一, Segmenttikoodin näytön taustavalojärjestelmän tekninen olemus
Segmenttikoodinäyttö itsessään kuuluu passiivisiin valoa -lähettäviin laitteisiin, ja sen näyttöperiaate perustuu nestekidemolekyylien järjestelyn muutoksiin sähkökentän vaikutuksesta, jolloin saadaan aikaan valikoiva valon siirtyminen polarisoivien kalvojen läpi. Koska nestekidemateriaalit eivät itse säteile valoa, niiden on käytettävä ulkoisia valonlähteitä (eli taustavalojärjestelmiä) näkyvän näytön saavuttamiseksi. Taustavalojärjestelmät koostuvat yleensä komponenteista, kuten LED-valonlähteistä, valonohjainlevyistä, heijastavista kalvoista ja diffuusiokalvoista. Niiden energiankulutus on 60 % -80 % segmentoitujen koodinäyttöjen kokonaisvirrankulutuksesta, mikä tekee niistä energiaa säästävän optimoinnin ydinkohteen.
Teknisen arkkitehtuurin näkökulmasta taustavalon hallintaan on kaksi tyypillistä tilaa:
Yleinen ohjaustyyppi: Valaisee koko näyttöalueen yhden taustavalolähteen kautta, mikä sopii yksinkertaisiin digitaalisiin näyttöihin, kuten elektronisiin vaaoihin ja lämpömittareihin.
Osion ohjaustyyppi: Useiden LED-sarjojen käyttäminen alueellisen taustavalon itsenäisen säädön saavuttamiseksi, käytetään yleisesti monimutkaisissa graafisissa näyttölaitteissa, kuten älymittareissa ja lääketieteellisissä näytöissä.
2, Läpimurto energiansäästöteknologiassa-laitteistotasolla
1. Innovaatiot valonlähdemateriaaleissa
Industry leading companies such as Yangrun Electronics have jointly developed ultra-high resistivity (ρ>10 ¹Ω· cm) liquid crystal formulas with upstream material suppliers, reducing the leakage current of liquid crystal cells to below 0.1 μ A. Combined with high-efficiency (>20 LM/W) LED light sources and high reflectivity (>98 %) valonohjainlevyt, taustavalon virrankulutus vähenee 40 % säilyttäen samalla näytön kirkkaus. Esimerkiksi tietyssä älykkään vesimittariprojektissa räätälöityä taustavalomoduulia käytetään 10 vuoden akun käyttöiän saavuttamiseksi 5 μA:n käyttövirralla.
2. Käyttöpiirin optimointi
Ohjaimen IC:n valinta vaikuttaa suoraan taustavalon tehokkuuteen. Pääratkaisuja ovat mm.
Pienen staattisen virran siru: kuten HT1621-sarjan ohjainpiiri, jonka staattinen virta on niinkin alhainen kuin 0,5 μA ja joka tukee 1/2 bias -ajomenetelmää, voi vähentää dynaamisen skannauksen virrankulutusta 30%.
Älykäs himmennyspiiri: saavuttaa 0-100 %:n kirkkauden säädön PWM (pulssinleveysmodulaatio) -tekniikan avulla ja toimii yhteistyössä valoherkkien antureiden kanssa ympäristön valon mukautuvan ohjauksen saavuttamiseksi. Lääketieteellisen laitteen kotelo osoittaa, että tämä tekniikka säätää dynaamisesti taustavalon energiankulutusta ympäristön kirkkaudella saavuttaen 55 %:n energiansäästön.
3. Rakenteellisen innovaation suunnittelu
Ningbo Xuda Electronicsin kehittämä modulaarinen taustavalojärjestelmä säästää energiaa seuraavan rakenteen ansiosta:
Kerroksellinen valonohjainrakenne: Aseta LED-valolähde valonohjainlevyn reunaan ja käytä kokonaisheijastuksen periaatetta tasaisen valon tuoton saavuttamiseksi ja valohäviön vähentämiseksi.
Älykäs osion ohjaus: Jaa näyttöalue 4 × 4 -matriisiin, ohjaa itsenäisesti kunkin osion taustavalokytkintä MCU:n kautta ja sammuta tarpeettomien alueiden taustavalo, kun näytät staattista sisältöä.
