Τεχνικές αρχές: Βάση χαμηλής-ενέργειας για LCD.
Η κατανάλωση ενέργειας της LCD προέρχεται κυρίως από τις ακόλουθες 3 κατηγορίες: σύστημα οπίσθιου φωτισμού, κύκλωμα οδήγησης, ανανέωση οθόνης. Σε θήκες με μπαταρίες θα χρειαστεί αυτές τις 3 βελτιώσεις: Συστηματική.
Σύστημα οπίσθιου φωτισμού: δυναμική φωτεινότητα, πηγή φωτός υψηλής απόδοσης
Το μεγαλύτερο τροφοδοτικό για την οθόνη LCD είναι ο οπίσθιος φωτισμός (60%-80%). Τα παραδοσιακά χρησιμοποιούν σταθερή-λυχνία LED φωτεινότητας και οι ανάγκες χαμηλής ισχύος εισάγουν τα εξής:
PWM dimming: Κάνει φωτεινό με αλλαγή του παλμού με συχνότητα > 1kHz, για να αποτρέψει την αλλαγή θερμοκρασίας από το αναλογικό dimming. Για παράδειγμα, ένας μετρητής νερού EM που τροφοδοτείται με μπαταρία, χρησιμοποιεί τον αισθητήρα φωτός περιβάλλοντος, όπως το BH1750 για να λαμβάνει την ένταση φωτός σε πραγματικό- χρόνο και ελέγχει ανάλογα το πίσω{{4} φως, το οποίο μειώνει τη μετρημένη κατανάλωση ενέργειας κατά περισσότερο από 40%.
Αποτελεσματικές πηγές φωτός: Επιλέξτε λυχνίες LED χαμηλότερης ισχύος, όπως 0,2 W/κάθε, ή επιλέξτε πλευρικούς οπίσθιους φωτισμούς που εκπέμπουν για να μειώσετε το χαμένο φως. Ορισμένος φανταχτερός εξοπλισμός χρησιμοποιεί την τεχνολογία οπίσθιου φωτισμού Mini LED που μειώνει την ενέργεια που καταναλώνεται μέσω του ελεγχόμενου φωτισμού ζώνης.
Κύκλωμα κίνησης: φόρτιση προ-αποθήκευσης, δυναμική σύζευξη
Το παραδοσιακό πρόγραμμα οδήγησης LCD απαιτεί συνεχή ανανέωση του πυκνωτή pixel, επομένως πολύ υψηλές δυναμικές απαιτήσεις ισχύος. Η πατενταρισμένη τεχνολογία από το Chengdu Jiutian Huaxin ξεπερνά τα πράγματα χρησιμοποιώντας:
Φόρτιση προ-αποθήκευσης: Κατά τη διάρκεια της περιόδου ενεργοποίησης του οπίσθιου φωτισμού του τρέχοντος πλαισίου, αποθηκεύστε το σήμα δεδομένων στους πυκνωτές σε στιγμές που δεν χρειάζεται να γράψετε το σήμα σε γραμμές, ώστε να μην προκαλέσετε απώλεια μεταγωγής υψηλής συχνότητας μέσω εγγραφής γραμμής προς γραμμή.
Αντιστάθμιση δυναμικής σύζευξης: Διατηρήστε μια ισορροπία της ενέργειας του πυκνωτή με εκείνη του σήματος ζεύξης, έτσι ώστε να είναι δυνατό στον ίδιο τον πυκνωτή να κινεί μόνος του την περιστροφή του υγρού-κρυστάλλου. και συνεπώς μείωση της συνολικής απαιτούμενης τάσης μετάδοσης κίνησης (+5V κάτω σε + 2. 5V) με αποτέλεσμα την άμεση μείωση στην πηγή στα στοιχεία κατανάλωσης IC.
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%), αυξήστε τη φωτεινότητα 20%-30% με εξοικονόμηση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού.
Ανανέωση οθόνης: Έξυπνες ενημερώσεις ύπνου και περιοχής
Έξυπνη λειτουργία αναστολής λειτουργίας: Τα σύγχρονα IC προγραμμάτων οδήγησης LCD (όπως το ILI9341) έχουν πολλές διαφορετικές λειτουργίες χαμηλής- κατανάλωσης. Κάντε like αν θέλετε να μπει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας μετά από 30 δευτερόλεπτα. ρελαντί, διακοπή AVDD, τροφοδοσία VGH/VGL, αφύπνιση σε καθυστέρηση μικρότερη από 100 – 120 ms.
