10W LCD scherm deel 2: Het ideale scherm

Door mux op maandag 4 juni 2012 19:35 - Reacties (11)
Categorie: 10W LCD-scherm, Views: 4.848

Looking for the English version?

In deze blogserie over het energieverbruik van monitoren:
Deel 1 (Anatomie) - Deel 2 (Je bent hier)


In het vorige deel van deze blogserie hebben we naar de onderdelen van een computermonitor gekeken. Het doel van deze ontleedpartij was uitzoeken waar elektriciteit in een scherm wordt gebruikt. In deze blogpost kijken we niet naar bestaande schermen, maar stellen we onszelf de vraag: hoe ontwerp je een computermonitor die zo min mogelijk energie verbruikt?



Met de kennis uit de vorige blogpost en een de concepten die ik jullie in deze blogpost ga uitleggen kunnen we beredeneren wat het absolute minimumverbruik van monitoren is. Dat is echte wetenschap: precies weten wat de limiet is (1), maar ook weten wat ons ervan weerhoudt om die limiet te bereiken (2). Om kort te gaan: in dit hoofdstuk gaan we de ideale monitor bouwen. Ik bedoel daarmee natuurlijk mux' definitie van ideaal: een zo laag mogelijk energiegebruik. Ook zal ik uitleggen hoe we in de praktijk kunnen testen hoe dicht we bij die limiet zitten. Je zult zien dat ik in het volgende deel over dit onderwerp diezelfde methodes weer zal gebruiken.
0. Index
Zero-work elements
Er zijn twee takken in de elektronica: vermogenselektronica en micro-elektronica. De eerste behelst het omzetten van vermogen: het omzetten van spanningen en stroom. De tweede daarentegen is alleen informatieverwerking. De termen 'vermogen', 'efficiëntie' en 'energie' zijn voornamelijk van belang in de vermogenselektronica.

In principe gebruikt micro-elektronica geen energie. Het enige wat het doet is immers informatie doorgeven. Hoewel, informatie is een zekere vorm van orde (entropie) en zoals je wellicht weet kost het veranderen van entropie energie. In een monitor hoeft de informatie alleen maar van de video-input naar het paneel verschoven te worden. Daar hoeft dus op zich niet veel entropie veranderd te worden, die zit al in de input. Oftewel: de micro-elektronica in een scherm zou theoretisch bijna geen energie moeten gebruiken. We noemen dit soort machines die in principe geen energie gebruiken ook wel 'zero-work elements'. We kunnen dit bijvoorbeeld nagaan door het stroomverbruik van deze chips te meten. In de praktijk gebruiken deze chips (veel) minder dan 1W.

Display receiver and controller
Een moderne display controller (uit een Samsung PX2370)

Dit was best een ingewikkelde uitleg van zero-work elements. Een andere manier om zero-work elements te vinden is om naar de begin- en de eindstaat ervan te kijken. Laten we eens naar een LCD-paneel kijken. Elke pixel in het paneel begint wit en eindigt wit en varieert in de tussentijd alleen in tinten. Je zou verwachten dat dit een zero-work element is en daarom is het jammer om te zien dat het paneel in de praktijk toch een hoop stroom verbruikt.

Een onderdeel dat duidelijk geen zero-work element is in LCD-schermen is de backlight, of in het geval van OLED-schermen de actieve pixels. In dit geval is het duidelijk dat de begin- en de eindstaat niet gelijk zijn. In de tijd dat de lichtbron heeft aangestaan heeft hij vele fotonen uitgestoten. Hij heeft dus elektrische energie omgezet in lichtenergie.

Klassieke benadering van de backlight
Led backlight

De ideale witte lichtbron en leds
Dus, we hebben zojuist geconstateerd dat alleen de backlight elektriciteit zou moeten gebruiken in een computerscherm. Theoretisch dus. Maar laten we eens kijken wat voor onderdelen tussen de backlight en gebruiker allemaal licht tegenhouden.

