Tekniske principper: Lavt-energigrundlag for LCD.
LCD's strømforbrug stammer hovedsageligt fra følgende 3 kategorier: baggrundsbelysningssystem, kørekredsløb, skærmforfriskende. I batteridrevne tilfælde vil det have brug for disse 3 forbedringer: Systematisk.
Baggrundsbelysningssystem: dynamisk dæmpning, højeffektiv lyskilde
Den største strømforsyning til LCD-skærmen er baggrundsbelysning (60 %-80 %). Traditionelle modeller bruger fast-lysstyrke LED, og behov for lavt strømforbrug introducerer disse:
PWM-dæmpning: Den lyser ved ændring af pulsen med frekvens > 1kHz, for at forhindre ændring af temp fra analog dæmpning. En batteridrevet EM-vandmåler bruger f.eks. den omgivende lyssensor som BH1750 til at få- lysintensitet i realtid og kontrollerer baggrundslyset- i overensstemmelse hermed, hvilket reducerer det målte strømforbrug med mere end 40 %.
Effektive lyskilder: Vælg LED'er med lavere effekt, f.eks. 0,2W/hver, eller vælg sidelys for at mindske tabt lys. Noget fancy udstyr bruger Mini LED-baggrundsbelysningsteknologien, der skærer ned på den strøm, der forbruges gennem den zonekontrollerede belysning.
Drive Circuit: opladningsfor-opbevaring, dynamisk kobling
Den traditionelle LCD-driver kræver konstant opfriskning af pixelkondensatoren og dermed meget høje dynamiske strømkrav. Den patenterede teknologi fra Chengdu Jiutian Huaxin kommer rundt om tingene ved at bruge:
Oplad før-lagring: I løbet af den aktuelle rammes baggrundslys tændt periode, gem datasignalet i kondensatorerne på tidspunkter, hvor der ikke er behov for at skrive signalet til linjer for ikke at forårsage høj-omskiftningstab gennem linje for linje skrivning.
Dynamisk koblingskompensation: Hold en balance mellem kondensatorens energi og koblingssignalet for at gøre det muligt for kondensatoren selv at drive flydende-krystalrotationen på egen hånd; og dermed et fald i den samlede krævede drevspænding (+5V ned til + 2. 5V), hvilket resulterer i direkte reduktion ved kilden i IC-forbrugstallene.
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 %), øge lysstyrken med 20 %-30 % ved at spare strøm i baggrundsbelysningen.
Skærmopdatering: Smart søvn- og områdeopdateringer
Intelligent dvaletilstand: Moderne LCD-driver-IC'er (såsom ILI9341) har flere forskellige lav-strømtilstande. Like hvis du vil have den skal gå i dvaletilstand efter 30 sek. tomgang, afbrudt AVDD, VGH/VGL-strøm, vågeforsinkelse mindre end 100 – 120 ms.
Regional opdateringsteknologi: Opdatering af kun ændrede dele, f.eks. tal, og ikke hele skærmen bliver gen-tegnet. "Beskidte"-områdemærkning defineret. Målt mere end 30% ned i strømforbruget på denne måde.
Nøgleparametre: Udvælgelseskriterier for LCD med lav-effekt
I batteridrevne instrumenter LCD'er skal du være opmærksom, når du foretager disse valg:
Indekser for strømforbrug
Arbejdsstrøm: Arbejdsstrøm i det tilfælde, hvor det er til et 3,5 tommer TFT – LCD-modul, vil den normale driftsstrøm typisk have en størrelsesorden i størrelsesordenen 60mA, når den leveres ved 3,3V. Laveffektdesigns har brug for endnu lavere; mindre end 20mA.
SØVENSTRØM BØR VÆRE MINDRE END 1uA FOR AT UNDGÅ STANDBY-TAB.
Baggrundsbelysning Strømforbrug: LED-baggrundsbelysning er valget her, og en enkelt enhed ville ikke forbruge mere end 0. 5 W.
Vis ydeevne
Modsat: 1000:1 høj kontrast kan reducere behovet for baggrundslysstyrke, og så sparer det strøm.
Perspektiv: En bred synsvinkel som 178 grader ville reducere hvor ofte brugeren ændrer synsvinkler, hvilket reducerer hvor meget strøm der bruges til interaktion.
