עקרונות טכניים: בסיס-נמוך באנרגיה עבור LCD.
צריכת החשמל של LCD נובעת בעיקר מ-3 הקטגוריות הבאות: מערכת תאורה אחורית, מעגל נהיגה, רענון תצוגה. במקרים המופעלים על ידי סוללה הוא יצטרך את 3 השיפורים הבאים: שיטתי.
מערכת תאורה אחורית: עמעום דינמי, מקור אור ביעילות גבוהה
ספק הכוח הגדול ביותר עבור ה-LCD הוא תאורה אחורית (60%-80%). המסורתיים משתמשים ב-LED בבהירות- קבועה וצרכים של צריכת חשמל נמוכה מציגים את אלה:
עמעום PWM: הוא עושה בהיר על ידי שינוי של הדופק בתדר > 1kHz, כדי למנוע שינוי טמפ' מעמעום אנלוגי. לדוגמה, מד מים EM המופעל על ידי סוללה, משתמש בחיישן האור הסביבה כמו BH1750 כדי לקבל את עוצמת האור בזמן אמת- ושולט באור האחורי- בהתאם, מה שמפחית את צריכת החשמל הנמדדת ביותר מ-40%.
מקורות אור יעילים: בחר נוריות LED בעוצמה נמוכה יותר כמו 0.2W/כל אחת, או בחר בתאורה אחורית פולטת צד כדי להפחית אור שאבד. חלק מהציוד המפואר משתמש בטכנולוגיית תאורה אחורית מיני LED שמצמצמת את הכוח הנצרך דרך התאורה המבוקרת באזור.
מעגל כונן: טעינה מראש-, צימוד דינמי
דרייבר ה-LCD המסורתי דורש רענון מתמיד של קבלי הפיקסלים ולכן דרישות הספק דינמיות גבוהות מאוד. הטכנולוגיה המוגנת בפטנט של Chengdu Jiutian Huaxin עוקפת דברים באמצעות:
טעינה מראש של אחסון-: במהלך תקופת התאורה האחורית של המסגרת הנוכחית, אחסן את אות הנתונים בקבלים בזמנים שבהם אין צורך לכתוב את האות לקווים כדי לא לגרום לאובדן מיתוג-תדר גבוה דרך כתיבת שורה אחר שורה.
פיצוי צימוד דינמי: שמור על איזון של אנרגיית הקבל עם זו של אות הצימוד כדי לאפשר לקבל עצמו להניע את סיבוב הגביש הנוזלי- בעצמו; ומכאן ירידה במתח הכונן הכולל הנדרש (+5V למטה ל-+ 2. 5V) וכתוצאה מכך להפחתה ישירה במקור בנתוני צריכת ה-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%), הגדל את הבהירות ב-20%-30% על ידי חיסכון בחשמל בתאורה אחורית.
רענון תצוגה: עדכוני שינה ואזור חכמים
מצב שינה אינטליגנטי: ל-IC של מנהלי התקנים מודרניים של LCD (כגון ILI9341) יש כמה מצבי צריכת חשמל-נמוכים שונים. לייק אם אתה רוצה שהוא יעבור למצב שינה אחרי 30 שניות. של סרק, ניתוק AVDD, VGH/VGL, השהיה של יקיצה של פחות מ-100 - 120 אלפיות השנייה.
טכנולוגיית רענון אזורית: עדכון רק חלקים שהשתנו, כמו מספרים, ולא כל המסך מצייר מחדש-. הוגדר תיוג אזור "מלוכלך"-. נמדד יותר מ-30% בצריכת החשמל בדרך זו.
פרמטרים עיקריים: קריטריוני בחירה עבור LCD בעוצמה נמוכה-
במכשירי LCD המופעלים על ידי סוללה, שימו לב בעת ביצוע הבחירות הבאות:
מדדי צריכת חשמל
זרם עבודה: זרם עבודה במקרה בו מדובר במודול TFT - LCD בגודל 3.5 אינץ', זרם ההפעלה הרגיל יהיה בדרך כלל בגודל בסדר גודל של קרוב ל-60mA כאשר הוא מסופק ב-3.3V. עיצובים בהספק נמוך צריכים אפילו נמוך יותר; פחות מ-20mA.
זרם השינה צריך להיות פחות מ-1uA כדי למנוע הפסדי המתנה.
צריכת חשמל של תאורה אחורית: תאורת LED אחורית היא הבחירה כאן ויחידה אחת תצרוך לא יותר מ-0. 5 וולט.
ביצועי תצוגה
ממול: ניגודיות גבוהה של 1000:1 יכולה לצמצם את צרכי הבהירות של התאורה האחורית ואז זה חוסך בחשמל.
פרספקטיבה: זווית ראייה רחבה כמו 178 מעלות תפחית את התדירות שבה המשתמש משנה זוויות צפייה, ומפחיתה את כמות הכוח המשמשת לאינטראקציה.
