一, Tehnička suština sistema pozadinskog osvetljenja ekrana segmentnog koda
Sam segmentni kodni ekran spada u pasivne{0}}uređaje koji emituju svjetlost, a princip njegovog prikaza se oslanja na promjene rasporeda molekula tečnih kristala pod djelovanjem električnog polja, čime se postiže selektivni prijenos svjetlosti kroz polarizacijske filmove. Zbog činjenice da materijali sa tečnim kristalima sami po sebi ne emituju svetlost, oni se moraju oslanjati na spoljne izvore svetlosti (tj. sisteme pozadinskog osvetljenja) da bi postigli vidljiv prikaz. Sistemi pozadinskog osvjetljenja obično se sastoje od komponenti kao što su LED izvori svjetlosti, svjetlovodne ploče, reflektirajući filmovi i difuzijski filmovi. Njihova potrošnja energije čini 60% -80% ukupne potrošnje energije segmentiranih ekrana koda, što ih čini osnovnim objektom optimizacije za uštedu energije.
Iz perspektive tehničke arhitekture, postoje dva tipična načina kontrole pozadinskog osvjetljenja:
Globalni tip kontrole: Osvetljava čitavu oblast prikaza kroz jedan izvor pozadinskog osvetljenja, pogodan za jednostavne digitalne scene prikaza kao što su elektronske vage i termometri.
Tip kontrole particije: korištenje više setova LED dioda za postizanje neovisnog podešavanja regionalnog pozadinskog osvjetljenja, koje se obično koristi u složenim uređajima za grafički prikaz kao što su pametni mjerači i medicinski monitori.
2, Proboj u-tehnologiji za uštedu energije na nivou hardvera
1. Inovacija u materijalima izvora svjetlosti
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%) svjetlovodne ploče, potrošnja energije pozadinskog osvjetljenja je smanjena za 40% uz održavanje svjetline ekrana. Na primjer, u određenom projektu pametnog vodomjera, prilagođeni modul pozadinskog osvjetljenja koristi se za postizanje 10-godišnjeg vijeka trajanja baterije pod radnom strujom od 5 μ A.
2. Optimizacija pogonskog kruga
Izbor upravljačkog sklopa direktno utiče na efikasnost pozadinskog osvetljenja. Osnovna rješenja uključuju:
Čip niske statičke struje: kao što je drajver IC serije HT1621, sa statičkom strujom od samo 0,5 μ A, podržavajući 1/2 metodu vožnje, može smanjiti potrošnju energije dinamičkog skeniranja za 30%.
Inteligentni krug zatamnjivanja: postiže 0-100% podešavanje svjetline putem PWM (pulsno širinske modulacije) tehnologije i sarađuje sa fotoosjetljivim senzorima kako bi se postigla prilagodljiva kontrola ambijentalnog svjetla. Kućište medicinskog uređaja pokazuje da ova tehnologija dinamički prilagođava potrošnju energije pozadinskog osvjetljenja svjetlini okoliša, postižući stopu uštede energije od 55%.
3. Dizajn strukturnih inovacija
Modularni sistem pozadinskog osvetljenja koji je razvio Ningbo Xuda Electronics postiže uštedu energije kroz sledeći dizajn:
Slojevita struktura svjetlosnog vodiča: Postavite LED izvor svjetlosti na ivicu svjetlovodne ploče i koristite princip potpune refleksije kako biste postigli ujednačen izlaz svjetlosti i smanjili gubitak svjetlosti.
Inteligentna kontrola particija: Podijelite područje prikaza na matricu 4 × 4, nezavisno kontrolirajte prekidač pozadinskog osvjetljenja svake particije preko MCU-a i isključite pozadinsko osvjetljenje nebitnih područja kada prikazujete statički sadržaj.
3, Praksa uštede energije u strategiji upravljanja softverom
1. Upravljanje napajanjem na nivou sistema
U ugrađenim Linux sistemima, kontrola pozadinskog osvjetljenja može se postići na tri puta:
Kontrola Sysfs interfejsa: direktno pisati u/sys/class/packlight/packlight0/brightness fajl (0 je zatvoreno), pogodno za standardne scenarije drajvera.
