一, Η τεχνική ουσία του συστήματος οπίσθιου φωτισμού οθόνης κώδικα τμήματος
Η ίδια η οθόνη κώδικα τμήματος ανήκει σε συσκευές που εκπέμπουν παθητικό φως{{0} και η αρχή της εμφάνισης βασίζεται στις αλλαγές διάταξης των μορίων υγρών κρυστάλλων υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου, επιτυγχάνοντας επιλεκτική μετάδοση φωτός μέσω πολωτικών φιλμ. Λόγω του γεγονότος ότι τα ίδια τα υλικά υγρών κρυστάλλων δεν εκπέμπουν φως, πρέπει να βασίζονται σε εξωτερικές πηγές φωτός (δηλ. συστήματα οπίσθιου φωτισμού) για να επιτύχουν ορατή εμφάνιση. Τα συστήματα οπίσθιου φωτισμού συνήθως αποτελούνται από εξαρτήματα όπως πηγές φωτός LED, πλάκες οδηγού φωτός, ανακλαστικά φιλμ και φιλμ διάχυσης. Η κατανάλωση ενέργειας αντιπροσωπεύει το 60% -80% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας των τμηματοποιημένων οθονών κώδικα, γεγονός που τις καθιστά βασικό αντικείμενο βελτιστοποίησης εξοικονόμησης ενέργειας.
Από την άποψη της τεχνικής αρχιτεκτονικής, υπάρχουν δύο τυπικοί τρόποι ελέγχου οπίσθιου φωτισμού:
Τύπος καθολικού ελέγχου: Φωτίζει ολόκληρη την περιοχή της οθόνης μέσω μιας μοναδικής πηγής οπίσθιου φωτισμού, κατάλληλη για απλές σκηνές ψηφιακής απεικόνισης, όπως ηλεκτρονικές ζυγαριές και θερμόμετρα.
Τύπος ελέγχου διαμερισμάτων: χρήση πολλαπλών σετ LED για την επίτευξη ανεξάρτητης ρύθμισης του τοπικού οπίσθιου φωτισμού, που χρησιμοποιείται συνήθως σε σύνθετες συσκευές απεικόνισης γραφικών, όπως έξυπνους μετρητές και ιατρικές οθόνες.
2, Επανάσταση στην τεχνολογία εξοικονόμησης ενέργειας-σε επίπεδο υλικού
1. Καινοτομία στα Υλικά Πηγής Φωτός
Industry leading companies such as Yangrun Electronics have jointly developed ultra-high resistivity (ρ>10 ¹Ω· cm) liquid crystal formulas with upstream material suppliers, reducing the leakage current of liquid crystal cells to below 0.1 μ A. Combined with high-efficiency (>20 LM/W) LED light sources and high reflectivity (>98%) πλάκες οδηγών φωτός, η κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού μειώνεται κατά 40% διατηρώντας παράλληλα τη φωτεινότητα της οθόνης. Για παράδειγμα, σε ένα συγκεκριμένο έργο έξυπνου μετρητή νερού, χρησιμοποιείται μια προσαρμοσμένη μονάδα οπίσθιου φωτισμού για την επίτευξη διάρκειας ζωής μπαταρίας 10 ετών υπό ρεύμα λειτουργίας 5 μ A.
2. Βελτιστοποίηση του κυκλώματος κίνησης
Η επιλογή του IC του προγράμματος οδήγησης επηρεάζει άμεσα την απόδοση του οπίσθιου φωτισμού. Οι κύριες λύσεις περιλαμβάνουν:
Τσιπ χαμηλού στατικού ρεύματος: όπως το IC προγράμματος οδήγησης σειράς HT1621, με στατικό ρεύμα τόσο χαμηλό όσο 0,5 μ A, που υποστηρίζει τη μέθοδο οδήγησης 1/2 μεροληψίας, μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ισχύος δυναμικής σάρωσης κατά 30%.