Opløsning: Vælg baseret på behov i stedet for at besætte over maks. opløsning, fordi det er mere drev-forbrugende for de ekstra pixels.
Miljøtilpasningsevne
Arbejdstemperatur: Batteridrevet-udstyr sendes ofte udenfor og skal tåle temperaturer fra -40 grader til 85 grader.
Beskyttelsesniveau: IP68, som kan være nedsænket i vandet i lang tid, og det er anvendeligt til scenariet med vandkvalitetsovervågning.
Interface, Integration.
Interface Type Vælg mellem den billige, men hurtige I80 eller highspeed, lowpower MIPI DSI.
Integration: Vælg moduler, der har deres egne driver-IC'er, så der ikke er så meget til periferien.
Optimeringsmetodologi til energibesparelse på systemniveau-
Behov for at vælge en passende laveffekt LCD for at samarbejde med hele designet for at danne en hel energibesparende arkitektur:
Optimering af strømstyring
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85 % effektivitet for kørekredsløbet.
Dynamisk strømskift: Skift strømskinne baseret på skærmens status, sluk for al ikke-nødvendig strømforsyning, når den er i dvaletilstand.
Software kooperativ kontrol
Dynamisk frekvensmodulationsteknologi: Juster I80's clockfrekvens automatisk afhængigt af det viste indhold. Med hensyn til prøven, såsom at gå ned under 10Hz, når den er i ro eller gå op til omkring 60Hz, mens den bevæger sig rundt og har målingen til at kunne vise en faktisk værdi for, hvad der blev reddet fra 40%.
Den adaptive lysstyrke-algo: Vi opbygger en tabel, der korrelerer forskellige mængder af belysning med en vis procentdel af lysstyrken (som når der slet ikke er lys, ville vi kun bruge 10 procent af lysstyrken) såvel som en, der bruger en omgivende sensor og løbende ændrer dem for os i henhold til deres resultater.
Hardware lavt-effektdesign
Low Power MCU: Vælg en MCU med ekstremt lavt strømforbrug som Renesas RL78 / L13, og den trækker kun omkring 100μ A/Mhz arbejdsstrøm.
Lækage lavt materiale: Materiale med høj dielektrisk konstant som Al2O3 bliver brugt til præ-lagringskondensator og holdekondensator for at reducere den forbrugte statiske effekt.
Typisk tilfælde: Praktisk verifikation for strøm fra batterier.
Tilfælde 1: Den batteridrevne EM-bølgevandmåler
Byvandsforsyningsmåler: 6 år.
3,5 tommer TFT LCD, LCD Baggrundsbelysning Strømforbrug: 0,8W, LCD Driftsstrøm: 15mA (3,3V forsyning).
Optimeringsforanstaltninger:
Med brug af PWM-dæmpning og omgivende lyssensor for at skære ned på strømforbruget af baggrundsbelysning, 45%.
Det integrerede opladningsprælagringsdrivkredsløb reducerer den effekt, der bruges af den drivende IC med tredive procent.
30 minutter ingen operation indstillet til at gå i dvaletilstand, dvalestrøm er 0,5μA.
Virkelige testresultater viser, at hele maskinens effekt falder fra 200 mW til 80 mW, og nu kan den bruge sine batterier i op til otte år nu.
Etui – En bærbar medicinsk skærm.
Anvendelsesscenarie: udendørs førstehjælp, skal arbejde nonstop i 24 timer.
LCD-valg: 2,4-tommer OLED (erstatter traditionel LCD), men det er meget dyrt; vælg endelig lav-TFT-LCD med en arbejdsstrøm på 12mA (2,8V strømforsyning).
Optimeringsforanstaltninger:
Brug den regionale genopfriskningsteknologi, opdater kun de områder af billedet, som er ændret på grund af ændringen i hjertefrekvens, blodilt osv.
Det integrerede dynamiske-koblingsdriverkredsløb bruger drivspændinger, der er blevet reduceret med værdien -5V til -3V;
Lav-4G-moduler som Air780E til at synkronisere dataene, reducere LCD-standbyen.
Faktisk testresultat: Strømforbruget for hele maskinen faldt med 150mW til 60mW og opfylder 24-timers brugskravet.
