Teknik ilkeler: LCD için düşük-enerji temeli.
LCD'nin güç tüketimi temel olarak aşağıdaki 3 kategoriden kaynaklanmaktadır: arka aydınlatma sistemi, sürüş devresi, ekran yenileme. Pille çalışan durumlarda şu 3 iyileştirmeye ihtiyaç duyulacaktır: Sistematik.
Arka ışık sistemi: dinamik karartma, yüksek verimli ışık kaynağı
LCD için en büyük güç kaynağı arka ışıktır (%60-%80). Geleneksel olanlar sabit-parlaklıktaki LED'i kullanır ve düşük güç gereksinimleri şunları sağlar:
PWM karartma: Analog karartma nedeniyle sıcaklığın değişmesini önlemek için darbenin frekans > 1kHz ile değiştirilmesiyle parlaklık verir. Örneğin, Pille çalışan EM su Ölçer, gerçek- zamanlı ışık yoğunluğunu elde etmek için BH1750 gibi Ortam ışığı sensörünü kullanır ve buna göre Arka-ışığı kontrol ederek Ölçülen Güç tüketimini %40'tan fazla azaltır.
Verimli Işık Kaynakları: Her biri 0,2 W gibi daha düşük güçlü LED'leri seçin veya ışık kaybını azaltmak için yandan ışık yayan arka ışıkları seçin. Bazı süslü ekipmanlar, bölge kontrollü aydınlatma yoluyla tüketilen gücü azaltan Mini LED arka aydınlatma teknolojisini kullanır.
Sürücü Devresi: şarj ön-depolaması, dinamik bağlantı
Geleneksel LCD sürücüsü, piksel kapasitörünün sürekli yenilenmesini gerektirir, dolayısıyla çok yüksek dinamik güç gereksinimleri vardır. Chengdu Jiutian Huaxin'in patentli teknolojisi aşağıdakileri kullanarak sorunları çözüyor:
Şarj ön-depolaması: Geçerli çerçevenin arka ışığının açık olduğu süre boyunca, satır satır yazma yoluyla yüksek-frekans anahtarlama kaybına neden olmamak için, sinyali hatlara yazmaya gerek olmadığı zamanlarda veri sinyalini kapasitörlerde saklayın.
Dinamik bağlantı telafisi: Kapasitörün enerjisi ile bağlantı sinyalinin enerjisini dengede tutun, böylece kapasitörün sıvı{0}}kristal dönüşünü kendi başına yürütmesini mümkün kılın; ve dolayısıyla gereken toplam sürücü voltajında azalma (+5V'den + 2. 5V'ye kadar) IC tüketim rakamlarında kaynakta doğrudan azalmaya neden olur.
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), arka ışık güç tasarrufu ile parlaklığı %20-%30 artırın.
Ekran Yenileme: Akıllı Uyku ve Alan Güncellemeleri
Akıllı uyku modu: Modern LCD sürücü IC'leri (ILI9341 gibi) birkaç farklı düşük-güç moduna sahiptir. Mesela 30 saniye sonra uyku moduna geçmesini istiyorsanız. rölantide, AVDD, VGH/VGL gücü kesiliyor, uyanma gecikmesi 100 – 120 ms'den az.
Bölgesel yenileme teknolojisi: Yalnızca sayılar gibi değişen kısımlar güncellenir ve ekranın tamamı yeniden-çizilmez. "Kirli"-alan etiketlemesi tanımlandı. Bu şekilde güç tüketiminde %30'dan fazla azalma ölçüldü.
Anahtar parametreler: Düşük-güçlü LCD için seçim kriterleri
Pille çalışan cihazların LCD'lerinde şu seçimleri yaparken dikkat edin:
Güç Tüketimi Endeksleri
Çalışma akımı: 3,5 inçlik bir TFT – LCD modülü için çalışma akımı, normal çalışma akımı, 3,3V ile beslendiğinde genellikle 60mA civarında bir büyüklüğe sahip olacaktır. Düşük güçlü tasarımların daha da düşük güçlere ihtiyacı vardır; 20mA'den az.
BEKLEME KAYIPLARINI ÖNLEMEK İÇİN UYKU AKIMI 1uA'DAN AZ OLMALIDIR.
Arka Işık Güç Tüketimi: Burada LED arka ışıklar tercih edilir ve tek bir ünite 0. 5 W'tan fazla enerji tüketmez.
Ekran performansı
Karşıt: 1000:1 yüksek kontrast, arka ışık parlaklık ihtiyacını azaltabilir ve güç tasarrufu sağlar.
Perspektif: 178 derece gibi geniş bir görüş açısı, kullanıcının görüş açısını değiştirme sıklığını azaltarak etkileşim için kullanılan güç miktarını azaltır.
Çözünürlük: Maksimum çözünürlüğü takıntı haline getirmek yerine ihtiyaca göre seçin çünkü ekstra piksel için daha fazla sürücü- tüketir.