Om te beginnen met de backlight zelf. We willen hier natuurlijk een ideale lichtbron hebben. De ideale lichtbron geeft ons 250 lm/W. Lumens (lm) zijn een maat voor de hoeveelheid zichtbaar licht. De maat lumen per Watt (lm/W) vertelt ons dus hoeveel zichtbaar licht een lichtbron produceert per Watt elektrisch vermogen. In het Engels noemen we dit efficacy, wat naar het Nederlands vertaalt als 'effectiviteit' - hoewel je deze term niet vaak in het Nederlands zult horen. Ik zei dus dat de ideale lichtbron 200 lm/W produceerde. Of zei ik nou 300 lm/W? Het grappige is dat zeker met de komst van leds dit precieze getal onderwerp van hevige discussie is. Ik zal nu uitleggen hoe ik bij die 250 lm/W kwam.

Vroeger vond men dat de ideale lichtbron een zwarte straler van 5800 Kelvin (K) was, waarbij alleen het spectrum tussen 400 en 700 nm werd gebruikt. Een zwarte straler is een voorwerp dat (1) licht uitzendt omdat het zo warm is en (2) het licht dat hij uitstraalt niet zelf opneemt. Zo'n voorwerp produceert niet alleen zichtbaar licht, maar ook ultraviolet en infrarood licht. Daar hebben we niets aan dus we doen nu gewoon alsof dat licht nooit heeft bestaan. Zo houden we alleen maar licht met een golflengte van 400-700 nm over. Als je dan vervolgens meet hoeveel lumens aan licht deze straler produceert als je er 1 Watt aan warmte instopt kom je op dat getal van 250 lm/W.

http://www.spaceflight.esa.int/impress/text/education/Images/Glossary/GlossaryImage%20049.png
De straling van een zwarte straler bij verschillende temperaturen

Als je naar het spectrum van zo'n straler kijkt zul je zien dat hij meer groen licht dan licht van een andere kleur uitstraalt. Je zou kunnen tweaken aan dit spectrum en hem bijvoorbeeld meer blauw licht laten maken. Dat ziet er nog steeds uit als een witte 'lamp' maar deze witte lichtbron heeft een andere effectiviteit (lm/W). Wat ik hier probeer te zeggen is dat er niet één 'echte' witte lichtbron bestaat. Je kunt vele soorten witte lampen maken met wild verschillende spectra. Je kunt dus niet zeggen dat 'de ideale witte lichtbron' per definitie 250 lm/W presteert. Het kan net zo goed 200 of 300 lm/W zijn.

http://www.nanocotechnologies.com/Resources/Images/ac0c38f3-6c36-4d78-9e5d-4cf066b02cb2.jpg
Verschillende led-spectra die we allemaal zien als 'wit licht'

Nu wordt het interessant: mijn favoriete lichtbron -de led- kan theoretisch, maar ook praktisch zo effectief werken. Dit is uniek. Alle andere lichtbronnen hebben een natuurkundige limiet en kunnen dus nooit 250 lm/W halen. Dit is de reden waarom experts zo overtuigd zijn van de rooskleurige toekomst van leds. Het zijn letterlijk ideale lampen. Maar genoeg gekwijl: we weten nu dus dat we in onze theoretische ideale monitor een led backlight willen gebruiken.

Hoe doorzichtig is een polarisatiefilter?
Polarisatie van licht
Deze 'lichtgolf' is gepolariseerd in de Y-richting

Het licht van deze leds moet in een LCD-scherm door een polarisatiefilter heen: het paneel. Een ideaal polarisatiefilter is volledig transparant voor licht met één specifieke polarisatiehoek. Stel: je schijnt met een ongepolariseerde lichtbron door zo'n polarisatiefilter. Hoeveel licht verlies je dan? Om dit te berekenen stellen we ons de polarisatie van licht voor als een tweedimensionale vector met loodrechte componenten X en Y. Stel dat het polarisatiefilter alleen licht met een polarisatiehoek in de Y-richting doorlaat. In het ongepolariseerde licht kunnen we de verdeling van polarisatiehoeken als constant aannemen. Het aandeel van polarisatiehoek Y in het ongepolariseerde licht kan worden beschreven met de sinusfunctie:

Verdeling van polarisatiehoeken

Zelfs als je dit tot nu toe niet gevolgd hebt is het duidelijk uit dit plaatje dat de verhouding van het oppervlak onder de sinusfunctie tot het oppervlak van de totale polarisatiedistributie een maat is voor hoeveel licht het polarisatiefilter tegenhoudt. Dat is dus (in de praktijk: minimaal, theoretisch: precies) 50%.