Τεχνολογία τοπικής ανανέωσης: Ενημέρωση μόνο αλλαγμένων εξαρτημάτων, όπως αριθμών, και όχι όλη η οθόνη- σχεδιάζεται ξανά. Ορίστηκε η ετικέτα "Βρώμικη"-περιοχής. Με αυτόν τον τρόπο μετρήθηκε περισσότερο από 30% μείωση στην κατανάλωση ρεύματος.
Βασικές παράμετροι: Κριτήρια επιλογής για LCD χαμηλής-ισχύς
Στις οθόνες LCD οργάνων που τροφοδοτούνται με μπαταρία, προσέξτε όταν κάνετε αυτές τις επιλογές:
Δείκτες Κατανάλωσης Ενέργειας
Ρεύμα λειτουργίας: Ρεύμα εργασίας στην περίπτωση που πρόκειται για μονάδα TFT – LCD 3,5 ιντσών, το κανονικό ρεύμα λειτουργίας θα έχει συνήθως μέγεθος της τάξης των 60 mA όταν παρέχεται στα 3,3 V. Τα σχέδια χαμηλής ισχύος χρειάζονται ακόμη χαμηλότερη. λιγότερο από 20 mA.
ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΥΠΝΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΛΙΓΟΤΕΡΟ ΑΠΟ 1 uA ΓΙΑ ΝΑ ΑΠΟΦΥΓΟΥΝ ΑΠΩΛΕΙΣ ΣΕ ΑΝΑΜΟΝΗ.
Κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού: Οι οπίσθιοι φωτισμοί LED είναι η επιλογή εδώ και μια μονάδα δεν θα καταναλώνει περισσότερο από 0. 5 W.
Εμφάνιση απόδοσης
Απέναντι: Η υψηλή αντίθεση 1000:1 μπορεί να μειώσει τις ανάγκες φωτεινότητας του οπίσθιου φωτισμού και, στη συνέχεια, εξοικονομεί ενέργεια.
Προοπτική: Μια ευρεία γωνία θέασης όπως 178 μοίρες θα μείωνε τη συχνότητα που ο χρήστης αλλάζει γωνίες θέασης, μειώνοντας την ποσότητα ισχύος που χρησιμοποιείται για την αλληλεπίδραση.
Ανάλυση: Επιλέξτε με βάση την ανάγκη και όχι με εμμονή στη μέγιστη ανάλυση, επειδή είναι πιο απαιτητική-για τα επιπλέον pixel.
Περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα
Θερμοκρασία λειτουργίας: Ο εξοπλισμός που τροφοδοτείται από μπαταρίες αποστέλλεται συχνά έξω και πρέπει να αντέξει σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από -40 βαθμούς έως 85 βαθμούς .
Επίπεδο προστασίας: IP68, το οποίο μπορεί να βυθιστεί στο νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα και ισχύει για το σενάριο της παρακολούθησης της ποιότητας του νερού.
Διασύνδεση, Ενοποίηση.
Τύπος διεπαφής Επιλέξτε μεταξύ του φθηνού αλλά γρήγορου I80 ή του MIPI DSI υψηλής ταχύτητας, χαμηλής ισχύος.
Ενσωμάτωση: Επιλέξτε μονάδες που έχουν τα δικά τους IC προγραμμάτων οδήγησης, ώστε να μην υπάρχουν τόσα πολλά για την περιφέρεια.
Μεθοδολογία βελτιστοποίησης για Αρχιτεκτονική εξοικονόμησης ενέργειας σε επίπεδο συστήματος
Πρέπει να επιλέξετε μια κατάλληλη οθόνη LCD χαμηλής ισχύος, ώστε να συνεργαστεί με ολόκληρο το σχέδιο για να σχηματίσει μια ολόκληρη αρχιτεκτονική εξοικονόμησης ενέργειας:
Βελτιστοποίηση διαχείρισης ενέργειας
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85% απόδοση για το κύκλωμα οδήγησης.
Δυναμική εναλλαγή ισχύος: Ενεργοποιήστε τη ράγα ισχύος με βάση την κατάσταση της οθόνης, απενεργοποιήστε όλα τα μη βασικά τροφοδοτικά όταν βρίσκεστε σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας.
