一, принцип технології ШІМ: Реалізація аналогового керування за допомогою цифрових сигналів
ШІМ контролює яскравість світлодіодів підсвічування, періодично перемикаючи високий і низький рівні та регулюючи середню вихідну потужність за допомогою робочого циклу (відношення часу високого-рівня до періоду). Наприклад, при частоті 1 кГц і робочому циклі 50% світлодіод працює на 50% потужності для досягнення половинної яскравості дисплея. Його основні переваги полягають у:
Ефективність та-збереження енергії: порівняно з аналоговим затемненням (регулювання яскравості шляхом зміни струму), ШІМ усе ще може підтримувати стабільну колірну температуру світлодіода за низької яскравості без додаткових втрат електроенергії.
Конструкція без мерехтіння: коли частота ШІМ перевищує критичну частоту злиття мерехтіння (CFFF, близько 60 Гц) людського ока, візуальне мерехтіння можна повністю усунути. У промислових сценаріях зазвичай використовуються частоти понад 100 Гц, щоб забезпечити комфорт під час тривалого-користування.
Швидкий динамічний відгук: ШІМ може досягти перемикання рівня яскравості за мілісекунди, адаптуючись до швидко мінливих вимог до відображення даних промислових приладів.
2, Дизайн апаратного забезпечення: логіка вибору від MCU до виділеного мікросхеми драйвера
1. Рішення прямого приводу MCU
Підходить для промислових інструментів з малою кількістю сегментів і простим дисплеєм (наприклад, монохромні цифрові інструменти). Беручи STM32F031C6T6 як приклад:
Конфігурація COM-порту: використовується режим високого імпедансу GPIO у поєднанні з схемою фільтрації RC для генерації середньої напруги (наприклад, 2,5 В), щоб уникнути зміщення постійного струму, що спричиняє старіння РК-дисплея.
Конфігурація порту SEG: режим виведення push-pull, інвертований сигналом COM для керування дисплеєм. Наприклад, під час сканування COM SEG, який буде відображатися, виводить високий рівень, і навпаки, виводить низький рівень.
Схема дільника напруги: генеруйте напругу зсуву 1/3 через мережу резисторів (наприклад, комбінацію 150K, 10K, 100K, 47K), щоб забезпечити стабільну вихідну напругу середньої точки від COM-порту в стані високого опору.
Переваги: низька вартість, невелика площа друкованої плати, підходить для вбудованих систем з обмеженими ресурсами.
2. Спеціальне рішення мікросхеми драйвера
Для складних приладів, таких як багаторядкові дисплеї та інтелектуальні лічильники з керуванням підсвічуванням, рекомендується використовувати MCU із вбудованим-контролером LCD (наприклад, серії Renesas RL78/RA4M1):
Інтегрована конструкція: інтегруйте регістри даних дисплея, керування тактовою частотою та схеми підсилення (наприклад, регістри VLCD), щоб зменшити кількість периферійних компонентів.
Гнучка конфігурація: підтримує кілька комбінацій Duty (1/2, 1/3, 1/4) і Bias (1/2, 1/3, 1/4) для адаптації до різних специфікацій РК-дисплеїв.
Оптимізація низького енергоспоживання: шляхом зупинки непотрібних функцій годинника (таких як регістри OSMC) споживання енергії зменшується, а термін служби батареї подовжується.
Типове застосування: РК-контролер Renesas RA4M1 може управляти 4 × 40-сегментними РК-дисплеями, одночасно контролюючи яскравість підсвічування через ШІМ-модулі для досягнення узгодженого керування дисплеєм і підсвічуванням.
3. Практика промисловості: оптимізація всього процесу від проектування до масового виробництва
1. Індивідуальний дизайн
Попит на РК-дисплеї в промислових приладах різноманітний і потребує налаштування відповідно до сценаріїв застосування
Розмір і кількість сегментів: якщо медичне обладнання потребує відображення даних про температуру, пульс і час у просторі 40 мм × 20 мм, потрібна інноваційна схема розташування електродів.
Адаптованість до навколишнього середовища: надійність промислового рівня забезпечується -40-градусним{2}}тестом запуску-, тестом на старіння при 85 градусах при високій температурі та 2000-годинним тестом безперервного освітлення.
Оптичний режим: позитивний дисплей (чорний фон із білим текстом) підходить для внутрішнього середовища, тоді як негативний дисплей (білий фон із чорним текстом) покращує читабельність поза приміщеннями; Напівпрозорий і напіввідбиваючий режими сумісні як з підсвічуванням, так і з відбитим світлом.
2. Виготовлення та випробування
Інтелектуальна виробнича лінія: Завдяки подвійній гарантії онлайн-виявлення AOI та ручної повторної перевірки, весь процес від різання струмопровідного скла ITO до герметизації кристалів автоматизовано.
Підбір драйверів IC: для низьких-потужних вимог оберіть ультра-рішення приводів (наприклад, налаштовані драйвери IC від Xuda Electronics), щоб подовжити термін служби батареї.
Інтеграція підсвічування: для приладів, яким потрібен нічний дисплей, інтегруйте EL або LED модулі підсвічування та регулюйте яскравість за допомогою затемнення ШІМ (наприклад, затемнення рівня 1024 Tesla Model 3).
