è una domanda che riceviamo quasi sempre nella stessa forma: «che chip monta?». la risposta che quasi sempre torna indietro dai preventivi è «SMD», oppure «COB». Sono parole vere, e non rispondono: dicono come il LED è confezionato, non che LED è. È la differenza fra la scatola e quello che c'è dentro — e due schermi descritti con le stesse identiche parole possono essere prodotti diversi, con vite diverse.
la scatola: le sigle e cosa risolve ciascuna
partiamo dal riconoscere che le sigle servono. Ognuna nasce per risolvere un problema preciso, e vale la pena saperlo:
La tassonomia per esteso, con vantaggi e limiti di ognuna, sta in DIP, SMD, GOB, COB. Qui ci interessa una cosa sola: tutte e sei descrivono l'involucro. Nessuna dice quale semiconduttore c'è dentro, a che corrente lavora, né quanto è vicino al suo limite.
il chip: cos'è, per davvero
dentro un package RGB ci sono tre die di semiconduttore, uno per colore, e non sono fatti dello stesso materiale. Il verde e il blu sono InGaN (nitruro di gallio e indio), il rosso è AlInGaP. È il motivo per cui i tre colori si comportano in modo diverso a parità di corrente — ci torniamo fra poco, perché è la cosa più utile di tutta questa pagina.
Ogni die è collegato al contenitore da un filo di bonding: oro, oro-palladio, rame o alluminio. Costa poco e decide molto — è il punto che cede per primo ai cicli termici, cioè al riscaldarsi e raffreddarsi di ogni giorno. Un filo d'oro e uno di alluminio non si distinguono guardando lo schermo acceso: si distinguono al terzo inverno.
perché due schermi «SMD P3.91» possono essere due prodotti diversi
Prendiamo due offerte con la stessa identica descrizione: SMD, passo 3,91, outdoor. Ecco cosa può esserci sotto, con i valori dei cataloghi dei costruttori.
1. i millicandela non significano niente senza la corrente
l'intensità di un LED si dichiara in mcd, e ogni costruttore la misura a una corrente di prova che sceglie lui. Non è una costante di settore: cambia da parte a parte dentro lo stesso costruttore. Un esempio reale dal nostro catalogo componenti: la stessa azienda misura il formato 1515 a 10/10/5 mA e il formato 2727 a 20/20/20 mA.
Mettere quei due numeri in colonna e dire «questo è più luminoso» è un confronto senza significato: il secondo è semplicemente stato misurato spingendo di più. Un mcd senza la sua corrente non è un dato, è una cifra.
2. quanto lavora rispetto al suo limite
Questa è la domanda che nessuno fa e che decide la durata. Ogni die ha una corrente massima assoluta; la domanda giusta non è «quanti mcd fa», è a che percentuale del suo limite li fa.
Nel nostro catalogo interno la forbice è larghissima: ci sono package misurati intorno al 40-57% del proprio massimo — stessa luce dichiarata, metà dello sforzo — e altri la cui corrente di prova coincide esattamente con il massimo assoluto su verde e blu. Fanno gli stessi mcd. Non faranno gli stessi anni.
tre cose che il package non dice, e cambiano tutto
lo scan: la leva più grossa, e non è nel prezzo
Un pannello non accende tutte le righe insieme: le accende a gruppi, molto in fretta. Il rapporto si chiama scan — 1/8 vuol dire che ogni LED è acceso un ottavo del tempo. Sembra un dettaglio elettronico e invece è la leva che sposta di più la luminanza finale.
Dal catalogo di un costruttore, lo stesso formato di package allo stesso passo: la versione a 1/16 e quella a 1/8 non danno la stessa luce a parità di sforzo — la seconda arriva molto più in alto chiedendo meno corrente a ogni LED. Un preventivo che scrive «6.000 nit» senza scrivere lo scan non ha detto abbastanza per essere confrontato con un altro.
il nero costa luce, e si misura
I package si vendono anche per la finitura: «cinque lati neri», «nero», «tutto nero». Serve al contrasto, e funziona. Ma non è gratis. Sempre dal catalogo di un costruttore, stesso formato e stessa corrente di prova, il verde — che è il colore che detta il bianco — passa da 780 a 480 mcd fra la versione a cinque lati neri e quella tutta nera: circa il 38% in meno.
Non è un difetto: è un compromesso legittimo, e su una vetrina o una sala conferenze conviene. Diventa un problema solo quando si chiedono le due cose insieme — il pannello più nero e la stessa luminanza — e nessuno dice che si contendono.
la luce non segue la corrente
È la parte controintuitiva, ed è documentata dai costruttori stessi. In una nota applicativa pubblicata da Nichia, la curva misurata di una parte a chip blu dice:
Il fenomeno si chiama droop e riguarda il blu e il verde; il rosso è lineare, lo dichiara lo stesso documento. Da qui discendono due conseguenze pratiche che valgono più di molte pagine di brochure:
- chi dimensiona a proporzione promette troppo. Per raddoppiare il verde non basta raddoppiare la corrente: ne serve circa il 26% in più del previsto. Chi ha fatto il conto lineare arriva sotto la luminanza promessa, e ci arriva con più corrente, più calore e meno anni di quelli che pensava. L'errore va sempre nella stessa direzione: fa sembrare lo schermo migliore di quello che sarà.
- alzare la corrente sposta il colore. Se il rosso cresce in proporzione e il verde no, il bianco vira. È esattamente il motivo per cui la luminosità di un ledwall si regola in PWM — accendendo e spegnendo velocissimamente a corrente costante — e non abbassando la corrente. Ed è il motivo per cui la frequenza di refresh e i bit di grigio del driver sono un parametro serio e non una riga di scheda tecnica.
le cinque domande, da fare a chiunque
Le lasciamo qui senza condizioni, perché servono anche — e soprattutto — se l'offerta che sta valutando non è la nostra. Sono le stesse che facciamo noi ai nostri fornitori.
- Quale package, con la sigla esatta. Non «SMD»: la sigla completa.
- Che filo di bonding. Oro, oro-palladio, rame o alluminio.
- A che corrente lavora, e qual è il massimo assoluto. Le due insieme, o la prima da sola non dice niente.
- Quale driver, e a che corrente è impostato. Con lo scan del pannello.
- Alimentatore: marca e serie, con rendimento e fattore di potenza al carico reale. La serie, non il marchio — la differenza fra due serie della stessa marca è più grande di quella fra due marche.
Se le risposte non arrivano, quella è già un'informazione: significa che chi propone l'impianto non sa cosa sta montando. Non è necessariamente disonestà — capita anche comprando in fabbrica, perché l'assemblatore monta ciò che il suo ufficio acquisti ha comprato, e non sempre lo conosce nel dettaglio. È la ragione per cui, sul primo lotto di un fornitore nuovo, quello che è stato dichiarato lo misuriamo: luminanza allo scan dichiarato, temperatura sotto carico, filo al microscopio, corrente del driver all'oscilloscopio.
e se guarda solo il prezzo
Allora probabilmente non siamo il fornitore giusto, ed è meglio dirlo prima che dopo. Non perché la fascia economica non esista — esiste, è a listino e la vendiamo — ma perché la vendiamo dicendo che cosa monta, quanto lavora e quanto durerà. Un cliente che sceglie la fascia bassa sapendolo ha comprato bene. Uno che crede di aver comprato la fascia alta al prezzo della bassa ha comprato un contenzioso, e lo scoprirà fra due estati.
Il resto della catena — driver, circuito stampato, cablaggi, alimentatore, e solo alla fine il passo — è in il passo è l'ultima cosa che si sceglie.
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