3, Ohjelmiston ohjausstrategian energiansäästökäytäntö
1. Järjestelmätason virranhallinta
Sulautetuissa Linux-järjestelmissä taustavalon hallinta voidaan saavuttaa kolmella tavalla:
Sysfs-rajapinnan ohjaus: kirjoita suoraan tiedostoon/sys/class/packlight/packlight0/brightness (0 on suljettu), sopii tavallisiin ohjainskenaarioihin.
Framebuffer ioctl -kutsu: ohjataan FBIOBLANK-komennolla (parametri 1 pois päältä), sopii mukautetuille järjestelmille ilman sysfs-tukea.
GPIO-suora ohjaus: Jos taustavalo on kytketty GPIO-nastan, millisekunnin tason vaste voidaan saavuttaa / sys/class/gpio -hakemistotoimintojen avulla.
Tietyn teollisuusohjainprojektin todelliset testitiedot osoittavat, että dynaamisen taustavalon ohjausstrategian käyttöönoton jälkeen:
Staattista sisältöä näytettäessä: virkistystaajuutta alennettu 60 Hz:stä 5 Hz:iin, virrankulutus laski 72 %
Yötilassa: taustavalon kirkkaus laskee 10 %:iin, virrankulutus laskee 89 %
Kun taustavalo on kokonaan pois päältä: koneen kokonaisvirrankulutus laskee 2,2 mA:sta 0,57 mA:iin
2. Sovelluskerroksen energiansäästöalgoritmi-
Älylaitteiden valmistajien kehittämä skenaariotietoinen{0}energiansäästöalgoritmi voi saavuttaa:
Painikkeen laukaistava taustavalo: sytyttää taustavalon vain, kun käyttäjä käyttää sitä ja sammuu automaattisesti 3 sekunnin kuluttua
Epänormaali hälytyksen taustavalo: sytyttää punaisen taustavalon vain, kun laite epäonnistuu, ja pysyy pois päältä normaalitilassa
Ajastettu unistrategia: Siirry automaattisesti syvään lepotilaan työajan ulkopuolella laitteen käyttötapojen perusteella
Kun tätä algoritmia sovellettiin tiettyyn älymittariprojektiin, taustavalon käyttöaika lyheni keskimäärin 8 tunnista vuorokaudessa 15 minuuttiin ja vuotuinen energiansäästö oli 1,2 kWh.
4, Teollisuuden sovellustapaukset ja tietojen validointi
1. Lääketieteellisten laitteiden kenttä
Tietyn merkkinen näyttö käyttää osion taustavalon ohjaustekniikkaa jakaa näyttöalueen kolmeen itsenäiseen osioon: syke, veren happi ja verenpaine. Vakaan valvontavaiheen aikana vain nykyisen näytön osion taustavalo pidetään päällä ja mitattu virrankulutus pienenee 12mA:sta 3,5mA:iin ja akun käyttöikä pidennetään 72 tuntiin.
2. Älykotien alalla
Tietty älykäs termostaatti saavuttaa:
Strong light environment (>1000 luksia): taustavalon kirkkaus 100 %
Kohtalainen valaistus (300-1000 lux): taustavalon kirkkaus 50 %
Hämärä valaistusympäristö (<300lux): Backlight brightness of 20%
Yötila (<50lux): Backlight off
Tämä ratkaisu vähentää laitteiden päivittäistä virrankulutusta 0,8 Wh:sta 0,2 Wh:iin, mikä täyttää EU:n ERP-energiatehokkuusstandardit.
3. Teollisuuden instrumentointiala
Tietty painelähetin käyttää strategiaa "dynaaminen virkistys + taustavalon ohjaus":
Normaali valvonta: Päivitä tiedot 5 sekunnin välein, taustavalo pois päältä
Tietojen muutos: Kun paineenvaihtelut havaitaan, päivitä välittömästi ja syttyy taustavalo (2 sekunniksi)
Hälytystila: Sytytä punainen taustavalo jatkuvasti, kunnes vika on korjattu
Testit ovat osoittaneet, että tämä ratkaisu pidentää laitteen akun käyttöikää 3 vuodesta 5 vuoteen ja alentaa akun vaihtokustannuksia 60 %.