Framebuffer ioctl poziv: kontrolisan preko naredbe FBIOBLANK (sa isključenim parametrom 1), pogodan za prilagođene sisteme bez podrške za sysfs.
GPIO direktna kontrola: Ako je pozadinsko osvjetljenje povezano na GPIO pin, odgovor na nivou milisekundi se može postići kroz /sys/class/gpio operacije direktorija.
Stvarni podaci testiranja određenog projekta industrijskog kontrolera pokazuju da nakon usvajanja strategije dinamičke kontrole pozadinskog osvjetljenja:
Prilikom prikaza statičkog sadržaja: brzina osvježavanja smanjena sa 60Hz na 5Hz, potrošnja energije smanjena za 72%
U noćnom načinu rada: svjetlina pozadinskog osvjetljenja pada na 10%, potrošnja energije se smanjuje za 89%
Kada je pozadinsko osvetljenje potpuno isključeno: ukupna potrošnja energije mašine se smanjuje sa 2,2mA na 0,57mA
2. Algoritam -štede energije sloja aplikacije
"Algoritam za uštedu energije{0}}svjestan scenarija" koji su razvili proizvođači pametnih uređaja može postići:
Pozadinsko osvetljenje aktivirano dugmetom: pozadinsko osvetljenje pali samo kada njime upravlja korisnik i automatski se isključuje nakon 3 sekunde
Nenormalno pozadinsko osvjetljenje alarma: pali crveno pozadinsko svjetlo samo kada uređaj pokvari i ostaje isključen u normalnom stanju
Strategija vremenskog spavanja: Automatski uđite u režim dubokog spavanja tokom neradnog vremena na osnovu obrazaca korišćenja uređaja
Nakon primjene ovog algoritma na određenom projektu pametnog brojila, vrijeme pozadinskog osvjetljenja je skraćeno sa prosječnih 8 sati dnevno na 15 minuta, a godišnja ušteda energije dostigla je 1,2 kWh.
4, Slučajevi primjene u industriji i validacija podataka
1. Oblast medicinske opreme
Određena marka monitora usvaja tehnologiju kontrole pozadinskog osvjetljenja particija, dijeleći područje prikaza na tri nezavisne particije: broj otkucaja srca, kisik u krvi i krvni tlak. Tokom faze stabilnog praćenja ostaje uključeno samo pozadinsko osvjetljenje trenutne displej particije, a izmjerena potrošnja energije je smanjena sa 12mA na 3,5mA, a vijek trajanja baterije je produžen na 72 sata.
2. U oblasti pametnih domova
Određeni inteligentni termostat postiže:
Strong light environment (>1000lux): Jačina pozadinskog osvjetljenja od 100%
Umjereno osvjetljenje (300-1000lux): Jačina pozadinskog osvjetljenja od 50%
Okruženje slabog osvjetljenja (<300lux): Backlight brightness of 20%
Noćni način rada (<50lux): Backlight off
Ovo rješenje smanjuje dnevnu potrošnju energije opreme sa 0,8Wh na 0,2Wh, ispunjavajući EU ERP standarde energetske efikasnosti.
3. Oblast industrijske instrumentacije
Određeni transmiter pritiska usvaja strategiju "dinamičkog osvježavanja + kontrola pozadinskog osvjetljenja":
Normalno praćenje: Osvježite podatke svakih 5 sekundi, pozadinsko osvjetljenje isključeno
Promjena podataka: Kada se otkriju fluktuacije tlaka, odmah osvježite i upalite pozadinsko svjetlo (na 2 sekunde)
Status alarma: Neprekidno svijetli crveno pozadinsko svjetlo dok se kvar ne riješi
Testovi su pokazali da ovo rješenje produžava vijek trajanja baterije uređaja sa 3 godine na 5 godina i smanjuje troškove zamjene baterije za 60%.
