Technické princípy: Nízkoenergetický základ pre LCD.
Spotreba energie LCD pochádza hlavne z nasledujúcich 3 kategórií: systém podsvietenia, riadiaci obvod, osvieženie displeja. V prípadoch napájaných z batérie bude potrebovať tieto 3 vylepšenia: Systematické.
Systém podsvietenia: dynamické stmievanie, vysoko účinný svetelný zdroj
Najväčší zdroj napájania pre LCD je podsvietenie (60 %-80 %). Tradičné používajú LED s pevným-jasom a požiadavky na nízku spotrebu predstavujú tieto:
PWM stmievanie: Rozjasňuje sa zmenou impulzu s frekvenciou > 1 kHz, aby sa zabránilo zmene teploty z analógového stmievania. Napríklad batériou napájaný EM vodomer využíva snímač okolitého svetla ako BH1750 na získanie intenzity svetla v reálnom čase- a podľa toho riadi podsvietenie-, čím sa znižuje nameraná spotreba energie o viac ako 40 %.
Efektívne svetelné zdroje: Vyberte si LED s nižším výkonom, napríklad 0,2 W/každý, alebo zvoľte bočné vyžarovanie podsvietenia na zníženie strateného svetla. Niektoré luxusné zariadenia využívajú technológiu podsvietenia Mini LED, ktorá znižuje spotrebu energie prostredníctvom zónovo riadeného osvetlenia.
Hnací okruh: predzásobník nabitia-, dynamické prepojenie
Tradičný ovládač LCD vyžaduje neustále obnovovanie pixelového kondenzátora, a preto veľmi vysoké požiadavky na dynamický výkon. Patentovaná technológia od Chengdu Jiutian Huaxin obchádza veci pomocou:
Pred{0}}uloženie nabitia: Počas obdobia zapnutia podsvietenia aktuálneho rámca uložte dátový signál do kondenzátorov v čase, keď nie je potrebné zapisovať signál do riadkov, aby nedošlo k strate vysokofrekvenčného prepínania pri zápise riadok po riadku.
Kompenzácia dynamickej väzby: Udržujte rovnováhu energie kondenzátora s energiou spojovacieho signálu, aby samotný kondenzátor mohol riadiť rotáciu tekutých{0}}kryštálov sám; a tým zníženie celkového potrebného napätia pohonu (+5V až na + 2. 5V), čo má za následok priame zníženie spotreby IC pri zdroji.
Timing optimization: reduce pixel voltage write time from current 16. 7 μ s/line to nearly complete in parallel, extend backlight "ON" time (current 30%-40% of scan, now >70%), zvýšte jas o 20%-30% úsporou energie podsvietenia.
Obnovenie displeja: Smart Sleep & Area Updates
Inteligentný režim spánku: Moderné integrované obvody ovládača LCD (napríklad ILI9341) majú niekoľko rôznych režimov nízkej-spotreby. Napríklad, ak chcete, aby sa po 30 sekundách prepol do režimu spánku. voľnobehu, vypnutie AVDD, VGH/VGL napájanie, oneskorenie prebudenia menej ako 100 – 120 ms.
Technológia regionálnej obnovy: Aktualizujú sa iba zmenené časti, ako sú čísla, a neprekreslí sa celá obrazovka-. Označenie oblasti "špinavé"-definované. Týmto spôsobom sa znížila spotreba energie o viac ako 30 %.
Kľúčové parametre: Kritériá výberu pre LCD-nízky výkon
V prípade LCD prístrojov napájaných z batérie venujte pozornosť týmto rozhodnutiam:
Indexy spotreby energie
Pracovný prúd: Pracovný prúd v prípade, že ide o 3,5-palcový TFT – LCD modul, normálny prevádzkový prúd by mal mať veľkosť rádovo okolo 60 mA pri napájaní 3,3 V. Dizajn s nízkym výkonom potrebuje ešte nižší výkon; menej ako 20 mA.
PRÚD V SPÁNKU BY MAL BYŤ MENŠÍ AKO 1uA, ABY SA VYHNAL STRÁTAM V POHOTOVOSTNOM REŽIMU.
Spotreba energie podsvietenia: Tu si môžete vybrať podsvietenie LED a jedna jednotka by nespotrebovala viac ako 0. 5 W.
Výkon displeja
Opak: Vysoký kontrast 1000:1 môže znížiť potrebu jasu podsvietenia a potom šetrí energiu.
Perspektíva: Široký uhol pohľadu, napríklad 178 stupňov, by znížil frekvenciu zmeny uhla pohľadu používateľa, čím by sa znížilo množstvo energie spotrebovanej na interakciu.