רזולוציה: בחר בהתבסס על צורך במקום אובססיביות על רזולוציה מקסימלית, כי זה גוזל יותר-כונן עבור הפיקסלים הנוספים.
הסתגלות סביבתית
טמפרטורת עבודה: ציוד-מופעל באמצעות סוללה נשלח לעתים קרובות החוצה וצריך לעמוד בטמפרטורות הנעות בין -40 מעלות ל-85 מעלות.
רמת הגנה: IP68, שניתן לטבול במים לאורך זמן, והיא ישימה לתרחיש של ניטור איכות המים.
ממשק, אינטגרציה.
סוג ממשק בחר בין ה-I80 הזול אך המהיר או ה-MIPI DSI המהיר והנמוך.
אינטגרציה: בחר מודולים שיש להם ICs של מנהלי התקנים משלהם, כך שלא יהיה כל כך הרבה עבור הפריפריה.
מתודולוגיית אופטימיזציה לאנרגיה ברמת המערכת-חסכון בארכיטקטורה
צריך לבחור LCD מתאים עם הספק נמוך כדי לשתף פעולה עם העיצוב כולו כדי ליצור ארכיטקטורה שלמה לחסכון באנרגיה:
אופטימיזציה של ניהול צריכת חשמל
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >יעילות של 85% עבור מעגל הנהיגה.
החלפת חשמל דינמית: החלף את מסילת החשמל בהתבסס על מצב התצוגה, כבה את כל אספקת החשמל שאינה- חיונית במצב שינה.
בקרה שיתופית בתוכנה
טכנולוגיית אפנון תדר דינמי: כוונן את תדר השעון של ה-I80 באופן אוטומטי בהתאם לתוכן המוצג. לגבי המדגם כמו ירידה מתחת ל-10 הרץ כשהוא במנוחה או לעלות עד ל-60 הרץ בערך כשהיא נעה ויש לה את המדידה כדי להיות מסוגלת להראות ערך ממשי למה שנשמר מ-40%.
אלגו הבהירות האדפטיבית: אנחנו בונים טבלה שמתאמת בין כמויות תאורה שונות לאחוז בהירות מסוים (כמו כשאין אור בכלל היינו משתמשים רק ב-10 אחוז מהבהירות) וכן טבלה שמשתמשת בחיישן הסביבה ומשנה אותם ללא הרף עבורנו בהתאם לממצאים שלהם.
עיצוב חומרה-נמוך
MCU עם צריכת חשמל נמוכה: בחר MCU עם צריכת חשמל נמוכה במיוחד כמו Renesas RL78 / L13 והוא שואב רק כ-100μ A/Mhz של זרם עבודה.
חומר דליפה נמוך: חומר קבוע דיאלקטרי גבוה כמו Al2O3 משמש עבור קבלי אחסון קדם- וקבלי אחזקה על מנת להפחית את ההספק הסטטי הנצרך.
מקרה אופייני: אימות מעשי למתח מסוללות.
מקרה 1: מד מים גל EM המופעל על ידי סוללה
מד אספקת מים עירוני: 6 שנים.
3.5 אינץ' TFT LCD, תאורה אחורית LCD צריכת חשמל: 0.8W, זרם הפעלה LCD: 15mA (3.3V אספקה).
אמצעי אופטימיזציה:
עם שימוש בעמעום PWM, וחיישן אור הסביבה כדי לצמצם את צריכת החשמל של תאורה אחורית, 45%.
מעגל ההנעה לפני האחסון המשולב מוריד את ההספק המשמש את ה-IC המניע בשלושים אחוז.
30 דקות אין פעולה מוגדרת לעבור למצב שינה, זרם השינה הוא 0.5μA.
תוצאת בדיקה אמיתית מראה שההספק של המכונה כולה יורד מ-200 mW ל-80 mW וכעת היא יכולה להשתמש בסוללות שלה עד לתקופה של שמונה שנים.
מארז – מוניטור רפואי נייד.
יישום תרחיש: עזרה ראשונה חיצונית, צריך לעבוד ללא הפסקה במשך 24 שעות.
מבחר LCD: OLED בגודל 2.4-אינץ' (תחליף LCD מסורתי), אבל זה מאוד יקר; לבסוף בחר TFT-LCD עם הספק נמוך- עם זרם עבודה של 12mA (ספק כוח 2.8V).
אמצעי אופטימיזציה:
השתמש ברענון האזורי, עדכן רק את האזורים בתמונה שהשתנו עקב השינוי בקצב הלב, החמצן בדם וכו'.
מעגל הנהג המשולב-דינמי משתמש במתחי הנעה שהופחתו בגודלם בערך של -5V עד -3V;
מודולי 4G-נמוכים כמו Air780E כדי לסנכרן את הנתונים, להקטין את מצב המתנה של LCD.
תוצאת הבדיקה בפועל: צריכת החשמל של המכונה כולה ירדה ב-150mW, ל-60mW ועונה על דרישת השימוש של 24 שעות.