We hebben dus nu wiskundig beredeneerd dat het polarisatiefilter minimaal 50% van het licht tegenhoudt. Er zit nog één ander element op het paneel dat licht tegenhoudt: het kleurenfilter. In een ideale wereld (als je RGB ideaal vindt) houdt elk van de drie kleurenfilters 2/3 van het licht tegen*. Zo simpel is het. De rest van het paneel in onze ideale monitor is transparant. Gecombineerd laten het polarisatiefilter en het kleurenfilter slechts 16,7% van het licht door.

Dat was de theorie. De praktijk zit er niet zover van af. Deze jongens hebben de transparantie van verschillende LCD-panelen gemeten en kwamen tot transparantiewaarden van 5 tot 9%. Dat lijkt in eerste instantie een stuk minder dan wat ik voorspelde maar een belangrijk effect wat ik in de ideale monitor verwaarloos is de hoeveelheid ruimte die door bedrading en transistoren wordt ingenomen. Zoals je je kunt voorstellen aan de hand van dit plaatje verklaart dit het grootste deel van het verschil.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/1/18/Dell_axim_LCD_under_microscope.jpg/508px-Dell_axim_LCD_under_microscope.jpg

Het resultaat: een 24-inch monitor die 1,2W gebruikt
Laten we nu alle theorie van hiervoor samenvoegen en uitrekenen hoeveel vermogen een ideaal scherm zou moeten verbruiken. Hiervoor moeten we een aantal randvoorwaarden opstellen: de helderheid en de grootte van het scherm. Als we uitgaan van een normale kantoor/thuisomgeving is een schermhelderheid van 100 cd/m2 een heel redelijke waarde. Voor wat betreft de grootte van het scherm gaan we nu even uit van een scherm van 1 vierkante meter. Dat rekent makkelijk en we kunnen het daarna omrekenen naar een scherm van meer menselijke proporties.

Dit oppervlak zou met een helderheid van 1 cd/m2 ongeveer 3,14 lumens aan licht uitzenden. Dat komt doordat dit oppervlak zijn licht gelijkmatig over 180 graden horizontaal en verticaal uitzendt. Deze maat voor de combinatie van horizontale en verticale hoeken noemen we steradialen. Een halve bol is pi steradiaal, oftewel 3,14 sr. Laten we nu verder rekenen: de helderheid van het oppervlak was 100 cd/m2, dus hij straalt 314 lm uit. Op zijn beurt is deze hoeveelheid licht 1/6 van het licht dat de backlight uitzendt. Totaal moet het backlight dus 1880 lm produceren wat bij 250 lm/W neerkomt op een elektrisch vermogen van 7,5W. Met andere woorden: een ideaal scherm van 1 vierkante meter zou theoretisch niet meer dan 7,5W moeten gebruiken. Wat betekent dit voor monitoren van meer courante schermdiagonalen?

Maat van het schermOppervlakte [m2]Ideaal benodigd vermogen @ 100 cd/m2 [W]
20-inch0.110.84
24-inch0.161.2
27-inch0.21.5
30-inch0.251.9


Nu is natuurlijk de vraag: waarom gebruikt een echte monitor zoveel meer? Dit komt doordat realistische lichtverliezen een vermenigvuldigend effect hebben op het stroomverbruik. Allereerst is een praktisch paneel hoogstens 10% transparant wat een factor 1,6 bovenop ons ideale rekensommetje gooit. Een moderne led-backlight is ook eerder 100 dan 250 lm/W, een factor 2,5. Als laatste is er nog de voeding: van stopcontact tot leds hoef je hier niet meer dan 50% efficiëntie te verwachten. In de praktijk betekent dit dat bijvoorbeeld een 24-inch monitor niet 1,2 maar 9,5W voor zijn backlight nodig heeft. Tel daarbij op het vermogen benodigd voor het paneel (5W) en voor de rest van de micro-elektronica (1W) en we komen uit bij 15,5W.

