Технічні принципи: низько{0}}енергетична основа для РК-дисплея.
Енергоспоживання РК-дисплея в основному залежить від таких трьох категорій: система підсвічування, схема керування, оновлення дисплея. У випадках із живленням від батареї знадобляться ці 3 покращення: Систематичне.
Система підсвічування: динамічне затемнення, високоефективне джерело світла
Найбільшим джерелом живлення для РК-дисплея є підсвічування (60%-80%). Традиційні використовують світлодіод із фіксованою-яскравістю, а потреби з низьким енергоспоживанням вводять:
ШІМ-затемнення: воно стає яскравим за рахунок зміни імпульсу з частотою > 1 кГц, щоб запобігти зміні температури від аналогового затемнення. Наприклад, водяний лічильник EM з живленням від батареї використовує датчик навколишнього освітлення, як-от BH1750, щоб отримати- інтенсивність світла в реальному- часі та відповідно керувати-заднім освітленням, що зменшує споживання виміряної потужності більш ніж на 40%.
Ефективні джерела світла: вибирайте світлодіоди меншої потужності, наприклад 0,2 Вт/кожний, або вибирайте підсвічування з боковим випромінюванням, щоб зменшити втрату світла. Деяке модне обладнання використовує технологію міні-світлодіодного підсвічування, яка зменшує споживання електроенергії зональним освітленням.
Схема приводу: попереднє накопичення заряду, динамічний зв’язок
Традиційний РК-драйвер вимагає постійного оновлення піксельного конденсатора, отже, дуже високі вимоги до динамічної потужності. Запатентована технологія від Chengdu Jiutian Huaxin обходить речі, використовуючи:
Попереднє збереження-заряду: протягом періоду підсвічування поточного кадру зберігайте сигнал даних у конденсаторах у той час, коли немає потреби записувати сигнал у рядки, щоб не спричинити втрату перемикання високої-частоти під час рядкового запису.
Компенсація динамічного зв’язку: зберігайте баланс між енергією конденсатора та сигналом зв’язку, щоб сам конденсатор міг самостійно керувати обертанням рідкого{0}}кристала; і, отже, зменшення загальної необхідної напруги приводу (+5В до + 2. 5В), що призводить до прямого зменшення в джерелі показників споживання 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%), збільшити яскравість на 20%-30% за рахунок економії енергії підсвічування.
Оновлення дисплея: Smart Sleep & Area Updates
Інтелектуальний режим сну: сучасні мікросхеми РК-драйверів (такі як ILI9341) мають кілька різних режимів-споживання. Поставте лайк, якщо ви хочете, щоб він перейшов у сплячий режим через 30 секунд. холостого ходу, відключення живлення AVDD, VGH/VGL, затримка пробудження менше 100–120 мс.
Технологія регіонального оновлення: оновлюються лише змінені частини, як-от числа, і не перемальовується весь екран-. Визначено позначку "брудної"-області. Виміряно більш ніж на 30% у споживанні електроенергії таким чином.
Ключові параметри: критерії вибору для мало{0}}потужного рідкокристалічного дисплея
При виборі РК-дисплеїв інструментів з батарейним живленням зверніть увагу на наступне:
Індекси енергоспоживання
Робочий струм: робочий струм у випадку, якщо це для 3,5-дюймового TFT-LCD модуля, нормальний робочий струм зазвичай матиме величину близько 60 мА за умови живлення 3,3 В. Конструкції з низькою потужністю потребують ще нижче; менше 20 мА.
СТРУМ СНУ МАЄ БУТИ МЕНШИМ ЗА 1 мкА, ЩОБ УНИКНУТИ ВТРАТ У РЕЖІМІ ОЧІКУВАННЯ.
Енергоспоживання підсвічування: тут краще використовувати світлодіодне підсвічування, і один блок споживатиме не більше 0. 5 Вт.
Продуктивність дисплея
Навпаки: високий контраст 1000:1 може зменшити потребу в яскравості підсвічування, а потім заощадити енергію.
Перспектива: широкий кут огляду, як-от 178 градусів, зменшить частоту зміни кутів огляду користувачем, зменшуючи споживання енергії для взаємодії.
Роздільна здатність: вибирайте залежно від потреби, а не зациклюйтеся на максимальній роздільній здатності, тому що додаткові пікселі-займають більше диска.