Συνεταιριστικός έλεγχος λογισμικού
Τεχνολογία δυναμικής διαμόρφωσης συχνότητας: Προσαρμόστε αυτόματα τη συχνότητα ρολογιού του I80 ανάλογα με το περιεχόμενο που εμφανίζεται. Όσον αφορά το δείγμα, όπως π.χ. να πέσει κάτω από τα 10 Hz όταν είναι σε ηρεμία ή να ανέβει περίπου στα 60 Hz καθώς κινείται και έχει τη μέτρηση για να μπορεί να δείξει μια πραγματική τιμή για αυτό που εξοικονομήθηκε από 40%.
Το προσαρμοστικό άλγος φωτεινότητας: Δημιουργούμε έναν πίνακα που συσχετίζει διαφορετικές ποσότητες φωτισμού με ένα ορισμένο ποσοστό φωτεινότητας (όπως όταν δεν υπάρχει καθόλου φως θα χρησιμοποιούσαμε μόνο το 10 τοις εκατό της φωτεινότητας) καθώς και έναν πίνακα που χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα περιβάλλοντος και τους αλλάζει συνεχώς για εμάς σύμφωνα με τα ευρήματά τους.
Σχεδιασμός υλικού- χαμηλής ισχύος
MCU χαμηλής ισχύος: Επιλέξτε ένα MCU εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας όπως το Renesas RL78 / L13 και αντλεί μόνο περίπου 100μ A/Mhz ρεύματος εργασίας.
Υλικό χαμηλής διαρροής: Υλικό υψηλής διηλεκτρικής σταθεράς, όπως το Al2O3, χρησιμοποιείται για τον προ-πυκνωτή αποθήκευσης και τον πυκνωτή συγκράτησης προκειμένου να μειωθεί η στατική ισχύς που καταναλώνεται.
Τυπική περίπτωση: Πρακτική επαλήθευση για ισχύ από μπαταρίες.
Περίπτωση 1: Ο μετρητής νερού EM κυμάτων που τροφοδοτείται από μπαταρία
Μετρητής αστικής παροχής νερού: 6 χρόνια.
3,5 ιντσών TFT LCD, LCD Backlight Κατανάλωση ισχύος: 0,8W, Ρεύμα λειτουργίας LCD: 15mA (Τροφοδοσία 3,3V).
Μέτρα βελτιστοποίησης:
Με τη χρήση του PWM dimming και τον αισθητήρα φωτός περιβάλλοντος για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας του οπίσθιου φωτισμού, 45%.
Το ενσωματωμένο κύκλωμα οδήγησης πριν την αποθήκευση φόρτισης μειώνει την ισχύ που χρησιμοποιείται από το IC οδήγησης κατά τριάντα τοις εκατό.
30 λεπτά καμία λειτουργία δεν έχει ρυθμιστεί για μετάβαση σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας, το ρεύμα ύπνου είναι 0,5 μA.
Το πραγματικό αποτέλεσμα δοκιμών δείχνει ότι η ισχύς ολόκληρου του μηχανήματος μειώνεται από 200 mW σε 80 mW και τώρα μπορεί να χρησιμοποιεί τις μπαταρίες του μέχρι και οκτώ χρόνια τώρα.
Θήκη – Μια φορητή ιατρική οθόνη.
Εφαρμογή σεναρίου: πρώτη βοήθεια σε εξωτερικούς χώρους, πρέπει να εργάζεστε ασταμάτητα για 24 ώρες.
Επιλογή LCD : OLED 2,4-ιντσών (αντικαταστήστε την παραδοσιακή οθόνη LCD), αλλά είναι πολύ ακριβό. επιτέλους επιλέξτε TFT-LCD χαμηλής-ισχύς με ρεύμα λειτουργίας 12mA (τροφοδοτικό 2,8V).
Μέτρα βελτιστοποίησης:
Χρησιμοποιήστε την περιφερειακή ανανέωση, ενημερώστε μόνο εκείνες τις περιοχές της εικόνας που έχουν αλλάξει λόγω της αλλαγής στον καρδιακό ρυθμό, το οξυγόνο του αίματος κ.λπ.
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα οδήγησης δυναμικής-σύζευξης χρησιμοποιεί τάσεις οδήγησης που έχουν μειωθεί σε μέγεθος κατά την τιμή από -5V σε -3V.
Μονάδες 4G χαμηλής-ισχύς όπως το Air780E για συγχρονισμό των δεδομένων, μειώνουν την αναμονή LCD.
Πραγματικό αποτέλεσμα δοκιμής: η κατανάλωση ενέργειας ολόκληρου του μηχανήματος μειώθηκε κατά 150 mW, στα 60 mW και ικανοποιεί την απαίτηση χρήσης 24 ωρών.