Verbazingwekkend genoeg zijn er monitors die minder gebruiken dan ik hier heb voorspeld! Iemand heeft iets heel speciaals gedaan in bijvoorbeeld de Iiyama E2474HDD, die slechts 13W gebruikt bij een schermhelderheid van 140 cd/m2! Ik verwacht dat in dit scherm een combinatie van zuinigere micro-elektronica en een beter soort backlightvoeding is gebruikt (70% efficiëntie is hier haalbaar). Van dit soort monitors, die mijn verwachtingen overtreffen, word ik natuurlijk heel blij!

Door de manier waarop LCD-schermen werken moet de backlight op volle toeren draaien ook wanneer een scherm grotendeels zwart is. Op deze manier wordt een hoop licht alsnog weggegooid, zelfs bij dit soort relatief efficiënte schermen. Als je dit probleem wilt oplossen moet je kijken naar een andere techniek: de actieve pixels. Dus, wat verbruikt de ideale actieve pixel monitor?

De ideale actieve pixel monitor (brede kijkhoek)
Zelfs een theoretisch ideaal LCD-scherm heeft inherente verliezen: van al het licht dat hij uitzendt komt maximaal 16,7% door het paneel heen. Als we actieve pixels gebruiken hebben we hier helemaal geen lichtverlies, met andere woorden: al het licht dat de leds produceren komt aan de voorkant van het scherm naar buiten. De techniek die op dit moment van dit principe gebruikmaakt is het OLED-scherm, maar dat is geen wonder van efficiëntie. Moderne OLEDs krijgen met moeite 10-20 lm/W voor elkaar, veel slechter dan 1/6 van onze ideale backlight (250 lm/W) dus. Maar dit is geen fundamenteel bezwaar. In de toekomst zal het op enig moment mogelijk zijn om ook ideale witte OLEDs 250 lm/W te laten produceren. Op het scherm willen we echter gekleurde OLEDs, welke theoretisch 1/3 van dat getal kunnen halen. Dat betekent:

Maat van het schermOppervlakte [m2]Ideaal benodigd vermogen @ 100 cd/m2 [W]
20-inch0.110.42
24-inch0.160.60
27-inch0.20.75
30-inch0.250.96


Maar zoals we hierboven hebben besproken is een scherm nooit helemaal wit. Bij gemiddeld kantoorgebruik kijk je naar 33-50% van het licht dat een witte monitor zou uitstralen. Tijdens gamen, video kijken en de meeste andere activiteiten is dat getal zelfs nog lager: 5-20%. We kunnen bovenstaande tabel dus makkelijk omzetten naar de volgende:

Maat van het schermBenodigd vermogen (kantoorwerk) [W]Benodigd vermogen (video/spelletjes) [W]
20-inch0.210.08
24-inch0.300.12
27-inch0.380.15
30-inch0.480.19


Het perfecte scherm
Maar er is meer speelruimte. Of dacht je dat 0,2W voor een 30-inch scherm goed was? Als je nadenkt over waar het licht uit je scherm naartoe gaat en waar je het eigenlijk wilt hebben zie je dat er nog een hoop ruimte voor verbetering is. Je hoeft namelijk eigenlijk alleen maar licht naar je ogen te sturen. Dat de rest van de ruimte wordt verlicht is eigenlijk verloren energie. Maar is dit een realistische gedachte? Is het mogelijk om licht enkel en alleen naar je ogen te sturen, vanuit een scherm? In het afgelopen jaar, met de opkomst van 3D-televisies zonder brillen, is gebleken dat dit inderdaad mogelijk is met zogenaamde lenticulaire lenzen. In 3D-televisies zorgen deze lenzen ervoor dat licht in verticale stroken de ruimte ingezonden wordt, waardoor je ogen allebei iets anders zien. Dit is theoretisch uit te breiden door deze lenticulaire lenzen een heel klein beetje te laten bewegen zodat ze je ogen kunnen volgen. Een andere optie, die gebruikt wordt in de Google-glasses, is om licht direct in je oog te projecteren. Dus, wat voor impact heeft dit op het energieverbruik?

