Principis tècnics: base de baixa-energia per a LCD.
El consum d'energia de la pantalla LCD prové principalment de les 3 categories següents: sistema de retroil·luminació, circuit de conducció, refrescant de pantalla. En els casos alimentats per bateries necessitarà aquestes 3 millores: Sistemàtica.
Sistema de llum de fons: atenuació dinàmica, font de llum d'alta eficiència
La font d'alimentació més gran per a la pantalla LCD és la retroiluminació (60%-80%). Els tradicionals utilitzen LED-de brillantor fixa i les necessitats de baixa potència introdueixen aquests:
Atenuació PWM: fa brillant pel canvi del pols amb freqüència > 1 kHz, per evitar el canvi de temperatura de l'atenuació analògica. Per exemple, un comptador d'aigua EM alimentat per bateria, utilitza el sensor de llum ambiental com el BH1750 per obtenir la intensitat de la llum- en temps real i controla la llum de fons-en conseqüència, la qual cosa redueix el consum d'energia mesurada en més d'un 40%.
Fonts de llum eficients: trieu LED de menor potència com 0,2 W/cada un, o trieu retroil·luminació lateral per reduir la pèrdua de llum. Alguns equips de luxe utilitzen la tecnologia de retroil·luminació Mini LED que redueix l'energia consumida a través de la il·luminació controlada per zona.
Circuit d'accionament: pre{0}}emmagatzematge de càrrega, acoblament dinàmic
El controlador LCD tradicional requereix una actualització constant del condensador de píxels, per tant, uns requisits de potència dinàmica molt elevats. La tecnologia patentada de Chengdu Jiutian Huaxin evita les coses utilitzant:
Pre{0}}emmagatzematge de càrrega: durant el període d'encesa de fons del fotograma actual, emmagatzemeu el senyal de dades als condensadors en moments en què no calgui escriure el senyal a les línies per no provocar pèrdues de commutació d'alta-freqüència a través de l'escriptura línia per línia.
Compensació d'acoblament dinàmic: manteniu un equilibri de l'energia del condensador amb la del senyal d'acoblament per fer possible que el propi condensador impulsi la rotació-del cristall líquid per si mateix; i, per tant, una disminució de la tensió total de la unitat requerida (+5V fins a + 2. 5V), donant lloc a una reducció directa a la font en les xifres de consum d'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%), augmenta la brillantor entre un 20% i un 30% mitjançant l'estalvi d'energia de la llum de fons.
Actualització de la pantalla: Smart Sleep i actualitzacions d'àrea
Mode de repòs intel·ligent: els circuits integrats moderns del controlador LCD (com ara ILI9341) tenen diversos modes de baixa-potència. M'agrada si voleu que entri en mode de repòs després de 30 segons. de ralentí, tallar AVDD, VGH/VGL, despertar amb retard inferior a 100 – 120 ms.
Tecnologia d'actualització regional: només s'actualitza les parts canviades, com ara els números, i no es torna a dibuixar tota la pantalla-. S'ha definit l'etiquetatge de la -àrea "bruta". Es mesura més d'un 30% en el consum d'energia d'aquesta manera.
Paràmetres clau: criteris de selecció de la pantalla LCD de baixa potència
A les pantalles LCD d'instruments que funcionen amb piles, presteu atenció quan feu aquestes opcions:
Índexs de consum d'energia
Corrent de treball: corrent de treball en el cas en què es tracta d'un mòdul TFT - LCD de 3,5 polzades, el corrent de funcionament normal normalment tindria una magnitud de l'ordre propera als 60 mA quan es subministra a 3,3 V. Els dissenys de baixa potència necessiten encara menys; menys de 20 mA.
LA CORRENT DE SOMNI HA DE SER MENYOR D'1uA PER EVITAR PÈRDUES EN STANDBY.
Consum d'energia de la il·luminació de fons: la llum de fons LED és l'opció aquí i una sola unitat no consumiria més de 0. 5 W.
Mostra el rendiment
Al contrari: un alt contrast de 1000:1 pot reduir les necessitats de brillantor de la llum de fons i, a continuació, estalvia energia.
Perspectiva: un angle de visió ampli com 178 graus reduiria la freqüència amb què l'usuari canvia els angles de visió, reduint la quantitat d'energia que s'utilitza per a la interacció.
Resolució: seleccioneu en funció de la necessitat en lloc d'obsessionar-vos amb la resolució màxima perquè consumeix més unitat-per als píxels addicionals.