Έξυπνο κύκλωμα dimming: επιτυγχάνει 0-100% ρύθμιση φωτεινότητας μέσω της τεχνολογίας PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού) και συνεργάζεται με φωτοευαίσθητους αισθητήρες για την επίτευξη προσαρμοστικού ελέγχου του φωτός περιβάλλοντος. Μια θήκη ιατρικής συσκευής δείχνει ότι αυτή η τεχνολογία προσαρμόζει δυναμικά την κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού με τη φωτεινότητα του περιβάλλοντος, επιτυγχάνοντας ποσοστό εξοικονόμησης ενέργειας 55%.
3. Σχεδιασμός δομικής καινοτομίας
Το αρθρωτό σύστημα οπίσθιου φωτισμού που αναπτύχθηκε από την Ningbo Xuda Electronics επιτυγχάνει εξοικονόμηση ενέργειας μέσω του ακόλουθου σχεδιασμού:
Δομή οδηγού φωτός σε στρώσεις: Τοποθετήστε την πηγή φωτός LED στην άκρη της πλάκας οδηγού φωτός και χρησιμοποιήστε την αρχή της ολικής ανάκλασης για να επιτύχετε ομοιόμορφη απόδοση φωτός και να μειώσετε την απώλεια φωτός.
Έξυπνος έλεγχος διαμερισμάτων: Διαχωρίστε την περιοχή της οθόνης σε μια μήτρα 4 × 4, ελέγξτε ανεξάρτητα τον διακόπτη οπίσθιου φωτισμού κάθε διαμερίσματος μέσω του MCU και απενεργοποιήστε τον οπίσθιο φωτισμό των μη βασικών περιοχών κατά την εμφάνιση στατικού περιεχομένου.
3, Εξοικονόμηση ενέργειας Πρακτική Στρατηγικής Ελέγχου Λογισμικού
1. Διαχείριση ισχύος σε επίπεδο συστήματος
Στα ενσωματωμένα συστήματα Linux, ο έλεγχος οπίσθιου φωτισμού μπορεί να επιτευχθεί μέσω τριών οδών:
Έλεγχος διεπαφής Sysfs: απευθείας εγγραφή στο/sys/class/packlight/packlight0/αρχείο φωτεινότητας (0 είναι κλειστό), κατάλληλο για τυπικά σενάρια προγραμμάτων οδήγησης.
Κλήση Framebuffer ioctl: ελέγχεται μέσω της εντολής FBIOBLANK (με την παράμετρο 1 απενεργοποιημένη), κατάλληλο για προσαρμοσμένα συστήματα χωρίς υποστήριξη sysfs.
Άμεσος έλεγχος GPIO: Εάν ο οπίσθιος φωτισμός είναι συνδεδεμένος με τον ακροδέκτη GPIO, η απόκριση σε επίπεδο χιλιοστού του δευτερολέπτου μπορεί να επιτευχθεί μέσω λειτουργιών καταλόγου/sys/class/gpio.