Een comfortabele kijkafstand voor een computerscherm is ongeveer gelijk aan de beelddiagonaal. Dit betekent dat bijvoorbeeld een 20-inch scherm van 50,8cm wordt bekeken. Je kunt het licht dat uit het scherm komt voorstellen alsof het wordt geprojecteerd op een halve bol met een straal van 50,8cm. Deze halve bol heeft dan een oppervlak van 1621464 mm2. Een standaard oogbal (ja, zoiets bestaat echt) heeft een diameter van 25mm en zodoende een oppervlak van ca. 500 mm2. Twee oogballen hebben dus samen een oppervlak van 1000mm2. Van al het licht dat het scherm verlaat hebben we dus maar 1/1621ste nodig. Met andere woorden:

Screen sizeVermogen bij LCD [µW]Vermogen bij actieve pixels [µW]
20-inch51886
24-inch51486
27-inch50885
30-inch50485


Dit is de perfecte monitor. Zoals je ziet wordt het energiegebruik niet hoger als het scherm groter wordt. Immers: hoe groot het scherm ook is, al het licht dat hij uitzendt komt op dezelfde oogbol. Voor de duidelijkheid: deze tabel is in microwatts. Eventueel kun je nog verder bezuinigen, omdat je oog alleen licht door de pupil naar binnen laat, maar we laten het voor nu hierbij.

Als we nu teruggaan naar de fysieke werkelijkheid, zonder ideale lichtbronnen, zien we dat dit concept (licht direct naar je ogen sturen) hoe dan ook nog steeds ontzettend weinig vermogen nodig heeft. Ik ben er dan ook van overtuigd dat dit de toekomst is van schermtechnieken: heads-up displays (HUDs) en visors zoals de Google-glasses zijn niet alleen uit science-fiction gegrepen maar lijken ook een ideale manier om informatie naar je ogen te sturen.

Ik hoop dat ik in deze blogpost een indruk heb gegeven van wat er mogelijk is om schermen ultra-ultra-zuinig te maken. Nu moet ik hierbij zeggen dat ik een hoop aannames heb gemaakt waar niet iedereen het mee eens zal zijn dus neem de getallen die ik noem met een korreltje zout, hoewel ik in de juiste orde van grootte zou moeten zitten. Bijvoorbeeld: niet iedereen definiëert lumens op dezelfde manier. De getallen die ik heb genoemd zijn op dit moment nog 100% theorie en het zal nog minstens 10 jaar duren voor we hier in de buurt komen. Ik hoop dat ik in ieder geval heb gedemonstreerd dat zelfs de huidige generatie 'groene' computerschermen honderd zo niet duizend keer te veel energie gebruikt.


Is een 10W-scherm mogelijk?
Met deze blogpost probeerde ik deze vraag te beantwoorden. Nu ik er wat dieper over heb nagedacht denk ik dat het nog best pittig zal worden. In ieder geval heb ik nu meer houvast om het zo ver te brengen.

Ik heb uiteraard niet de beschikking over een OLED-scherm of een apparaat dat licht direct in mijn ogen projecteert. Ik zal het moeten doen met een 24-inch IPS-scherm met led-backlight. Dat betekent dat ik in theorie minimaal 1,2 W nodig heb voor de backlight. Dit getal gaat uit van een 16,7% transparant paneel met een led-backlight van 250 lm/W. Ik verwacht echter niet meer dan 10% transparantie en een led-backlight van 125 lm/W tegen te komen. Dat betekent dat ik 2,8-4W nodig heb voor de backlight. Zelfs met zelf-ontworpen voedingen die 90% efficiënt zijn wordt dat zo'n 4,4W totaal. Tel daarbij op een paar watt voor de micro-elektronica en zelfs deze rooskleurige schatting komt akelig dicht bij de 10W. Laten we hopen dat ik het voor elkaar krijg!



