Tehnički principi: Nisko{0}}osnova za LCD.
Potrošnja energije LCD-a uglavnom potiče iz sljedeće 3 kategorije: sistem pozadinskog osvjetljenja, pogonsko kolo, osvježavanje ekrana. U kućištima na baterije biće potrebna ova 3 poboljšanja: Sistematsko.
Sistem pozadinskog osvetljenja: dinamičko zatamnjenje, visoko efikasan izvor svetlosti
Najveće napajanje za LCD je pozadinsko osvjetljenje (60%-80%). Tradicionalni koriste LED diode fiksne{4}}osvjetljenja, a potrebe male energije uvode sljedeće:
PWM zatamnjivanje: Javlja se promjenom impulsa sa frekvencijom > 1kHz, kako bi se spriječila promjena temperature od analognog zatamnjivanja. Na primjer, EM vodomjer na baterije, koristi senzor ambijentalnog svjetla kao što je BH1750 da dobije- intenzitet svjetla u stvarnom vremenu i kontrolira pozadinsko{4}}svjetlo u skladu s tim što smanjuje izmjerenu potrošnju energije za više od 40%.
Efikasni izvori svjetlosti: Odaberite LED diode manje snage, poput 0,2 W/svaki, ili odaberite pozadinsko osvjetljenje sa strane da biste smanjili izgubljeno svjetlo. Neka moderna oprema koristi tehnologiju Mini LED pozadinskog osvjetljenja koja smanjuje potrošnju energije kroz zonsko kontrolirano osvjetljenje.
Pogonski krug: pre-skladištenje, dinamičko spajanje
Tradicionalni LCD drajver zahtijeva stalno osvježavanje piksel kondenzatora tako da su zahtjevi za vrlo visokim dinamičkim napajanjem. Patentirana tehnologija iz Chengdu Jiutian Huaxin zaobilazi stvari koristeći:
Pre-skladištenje punjenja: Tokom perioda uključenog pozadinskog osvjetljenja trenutnog okvira, pohranjujte signal podataka u kondenzatore u trenucima kada nema potrebe za upisivanjem signala u linije kako ne bi došlo do gubitka -promjenjivanja visoke frekvencije kroz pisanje red po red.
Kompenzacija dinamičkog spajanja: Održavajte ravnotežu energije kondenzatora sa energijom spojnog signala kako bi se omogućilo da sam kondenzator samostalno pokreće rotaciju tečnog{0}}kristala; a time i smanjenje ukupnog potrebnog napona pogona (+5V do + 2. 5V) što rezultira direktnim smanjenjem na izvoru u brojkama potrošnje IC-a.
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%), povećati svjetlinu 20%-30% uštedom energije pozadinskog osvjetljenja.
Osvježavanje ekrana: Smart Sleep & Area Updates
Inteligentni način mirovanja: Moderni LCD drajver IC-ovi (kao što je ILI9341) imaju nekoliko različitih načina rada niske{1}}napone. Lajkujte ako želite da pređe u stanje mirovanja nakon 30 sekundi. praznog hoda, isključenje AVDD, VGH/VGL napajanja, kašnjenje buđenja manje od 100 – 120 ms.
Tehnologija regionalnog osvježavanja: ažuriranje samo promijenjenih dijelova, kao što su brojevi, i ne-iscrtavanje cijelog ekrana. Definisano označavanje "prljavog"-područja. Izmjereno je više od 30% manje potrošnje energije na ovaj način.
Ključni parametri: Kriterijumi odabira za LCD{0}}nisku potrošnju
U LCD instrumentima koji se napajaju baterijama, obratite pažnju kada donosite ove izbore:
Indeksi potrošnje energije
Radna struja: Radna struja u slučaju kada se radi o 3,5-inčnom TFT – LCD modulu, normalna radna struja bi obično imala veličinu reda blizu 60mA kada se napaja na 3,3V. Dizajni male snage trebaju još niže; manje od 20mA.
STRUJA SPAVANJA TREBA DA BUDE MANJE OD 1uA DA BI SE IZBJEGLI GUBITCI U STANDBY.
Potrošnja energije pozadinskog osvjetljenja: LED pozadinsko osvjetljenje je izbor ovdje i jedna jedinica ne bi trošila više od 0. 5 W.
Prikaz performansi
Suprotno: 1000:1 visoki kontrast može smanjiti potrebu za svjetlinom pozadinskog osvjetljenja i onda štedi energiju.
Perspektiva: Široki ugao gledanja kao što je 178 stepeni bi smanjio koliko često korisnik menja uglove gledanja, smanjujući količinu energije koja se koristi za interakciju.