Τα πραγματικά δεδομένα δοκιμής ενός συγκεκριμένου έργου βιομηχανικού ελεγκτή δείχνουν ότι μετά την υιοθέτηση της στρατηγικής δυναμικού ελέγχου οπίσθιου φωτισμού:
Κατά την εμφάνιση στατικού περιεχομένου: ο ρυθμός ανανέωσης μειώθηκε από 60 Hz σε 5 Hz, η κατανάλωση ενέργειας μειώθηκε κατά 72%
Στη νυχτερινή λειτουργία: η φωτεινότητα του οπίσθιου φωτισμού πέφτει στο 10%, η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται κατά 89%
Όταν ο οπίσθιος φωτισμός είναι εντελώς απενεργοποιημένος: η συνολική κατανάλωση ενέργειας του μηχανήματος μειώνεται από 2,2 mA σε 0,57 mA
2. Αλγόριθμος εξοικονόμησης ενέργειας{1}} επιπέδου εφαρμογής
Ο "αλγόριθμος εξοικονόμησης ενέργειας{0} με επίγνωση του σεναρίου" που αναπτύχθηκε από κατασκευαστές έξυπνων συσκευών μπορεί να επιτύχει:
Οπίσθιος φωτισμός που ενεργοποιείται με κουμπιά: ανάβει τον οπίσθιο φωτισμό μόνο όταν λειτουργεί από τον χρήστη και απενεργοποιείται αυτόματα μετά από 3 δευτερόλεπτα
Μη φυσιολογικός οπίσθιος φωτισμός συναγερμού: ανάβει τον κόκκινο οπίσθιο φωτισμό μόνο όταν η συσκευή αποτύχει και παραμένει απενεργοποιημένη σε κανονική κατάσταση
Στρατηγική χρονομετρημένου ύπνου: Εισαγάγετε αυτόματα τη λειτουργία βαθύ ύπνου κατά τις μη εργάσιμες ώρες με βάση τα μοτίβα χρήσης της συσκευής
Μετά την εφαρμογή αυτού του αλγόριθμου σε ένα συγκεκριμένο έργο έξυπνου μετρητή, ο οπίσθιος φωτισμός στην ώρα μειώθηκε από 8 ώρες την ημέρα κατά μέσο όρο σε 15 λεπτά και η ετήσια εξοικονόμηση ενέργειας έφτασε τις 1,2 kWh.
4, Υποθέσεις εφαρμογών βιομηχανίας και επικύρωση δεδομένων
1. Πεδίο ιατρικού εξοπλισμού
Μια συγκεκριμένη μάρκα οθόνης υιοθετεί την τεχνολογία ελέγχου οπίσθιου φωτισμού διαμερισμάτων, διαιρώντας την περιοχή της οθόνης σε τρία ανεξάρτητα διαμερίσματα: καρδιακός ρυθμός, οξυγόνο αίματος και αρτηριακή πίεση. Κατά τη φάση σταθερής παρακολούθησης, μόνο ο οπίσθιος φωτισμός του τρέχοντος διαμερίσματος οθόνης παραμένει αναμμένος και η μετρούμενη κατανάλωση ενέργειας μειώνεται από 12 mA σε 3,5 mA και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας επεκτείνεται σε 72 ώρες.
2. Στον τομέα των έξυπνων κατοικιών
Ένας συγκεκριμένος έξυπνος θερμοστάτης επιτυγχάνει:
Strong light environment (>1000lux): Φωτεινότητα οπίσθιου φωτισμού 100%
Μέτριος φωτισμός (300-1000 lux): Φωτεινότητα οπίσθιου φωτισμού 50%
περιβάλλον χαμηλού φωτισμού (<300lux): Backlight brightness of 20%
Νυχτερινή λειτουργία (<50lux): Backlight off
Αυτή η λύση μειώνει την ημερήσια κατανάλωση ενέργειας του εξοπλισμού από 0,8 Wh σε 0,2 Wh, πληρώντας τα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης της ΕΕ ERP.
3. Τομέας βιομηχανικών οργάνων
Ένας συγκεκριμένος πομπός πίεσης υιοθετεί τη στρατηγική «δυναμικής ανανέωσης+ελέγχου οπίσθιου φωτισμού»:
Κανονική παρακολούθηση: Ανανέωση δεδομένων κάθε 5 δευτερόλεπτα, οπίσθιος φωτισμός απενεργοποιημένος
Αλλαγή δεδομένων: Όταν εντοπιστούν διακυμάνσεις πίεσης, ανανεώστε αμέσως και ανάψτε τον οπίσθιο φωτισμό (για 2 δευτερόλεπτα)
Κατάσταση συναγερμού: Ανάβετε συνεχώς τον κόκκινο οπίσθιο φωτισμό μέχρι να επιλυθεί το σφάλμα
Οι δοκιμές έδειξαν ότι αυτή η λύση επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας της συσκευής από 3 χρόνια σε 5 χρόνια και μειώνει το κόστος αντικατάστασης της μπαταρίας κατά 60%.