https://www.paypalobjects.com/nl_NL/NL/i/btn/btn_donateCC_LG.gifGeen PayPal? Stuur een DM of een e-mail e-mailadres

Volgende: 10W LCD screen part 2: The ideal display 06-'12 10W LCD screen part 2: The ideal display
Volgende: 10W LCD scherm deel 1: Anatomie van een scherm 05-'12 10W LCD scherm deel 1: Anatomie van een scherm

Reacties


Door Tweakers user Pruimenvlaai, maandag 4 juni 2012 21:43

Is de maximale haalbare helderheid nou 250 lm/w, 300 lm/w of nog hoger? En is die limiet voor rode leds nou anders dan voor bijv. blauwe leds?

Door Tweakers user mux, maandag 4 juni 2012 22:14

Ik ben in de tekst opzettelijk vaag en ontwijk dat punt een beetje. Het is niet zo makkelijk om te zeggen, namelijk.

Lumens zijn fundamenteel een maat voor hoeveel onze ogen gestimuleerd worden door licht. Er zijn dus twee factoren die meespelen in de definitie van de lumen: het oog en het licht. Licht is goed te definiëren, maar ogen... not so much.

Allereerst: het oog is lang niet zo gevoelig voor alle golflengtes. We zijn bijvoorbeeld ontzettend gevoelig voor groen, wat minder voor rood en heel ongevoelig voor blauw. Dat betekent dat een lamp met veel blauw in het licht per definitie een lagere effectiviteit - minder lumens per watt - produceert dan een rode lamp.

Vervolgens is ons oog niet altijd even gevoelig. 's Nachts of onder donkere lichtomstandigheden reageren onze ogen veel sterker op licht dan overdag, waarbij dit zowel door onze pupillen als ons netvlies wordt veroorzaakt. Bij donkere omstandigheden wordt wel gezegd dat we scotopisch zicht hebben, terwijl bij lichte omstandigheden fotopische waarneming geschiedt. De etymologie van deze termen laat ik even in het midden, want dit is in de afgelopen paar jaar ook heftig punt van discussie (men is het niet persé eens met die benamingen).

Als laatste is er iets dat we onder de noemer 'kleurechtheid' gooien: hoe wij een spectrum waarnemen. Als je licht van veel verschillende golflengtes bij elkaar neemt, hoe nemen wij de resulterende kleur waar? In werkelijkheid vinden wij behoorlijk veel wit. Wat meer blauw of rood in een 'wit' spectrum stoppen heeft weinig effect op onze waarneming van wit. We vinden het allemaal wel best.

Wat we niet best vinden is als dit witte licht wordt geschenen op bijvoorbeeld een foto met specifieke kleuren daarin. Onder het ene spectrum kan zo'n foto er flink anders uitzien dan onder een ander spectrum. Het spectrum waaronder de foto er zoveel mogelijk uitziet als het origineel noemen we het meest 'kleurechte' spectrum, en twee termen die hiermee samenhangen waar lezers van deze blogserie vast mee bekend zijn, zijn CRI (color rendering index, oftewel kleurechtheidsindex van verlichting) en gamut (kleurbereik).

Waarom vertel ik dit allemaal? Nou, als ik je moet vertellen wat nou de maximaal haalbare helderheid is kan ik je geen antwoord geven, maar met bovenstaande uitleg kan ik wel scenario's geven:

's nachts, bij scotopisch zicht (waarbij je ogen ontzettend gevoelig is) zal een perfecte groene lamp 1700lm/W produceren. Overdag, bij fotopisch zicht, is dat 683 lm/W.

Een ideale witte lichtbron die op de manier hierboven wordt geconstrueerd met een zwarte straler produceert 250lm/W onder fotopisch zicht en ongeveer 550lm/W onder scotopisch zicht. Een perfecte scotopische witte lichtbron zou iets minder dan 800lm/W kunnen produceren.