Rezolucija: Odaberite na osnovu potrebe, a ne opsjednutosti maksimalnom rezolucijom jer više{0}}troši pogon za dodatne piksele.
Prilagodljivost okoline
Radna temperatura: Baterijska{0}}oprema se često šalje van i mora izdržati temperature u rasponu od -40 stepeni do 85 stepeni.
Stepen zaštite: IP68, koji može biti potopljen u vodi duže vrijeme, a primjenjiv je na scenarije praćenja kvaliteta vode.
Interfejs, integracija.
Tip interfejsa Odaberite između jeftinog, ali brzog I80 ili MIPI DSI velike brzine, male snage.
Integracija: Odaberite module koji imaju svoje upravljačke IC-ove kako ne bi bilo toliko za periferiju.
Metodologija optimizacije za arhitekturu koja štedi energiju{0}}na nivou sistema
Potrebno je odabrati odgovarajući LCD male snage kako bi sarađivao s cijelim dizajnom i formirao cjelokupnu arhitekturu za uštedu energije:
Optimizacija upravljanja napajanjem
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85% efikasnosti za pogonski krug.
Dinamičko prebacivanje napajanja: Prebacite šinu napajanja na osnovu statusa ekrana, isključite sva ne-nebitna napajanja kada je u stanju mirovanja.
Softversko kooperativno upravljanje
Tehnologija dinamičke frekvencijske modulacije: Automatski podesite frekvenciju sata I80 u zavisnosti od prikazanog sadržaja. Što se tiče uzorka, kao što je spuštanje ispod 10 Hz kada je u mirovanju ili povećanje do oko 60 Hz dok se kreće okolo i ima mjerenje da može pokazati stvarnu vrijednost za ono što je sačuvano od 40%.
Algo adaptivnog osvjetljenja: pravimo tabelu koja povezuje različite količine osvjetljenja s određenim postotkom svjetline (kao kada uopće nema svjetla koristili bismo samo 10 posto svjetline) kao i onu koja koristi senzor ambijenta i stalno ih mijenja za nas prema njihovim nalazima.
Hardverski dizajn{0}}niske snage
Low Power MCU: Odaberite MCU sa izuzetno niskom potrošnjom energije kao što je Renesas RL78 / L13 i on crpi samo oko 100μ A/Mhz radne struje.
Materijal sa malo curenja: Materijal visoke dielektrične konstante kao što je Al2O3 se koristi za pred-kondenzator za skladištenje i kondenzator za zadržavanje kako bi se smanjila potrošena statička snaga.
Tipičan slučaj: praktična provjera napajanja iz baterija.
Slučaj 1: Baterijski vodomjer EM talasa
Gradski vodomjer: 6 godina.
3,5 inča TFT LCD, LCD Potrošnja energije pozadinskog osvetljenja: 0,8W, Radna struja LCD-a: 15mA (3,3V napajanje).
Mjere optimizacije:
Uz korištenje PWM zatamnjivanja i senzora ambijentalnog svjetla za smanjenje potrošnje energije pozadinskog osvjetljenja, 45%.
Integrirani pogonski krug za prethodno skladištenje smanjuje snagu koju koristi upravljački IC za trideset posto.
30 minuta nije podešena operacija za prelazak u stanje mirovanja, struja mirovanja je 0,5 μA.
Realni rezultati testiranja pokazuju da je snaga čitave mašine smanjena sa 200 mW na 80 mW i sada može da koristi svoje baterije do osam godina.
Futrola – prenosivi medicinski monitor.
Scenario primjene: prva pomoć na otvorenom, potrebno je raditi bez prestanka 24 sata.
Izbor LCD-a: 2,4- OLED (zamijeni tradicionalni LCD), ali je veoma skup; konačno odaberite nisko{2}}TFT-LCD sa radnom strujom od 12mA (2.8V napajanje).
Mjere optimizacije:
Koristite tehnologiju regionalnog osvježavanja, ažurirajte samo ona područja slike koja su se promijenila zbog promjene brzine otkucaja srca, kisika u krvi itd.
Integrisano kolo pokretača dinamičke-spojnice koristi pogonske napone čija je veličina smanjena za vrijednost od -5V do -3V;
4G moduli{0}}niske snage kao što je Air780E za sinhronizaciju podataka, smanjenje stanja pripravnosti LCD-a.
Stvarni rezultat testa: potrošnja energije cijele mašine je pala za 150 mW, na 60 mW i zadovoljava 24-satnu upotrebu.