Rozlíšenie: Vyberajte na základe potreby a nie posadnutosti maximálnym rozlíšením, pretože je to náročnejšie-na ďalšie pixely.
Prispôsobivosť prostredia
Pracovná teplota: Batériové{0}}zariadenia sa často posielajú von a musia vydržať teploty v rozsahu od -40 stupňov do 85 stupňov .
Stupeň ochrany: IP68, ktorý môže byť ponorený vo vode na dlhú dobu a je použiteľný pre scenár monitorovania kvality vody.
Rozhranie, integrácia.
Typ rozhrania Vyberte si medzi lacným, ale rýchlym I80 alebo vysokorýchlostným MIPI DSI s nízkou spotrebou.
Integrácia: Vyberte si moduly, ktoré majú svoje vlastné integrované obvody ovládačov, aby toho nebolo toľko pre periférie.
Metodológia optimalizácie pre architektúru úspory energie-na úrovni systému
Potreba vybrať vhodný LCD displej s nízkou spotrebou energie, aby spolupracoval s celým dizajnom a vytvoril celú architektúru šetriacu energiu:
Optimalizácia správy napájania
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85% účinnosť pre hnací okruh.
Dynamické prepínanie napájania: Prepínajte napájaciu koľajnicu podľa stavu displeja, vypnite všetky-nepodstatné napájacie zdroje v režime spánku.
Softvérové kooperatívne ovládanie
Technológia dynamickej frekvenčnej modulácie: Nastavte frekvenciu hodín I80 automaticky v závislosti od zobrazeného obsahu. Pokiaľ ide o vzorku, ako je zníženie pod 10 Hz, keď je v pokoji, alebo zvýšenie na približne 60 Hz, keď sa pohybuje a má meranie, aby bolo možné ukázať skutočnú hodnotu toho, čo bolo uložené od 40%.
Algo adaptívneho jasu: Zostavíme tabuľku, ktorá koreluje rôzne množstvá osvetlenia s určitým percentuálnym jasom (ako keď vôbec nie je svetlo, použili by sme iba 10 percent jasu), ako aj takú, ktorá používa snímač okolia a neustále ich mení podľa svojich zistení.
Dizajn hardvéru s nízkou spotrebou-
Nízkoenergetický MCU: Vyberte MCU s extrémne nízkou spotrebou energie ako Renesas RL78 / L13 a odoberá len okolo 100μ A/MHz pracovného prúdu.
Nízky únik materiálu: Materiál s vysokou dielektrickou konštantou, ako je Al2O3, sa používa na pred{2}}akumulačný kondenzátor a prídržný kondenzátor, aby sa znížila spotrebovaná statická energia.
Typický prípad: Praktické overenie napájania z batérií.
Prípad 1: Vodomer EM wave napájaný z batérie
Mestský vodomer: 6 rokov.
3,5 palcový TFT LCD, podsvietenie LCD Spotreba energie: 0,8 W, prevádzkový prúd LCD: 15 mA (napájanie 3,3 V).
Optimalizačné opatrenia:
S použitím PWM stmievania a snímača okolitého svetla sa spotreba energie podsvietenia zníži o 45 %.
Integrovaný riadiaci obvod nabíjania predbežného uloženia znižuje výkon využívaný riadiacim integrovaným obvodom o tridsať percent.
30 minút žiadna operácia nastavená na prechod do režimu spánku, prúd spánku je 0,5 μA.
Reálne výsledky testov ukazujú, že výkon celého stroja klesol z 200 mW na 80 mW a teraz môže svoje batérie využívať až do ôsmich rokov.
Puzdro – Prenosný lekársky monitor.
Aplikačný scenár: prvá pomoc vonku, je potrebné pracovať nepretržite 24 hodín.
Výber LCD: 2,4-palcový OLED (nahradiť tradičný LCD), ale je veľmi drahý; nakoniec vyberte-nízkoenergetický TFT-LCD s pracovným prúdom 12 mA (2,8 V napájanie).
Optimalizačné opatrenia:
Použite regionálnu obnovovaciu technológiu, aktualizujte len tie oblasti snímky, ktoré sa zmenili v dôsledku zmeny srdcovej frekvencie, kyslíka v krvi atď.
Integrovaný dynamický{0}}obvod vodiča využíva budiace napätia, ktorých veľkosť bola znížená o hodnotu -5V až -3V;
Moduly 4G s nízkou spotrebou{0}}, ako je Air780E, na synchronizáciu údajov, zníženie pohotovostného režimu LCD.
Skutočný výsledok testu: spotreba energie celého stroja klesla o 150 mW na 60 mW a spĺňa požiadavku 24-hodinového používania.