Een witte lichtbron met wat trucjes in het spectrum die er nog wel behoorlijk 'wit' uitziet en een CRI van 95 of beter heeft, kan maximaal ongeveer 400lm/W halen. Waarschijnlijk zullen de beste toekomstige LEDs een effectiviteit van 350-400lm/W hebben. Wederom: het gaat hier om fotopisch zicht.

En om je laatste vraag te beantwoorden: ja, de limiet is zeker anders voor gekleurd licht. De limiet is zelfs anders voor andere mensen en andere momenten van de dag. Lumens zijn een afschuwelijke maat om wiskunde mee te doen, maar oh zo belangrijk om licht en mensen samen te brengen.

Door Tweakers user godofal, maandag 4 juni 2012 23:13

heerlijke blogpost weer, en leuk dat je nog een halve extra post in een comment weet te proppen :9

Door Tweakers user Douweegbertje, dinsdag 5 juni 2012 02:33

Leuke blog, ik zal eerlijk zijn dat dit "te ver" gaat qua inhoud voor mij, en heb dus ook wat stukjes over geslagen.
Wellicht is mijn vraag niet direct relevant op je blog maar ik zit toch met een aantal dingen:
Ik neem aan dat je dit doet als hobby / research / extra stof voor je opleiding etc. echter je bent heel erg bezig met de theorie. Theorie is wellicht niet de juiste benaming hiervoor, maar waar ik op doel is dat jij dingen uitzoekt, verwerkt, aanpast en uiteindelijk ook iets in elkaar zet. Maar dan vraag ik mij zelf af, wat "heb" je hier aan in de praktijk?
Natuurlijk snap ik dat het voor jou een doel heeft als prestatie, en had zal wellicht wat eurotjes schelen, echter de grootte massa doet er vooralsnog niets mee.
Wat is uiteindelijk dan je doel / streven?
In hoeverre is dit scherm ideaal? Ik kijk vaak naar het totale plaatje, daarmee neem ik in rekening bijvoorbeeld de energie die het kost om bepaalde dingen voor elkaar te krijgen (bijv. fabriceren e.d.). Scheelt het dan nog steeds veel?

In elk geval veel succes, ik hoop dat het je lukt.

Door Tweakers user mux, dinsdag 5 juni 2012 09:42

Tja, wat heb je aan wetenschap? Begrip van de zaak!

Als je precies weet wat er aan de gang is in een apparaat, kun je gericht en effectief aanpassingen maken. Ik weet exact hoe de energiestromen binnen een computer en vrijwel alle randapparatuur werken, onder andere door inzichten die ik met dit soort research doe. Zodra ik dus zin krijg om een computer zuinig te maken kan ik uit dit vat kennis tappen om gericht en effectief te werk te gaan, in plaats van dat ik eindeloos en ongericht moet experimenteren.

Door dit soort onderzoek weet ik bijvoorbeeld dat het totaal nutteloos is om low-voltage geheugen te gebruiken, of een minder krachtige processor. Want die onderdelen zijn - in een laatste-generatie computer - altijd even zuinig, wat je er ook mee doet. Ik kan met deze kennis claims en doelen stellen aan het begin van een build: ik weet bijvoorbeeld dat het in de praktijk écht mogelijk moet zijn om Fluffy2 onder de 20W te krijgen. Ik heb het nog niet gedaan en het blijft spannend, maar het moet mogelijk zijn. Je hebt met dit soort theorie houvast.

En het is ook goed toe te passen in praktische componenten, of dat nou een monitor, moederbord, hele computer of ander soort randapparatuur is. En dat is bijvoorbeeld precies waar mijn eigen bedrijfje over gaat: ik maak bestaande computeronderdelen zo zuinig als ik ze kan krijgen, in opdracht van bedrijven.

Door Tweakers user The Lord, woensdag 6 juni 2012 00:22

Zo, dat was weer een blogpost om van te smullen. :Y)

Door Tweakers user Paul C, woensdag 6 juni 2012 23:36

Op het scherm willen we echter gekleurde OLEDs, welke theoretisch 1/3 van dat getal kunnen halen.
Zeker in het licht van je bovenstaande comment begrijp ik niet zo goed waar dit vandaan komt? Een groene OLED kan in theorie toch juist veel effectiever zijn dan een witte OLED welke ook minder effectief blauw en rood licht moet genereren?