Adaptabilitat ambiental
Temperatura de treball: els equips que funcionen amb bateria-s'envien sovint a l'exterior i han de suportar temperatures que oscil·len entre -40 graus i 85 graus .
Nivell de protecció: IP68, que es pot submergir a l'aigua durant molt de temps, i és aplicable a l'escenari de control de la qualitat de l'aigua.
Interfície, Integració.
Tipus d'interfície Trieu entre l'I80 barat però ràpid o el MIPI DSI d'alta velocitat i baixa potència.
Integració: trieu mòduls que tinguin els seus propis controladors IC, de manera que no n'hi ha tant per a la perifèria.
Metodologia d'optimització per a l'arquitectura d'estalvi d'energia{0}}a nivell del sistema
Cal seleccionar una pantalla LCD de baixa potència adequada per cooperar amb tot el disseny per formar una arquitectura completa d'estalvi d'energia:
Optimització de la gestió d'energia
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85% d'eficiència per al circuit de conducció.
Canvi d'alimentació dinàmic: canvieu el carril d'alimentació en funció de l'estat de la pantalla, apagueu tota la font d'alimentació no-essencial quan esteu en mode de repòs.
Control cooperatiu de programari
Tecnologia de modulació de freqüència dinàmica: ajusteu la freqüència de rellotge de l'I80 automàticament en funció del contingut mostrat. Pel que fa a la mostra, com baixar per sota dels 10 Hz quan està en repòs o pujar fins a uns 60 Hz a mesura que es mou i té la mesura per poder mostrar un valor real del que es va estalviar del 40%.
L'algoritme de lluminositat adaptativa: elaborem una taula que correlaciona diferents quantitats d'il·luminació amb un cert percentatge de brillantor (com quan no hi ha llum, faríem servir només el 10 per cent de la brillantor), així com una que utilitza un sensor ambiental i les modifica contínuament segons les seves troballes.
Disseny de maquinari de baixa-potència
MCU de baixa potència: seleccioneu un MCU de consum d'energia extremadament baix com Renesas RL78 / L13 i només consumeix uns 100μ A / Mhz de corrent de treball.
Material baix de fuites: s'utilitza material d'alta constant dielèctrica com Al2O3 per al condensador de pre-emmagatzematge i el condensador de retenció per tal de reduir la potència estàtica consumida.
Cas típic: verificació pràctica de l'alimentació de les bateries.
Cas 1: el comptador d'aigua d'ona EM alimentat per bateria
Contador d'aigua urbà: 6 anys.
LCD TFT de 3,5 polzades, retroil·luminació LCD Consum d'energia: 0,8 W, corrent de funcionament LCD: 15 mA (3,3 V de subministrament).
Mesures d'optimització:
Amb l'ús de la regulació PWM i el sensor de llum ambiental per reduir el consum d'energia de la llum de fons, un 45%.
El circuit de conducció de preemmagatzematge de càrrega integrat redueix la potència utilitzada per l'IC de conducció en un trenta per cent.
30 minuts sense operació establerta per entrar en mode de repòs, el corrent de repòs és de 0,5 μA.
El resultat real de les proves mostra que la potència de tota la màquina disminueix de 200 mW a 80 mW i ara pot utilitzar les seves bateries fins a un període de vuit anys.
Estoig: un monitor mèdic portàtil.
Escenari d'aplicació: primers auxilis a l'aire lliure, cal estar treballant sense parar durant 24 hores.
Selecció LCD: OLED de 2,4-polzades (substitueix la pantalla LCD tradicional), però és molt car; finalment escolliu TFT-LCD de baixa potència - amb un corrent de treball de 12 mA (font d'alimentació de 2,8 V).
Mesures d'optimització:
Utilitzeu la tecnologia de refresc regional, actualitzeu només aquelles àrees de la imatge que han canviat a causa del canvi de freqüència cardíaca, oxigen en sang, etc.
El circuit de controlador d'acoblament dinàmic-integrat utilitza tensions de conducció que s'han reduït en magnitud en un valor de -5V a -3V;
Els mòduls 4G de baixa potència-com l'Air780E per sincronitzar les dades, disminueixen l'espera de la pantalla LCD.
Resultat real de la prova: el consum d'energia de tota la màquina es va reduir en 150 mW, fins a 60 mW i compleix el requisit d'ús de 24 hores.