Çevresel uyumluluk
Çalışma sıcaklığı: Pille-çalışan ekipmanlar sıklıkla dışarıya gönderilir ve -40 dereceden 85 dereceye kadar değişen sıcaklıklara dayanmaları gerekir.
Koruma seviyesi: Uzun süre suya batırılabilen IP68 ve su kalitesi izleme senaryosuna uygulanabilir.
Arayüz, Entegrasyon.
Arayüz Türü Ucuz ama hızlı I80 veya yüksek hızlı, düşük güçlü MIPI DSI arasında seçim yapın.
Entegrasyon: Kendi sürücü IC'lerine sahip modülleri seçin, böylece çevre için fazla bir şey kalmaz.
Sistem Düzeyinde Enerji{0}Tasarrufu Mimarisi için Optimizasyon Metodolojisi
Enerji tasarrufu sağlayan bir mimari oluşturmak amacıyla tasarımın tamamıyla işbirliği yapacak uygun bir düşük güçlü LCD seçmeniz gerekir:
Güç Yönetimi Optimizasyonu
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >Sürüş devresi için %85 verimlilik.
Dinamik güç değiştirme: Ekranın durumuna göre güç rayını değiştirin, uyku modunda-gerekli olmayan tüm güç kaynaklarını kapatın.
Yazılım kooperatif kontrolü
Dinamik frekans modülasyon teknolojisi: Gösterilen içeriğe bağlı olarak I80'in saat frekansını otomatik olarak ayarlayın. Örneğe gelince, hareketsizken 10Hz'in altına inmek veya hareket ettikçe yaklaşık 60Hz'e kadar çıkmak ve %40'tan tasarruf edilen şey için gerçek bir değer gösterebilecek ölçüme sahip olmak.
Uyarlanabilir parlaklık algoritması: Farklı aydınlatma miktarlarını belirli bir parlaklık yüzdesiyle ilişkilendiren bir tablo oluşturuyoruz (örneğin, hiç ışık olmadığında parlaklığın yalnızca yüzde 10'unu kullanıyor olacağız) ve ayrıca ortam sensörü kullanan ve bulgularına göre bunları bizim için sürekli değiştiren bir tablo oluşturuyoruz.
Donanımın düşük-güçlü tasarımı
Düşük Güç MCU: Renesas RL78 / L13 gibi son derece düşük güç tüketen bir MCU seçin ve yalnızca 100μ A/ Mhz civarında çalışma akımı çeker.
Sızıntısı düşük malzeme: Tüketilen statik gücü azaltmak amacıyla ön-depolama kapasitörü ve tutma kapasitörü olarak Al2O3 gibi yüksek dielektrik sabiti malzeme kullanılıyor.
Tipik durum: Pillerden gelen gücün pratik doğrulaması.
Durum 1: Pille çalışan EM dalga su sayacı
Kentsel su sayacı: 6 yıl.
3,5 inç TFT LCD,LCD Arka Işık Güç Tüketimi: 0,8W, LCD Çalışma Akımı: 15mA (3,3V Besleme).
Optimizasyon önlemleri:
Arka ışığın güç tüketimini %45 oranında azaltmak için PWM karartma ve ortam ışığı sensörü kullanımıyla.
Entegre şarj ön depolama sürüş devresi, sürüş IC'sinin kullandığı gücü yüzde otuz oranında azaltır.
30 dakika boyunca hiçbir işlem yapılmadan uyku moduna geçilir, uyku akımı 0,5μA'dır.
Gerçek test sonucu, makinenin tüm gücünün 200 mW'tan 80 mW'a düştüğünü ve artık pillerini sekiz yıllık bir süreye kadar kullanabileceğini gösteriyor.
Vaka – Taşınabilir bir tıbbi monitör.
Senaryonun uygulanması: açık havada ilk yardım, 24 saat boyunca aralıksız çalışmanız gerekiyor.
LCD seçimi : 2,4-inç OLED (geleneksel LCD'nin yerine geçer), ancak çok pahalıdır; son olarak 12mA(2,8V güç kaynağı) çalışma akımına sahip düşük-güçlü TFT-LCD'yi seçin.
Optimizasyon önlemleri:
Bölgesel yenileme teknolojisini kullanın, görüntünün yalnızca kalp atış hızı, kan oksijeni vb. değişiklikler nedeniyle değişen alanlarını güncelleyin.
Entegre dinamik{0}}bağlantı sürücü devresi, büyüklüğü -5V ile -3V arasında azaltılmış sürüş voltajlarını kullanır;
Verileri senkronize etmek için-Air780E gibi düşük güçlü 4G modülleri, LCD bekleme süresini azaltır.
Gerçek test sonucu: tüm makinenin güç tüketimi 150 mW azalarak 60 mW'a düştü ve 24 saatlik kullanım ihtiyacını karşıladı.