Door Tweakers user mux, donderdag 7 juni 2012 08:35

Om dat goed te beantwoorden schrijf ik wellicht nog eens een blog over spectra, leds en zonnepanelen...

Door Tweakers user Paul C, maandag 18 juni 2012 07:47

mux schreef op maandag 04 juni 2012 @ 22:14:
Een ideale witte lichtbron die op de manier hierboven wordt geconstrueerd met een zwarte straler produceert 250lm/W onder fotopisch zicht en ongeveer 550lm/W onder scotopisch zicht. Een perfecte scotopische witte lichtbron zou iets minder dan 800lm/W kunnen produceren.

Een witte lichtbron met wat trucjes in het spectrum die er nog wel behoorlijk 'wit' uitziet en een CRI van 95 of beter heeft, kan maximaal ongeveer 400lm/W halen. Waarschijnlijk zullen de beste toekomstige LEDs een effectiviteit van 350-400lm/W hebben. Wederom: het gaat hier om fotopisch zicht.
Dat leek me nogal wat, dus ik ben het eens op gaan zoeken. Volgens mij bedoel je lm/watt-photonen en niet lm/watt-ac. 370lm/W-photonen is namelijk wel een beetje het maximum wat er met een redelijk wit spectrum te halen valt. Daar moeten echter nog de omzettingsverliezen van AC>Photonen vanaf. Lijkt me sterk dat daarna nog 370lm/W te verwachten valt.

Bron:
http://physics.ucsd.edu/d...ganza-the-ultimate-light/
of: http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/papers/JAP_111_104909.pdf

Door Tweakers user mux, maandag 18 juni 2012 09:50

Je twee bronnen zijn automatisch al te oppervlakkig omdat ze de metrieken CRI en fotopisch zicht aanhouden voor de kwaliteit van het licht. CRI is een slechte maat voor lichtkwaliteit als je te maken hebt met complexe wit-licht-spectra, en eigenlijk is het in het algemeen een hele slechte maat. Het staat niet in verhouding tot de perceived color quality, iets wat vele onderzoeken hebben proberen te kwantificeren maar uiteindelijk enkel door experiment goed kan worden vastgesteld. Op dezelfde manier is gevoeligheid onder fotopisch en scotopisch zicht geen absolute maat, en zijn er steeds meer aanwijzingen dat het zicht overdag een mengeling van de twee is (en dat je met een aangepast spectrum ook onder 'fotopische' omstandigheden veel hogere lichtstimulatie kunt bewerkstelligen dan theoretisch mogelijk met CIE 1931).

En voor wat betreft elektrische omzettingsverliezen: die zijn zowel theoretisch als praktisch nagenoeg nul. Er is geen fysische reden waarom daar verliezen moeten zijn. Er zijn momenteel praktische redenen, maar deze kunnen in de loop van de tijd worden opgelost. In de toekomst zal vermogensomzetting nagenoeg geen verliezen meer hebben. Ik heb het in deze tekst ook niet over huidige, praktische getallen maar over het ultieme wat mogelijk is, om een idee te krijgen van de grenzen van de werkelijkheid. Het is dus nutteloos om in deze context over AC verliezen te praten, en tegen de tijd dat we aanpasbare LED-spectra hebben zal ook de conversie-efficiëntie weinig roet meer in het eten gooien.

Door Tweakers user GMJansen, donderdag 20 september 2012 08:03

leuk man, lees al enkele dagen je blogs door :D
Ik zelf ben -zakelijk gezien- in het zelfde geinteresseerd: minimaal verbruik van ons datacenter, en voor op de werkplek idem.
een pc+monitor op PoE schijnt al mogelijk te zijn.

Ken je deze trouwens?
http://nl.hardware.info/n...usb-voor-beeld-en-voeding
9watt :9~

Reactie formulier
(verplicht)
(verplicht, maar wordt niet getoond)
(optioneel)