Екологічна адаптивність
Робоча температура: обладнання, що живиться від батареї-, часто виноситься на вулицю та має витримувати температуру від -40 градусів до 85 градусів.
Рівень захисту: IP68, який можна занурювати у воду на тривалий час, і він застосовний до сценарію моніторингу якості води.
Інтерфейс, інтеграція.
Тип інтерфейсу Виберіть між дешевим, але швидким I80 або високошвидкісним, малопотужним MIPI DSI.
Інтеграція: вибирайте модулі, які мають власні мікросхеми драйверів, щоб не було багато периферії.
Методологія оптимізації для енергозберігаючої-архітектури системного рівня
Необхідно вибрати відповідний малопотужний РК-дисплей, щоб співпрацювати з усім дизайном для формування повної енергозберігаючої архітектури:
Оптимізація керування живленням
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >ККД 85% для схеми керування.
Динамічне перемикання живлення: перемикайте шину живлення залежно від стану дисплея, вимикайте всі не-необхідні джерела живлення в режимі сну.
Програмне кооперативне управління
Технологія динамічної частотної модуляції: автоматично регулюйте тактову частоту I80 залежно від показаного вмісту. Що стосується зразка, наприклад, падіння нижче 10 Гц, коли воно перебуває в спокої, або підвищення приблизно до 60 Гц, коли воно рухається, і має вимірювання, щоб мати можливість показати фактичне значення для того, що було збережено від 40%.
Алгоритм адаптивної яскравості: ми створюємо таблицю, яка співвідносить різну кількість освітлення з певним відсотком яскравості (наприклад, коли світла немає взагалі, ми використовуємо лише 10 відсотків яскравості), а також таблицю, яка використовує датчик навколишнього середовища та постійно змінює їх для нас відповідно до своїх висновків.
Апаратне забезпечення-з низьким енергоспоживанням
Низька потужність MCU: виберіть мікроконтроллер із надзвичайно низьким енергоспоживанням, як-от Renesas RL78 / L13, і він споживатиме лише близько 100 мкА/МГц робочого струму.
Матеріал із низьким витоком: матеріал із високою діелектричною постійною, як-от Al2O3, використовується для попереднього-накопичувального конденсатора та утримуючого конденсатора, щоб зменшити споживану статичну потужність.
Типовий випадок: практична перевірка живлення від батарей.
Випадок 1: ЕМ-хвильовий водомір із живленням від батареї
Лічильник міського водопостачання: 6 років.
3,5-дюймовий TFT РК-дисплей, споживана потужність підсвічування РК-дисплея: 0,8 Вт, робочий струм РК-дисплея: 15 мА (живлення 3,3 В).
Заходи з оптимізації:
Завдяки використанню ШІМ-діммування та датчику зовнішнього освітлення споживання електроенергії підсвічування зменшується на 45%.
Інтегрована керуюча схема попереднього накопичення заряду знижує споживану потужність керуючої мікросхеми на тридцять відсотків.
30 хвилин жодних операцій не встановлено для переходу в режим сну, струм сну становить 0,5 мкА.
Реальні результати тестування показують, що вся потужність машини зменшилася з 200 мВт до 80 мВт, і тепер вона може використовувати свої батареї протягом восьми років.
Кейс – портативний медичний монітор.
Прикладний сценарій: перша допомога на відкритому повітрі, потрібно працювати безперервно протягом 24 годин.
Вибір РК-дисплеїв: 2,4-дюйма OLED (замінити традиційний РК-дисплей), але це дуже дорого; нарешті виберіть малопотужний TFT-LCD з робочим струмом 12 мА (2,8 В живлення).
Заходи з оптимізації:
Використовуйте регіональну технологію оновлення, оновлюйте лише ті ділянки зображення, які змінилися через зміну частоти серцевих скорочень, вмісту кисню в крові тощо.
Інтегрована схема драйвера динамічного{0}}з’єднання використовує провідні напруги, величина яких була зменшена на значення від -5 В до -3 В;
Модулі 4G із низьким-споживанням, як-от Air780E, для синхронізації даних зменшують режим очікування РК-дисплея.
Фактичний результат тесту: енергоспоживання всієї машини знизилося на 150 мВт до 60 мВт і відповідає вимогам 24-годинного використання.
