվում են նշված ջերմաստիճանային սահմաններում: Ընդհանուր կաթոդային վարիչ IC-ները, որոնց MTBF-ն 100 000 ժամ է, նվազեցնում են ջերմային լարվածությունը ՊԿՄ հավաքածուի վրա, ինչը նպաստում է ամբողջ համակարգի երկարատև աշխատանքին՝ միայն LED մոդուլների աշխատանքային ժամանակից ավելի երկար:
Արդյո՞ք պիքսելի քայլը ազդում է արտաքին LED էկրանների էներգասպառման վրա:
Պիքսելի հեռավորությունը ուղղակիորեն ազդում է LED չիպերի խտության վրա. P4 բացօթյա էկրանը մեկ քառակուսի մետրում պարունակում է 62 500 LED, իսկ P10-ը՝ միայն 10 000: Փոքր հեռավորությամբ էկրանները նույն պայծառության դեպքում մեկ քառակուսի մետրում ավելի շատ էներգիա են օգտագործում, քանի որ միաժամանակ ավելի շատ LED չիպեր են ակտիվացվում: P4 բացօթյա LED էկրանը 5000 նիտ պայծառության դեպքում սովորաբար օգտագործում է 320–380 Վտ/մ², իսկ P10-ը նույն պայծառության դեպքում՝ 180–220 Վտ/մ²:
