一, Технічний принцип: метод водіння визначає базову лінію споживання електроенергії
1. РК-дисплей з сегментним кодом: Суть статичного дисплея з низьким енергоспоживанням
РК-дисплей із сегментним кодом безпосередньо керує відхиленням молекул рідкого кристала через прозорі електроди з оксиду індию-олова (ITO), і вміст його дисплея складається з фіксованих сегментних кодів (таких як цифри та символи), без необхідності частого оновлення. Його енергоспоживання в основному складається з двох частин:
Енергоспоживання рідкокристалічного шару: відхилення молекули рідкого кристала потребує лише мікроамперного рівня струму (5-10 мкА) і споживає енергію лише під час перемикання стану, з майже нульовим енергоспоживанням під час статичного відображення.
Споживана потужність підсвічування: якщо використовується світлодіодне підсвічування з боковим входом, споживана потужність однієї світлодіодної кульки становить приблизно 15 мА, але її можна додатково зменшити за допомогою зонального керування або затемнення з ШІМ. Наприклад, певний промисловий інструмент використовує 4 світлові кульки паралельно з фактичним споживанням електроенергії лише 60 мА (15 мА × 4) і підтримує регулювання яскравості 10% -100%.
Типовий випадок: тест виробника фотоелектричного інвертора показує, що РК-модуль сегментного коду має загальне споживання електроенергії лише 2,2 мкА (включаючи струм керування MCU) у безперервному режимі відображення, при цьому власний струм корпусу екрана становить менше 1 мкА, що набагато менше, ніж у схемі TFT.
2. TFT-LCD: потужне джерело динамічного оновлення
TFT-LCD контролює стан відображення кожного пікселя через матрицю тонкоплівкових транзисторів і потребує постійного оновлення для підтримки стабільності зображення. Його енергоспоживання складається з трьох частин:
Споживана потужність чіпів драйвера: наприклад, споживання електроенергії IC драйвера HT1621 становить близько 100 мкА, тоді як споживання електроенергії чіпів драйвера TFT зазвичай досягає кількох міліампер.
Енергоспоживання підсвічування: Енергоспоживання світлодіодного підсвічування сильно залежить від розміру та яскравості екрана. Наприклад, 5-дюймовий TFT-екран споживає приблизно 1,5 Вт (12 В x 125 мА) підсвічування при 50% яскравості.
Енергоспоживання оновлення: розраховане при частоті оновлення 60 Гц, воно має оновлюватися 60 разів на секунду, при цьому кожне оновлення споживає приблизно 0,1 мДж енергії, що призводить до значно більшого динамічного споживання енергії, ніж статичного дисплея.
Фактичні дані випробувань: 7-дюймовий TFT РК-екран Innolux має безперервне споживання енергії дисплея 1,5 Вт у типових промислових сценаріях, і хоча споживання електроенергії в режимі очікування може бути зменшено до рівня нижче 0,1 Вт, воно все ще вище, ніж статичне споживання електроенергії в мікроамперах сегментованого РК-дисплея.
2, Сценарій застосування: відповідність вимогам енергоспоживання в промисловому контролі
1. РК-дисплей із сегментним кодом: кращий вибір для пристроїв із живленням від батареї
У ситуаціях із живленням від батареї, як-от промислові кишенькові термінали та портативні детектори, низькі-енергетичні характеристики сегментованого РК-дисплея можуть значно подовжити термін служби батареї. Наприклад:
Гірничодобувне обладнання: за допомогою сегментованого РК-індикатора глибини буріння, який живиться від 8 батарейок типу АА, він може безперервно працювати протягом 300 годин (8 годин на день), а якщо використовувати екран TFT, час автономної роботи скорочується до 50 годин.
Зовнішній прилад: Певна метеорологічна станція моніторингу використовує РК-дисплей сегментного коду для відображення даних температури та вологості. У широкому діапазоні температур від -20 градусів до+50 градусів споживання електроенергії становить лише 0,3 мВт (включно з підсвічуванням), що відповідає вимогам низької потужності сонячних систем електропостачання.
2. TFT-LCD: необхідний вибір для відображення складного зображення
У сценаріях, які вимагають динамічних зображень і високої-роздільності дисплея, недолік споживання електроенергії TFT-LCD можна частково компенсувати оптимізацією конструкції. Наприклад:
Промисловий HMI: інтерфейс людини-машини певної автоматизованої виробничої лінії використовує 7-дюймовий TFT-екран. Незважаючи на те, що споживана потужність досягає 2 Вт, загальний коефіцієнт енергоефективності все ще прийнятний завдяки динамічному затемненню (яскравість падає до 10%, коли пристрій не працює) і режиму сну за часом.
Відеоспостереження: певний термінал моніторингу залізничного транспорту використовує 10,1--дюймовий TFT-екран, який контролює динамічне енергоспоживання в межах 5 Вт за допомогою апаратного прискорення та оптимізації GPU, що відповідає вимогам моніторингу в реальному часі.
3, Збалансування вартості та енергоефективності: довгострокова цінність сегментованого РК-дисплея
1. Початкове порівняння вартості
РК-дисплей з кодом сегмента: вартість модуля становить близько 5-15 доларів США, вартість драйвера IC становить приблизно 0,5-2 долара США, а загальна вартість становить менше 20 доларів США.
TFT-LCD: Вартість 5-дюймового модуля становить приблизно 30-50 доларів США, вартість мікросхеми драйвера – приблизно 5-10 доларів США, а загальна вартість перевищує 40 доларів США.
2. Аналіз вартості життєвого циклу
Візьмемо як приклад певний промисловий інструмент із терміном служби 5 років і щоденною робочою тривалістю 16 годин:
РК-рішення з кодом сегмента: споживання електроенергії 0,3 мВт, 5-річне споживання електроенергії приблизно 2,1 кВт-год, вартість електроенергії приблизно 0,3 дол. США (з розрахунку 0,15 дол. США/кВт-год).
Рішення TFT: споживання електроенергії 2 Вт, 5-річне споживання електроенергії приблизно 14,2 кВт/год, вартість електроенергії приблизно 2,1 дол.
Беручи до уваги початкову різницю у вартості, загальна вартість сегментованого РК-рішення за 5 років приблизно на 30 доларів нижча, ніж TFT, демонструючи значні переваги енергоефективності.
