一, A szegmenskódos képernyő háttérvilágítási rendszer technikai lényege
Maga a szegmenskód képernyő a passzív fénykibocsátó{0}}eszközökhöz tartozik, megjelenítési elve pedig a folyadékkristály-molekulák elektromos tér hatására bekövetkező elrendeződésének változásán alapul, polarizáló filmeken keresztül érve el a fény szelektív átvitelét. Tekintettel arra, hogy a folyadékkristályos anyagok maguk nem bocsátanak ki fényt, külső fényforrásokra (pl. háttérvilágítási rendszerekre) kell támaszkodniuk a látható megjelenítés érdekében. A háttérvilágítási rendszerek általában olyan alkatrészekből állnak, mint a LED fényforrások, fényvezető lemezek, fényvisszaverő fóliák és diffúziós fóliák. Energiafogyasztásuk a szegmentált kódképernyők teljes energiafogyasztásának 60%-át -80%-át teszi ki, így az energiatakarékos optimalizálás alapvető tárgyai.
Műszaki architektúra szempontjából a háttérvilágítás szabályozásának két tipikus módja van:
Globális vezérlés típusa: Megvilágítja a teljes kijelzőterületet egyetlen háttérvilágítással, amely alkalmas egyszerű digitális megjelenítési jelenetekhez, például elektronikus mérlegekhez és hőmérőkhöz.
Partícióvezérlés típusa: több LED-készlet használata a regionális háttérvilágítás független beállításához, általánosan használt összetett grafikus megjelenítő eszközökben, például intelligens mérőeszközökben és orvosi monitorokban.
2. Áttörés az energiatakarékos{{1}technológiában hardverszinten
1. Innováció a fényforrás anyagok terén
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%) fényvezető lemezek, a háttérvilágítás energiafogyasztása 40%-kal csökken, miközben a kijelző fényereje megmarad. Például egy bizonyos intelligens vízmérő-projektben egy testreszabott háttérvilágítási modult használnak az akkumulátor 10 éves élettartamának eléréséhez 5 μA üzemi áram mellett.
2. A meghajtó áramkör optimalizálása
A meghajtó IC kiválasztása közvetlenül befolyásolja a háttérvilágítás hatékonyságát. A főbb megoldások a következők:
Alacsony statikus áramú chip: mint például a HT1621 sorozatú meghajtó IC, 0,5 μA-ig alacsony statikus árammal, amely támogatja az 1/2 előfeszítést, 30%-kal csökkentheti a dinamikus pásztázási energiafogyasztást.
Intelligens fényerőszabályzó áramkör: 0-100%-os fényerő-beállítást ér el a PWM (impulzusszélesség-moduláció) technológián keresztül, és együttműködik a fényérzékeny érzékelőkkel a környezeti fény adaptív szabályozása érdekében. Egy orvosi eszköz tokja azt mutatja, hogy ez a technológia dinamikusan állítja be a háttérvilágítás energiafogyasztását a környezeti fényerővel, így 55%-os energiamegtakarítást ér el.
3. Strukturális innováció tervezés
A Ningbo Xuda Electronics által kifejlesztett moduláris háttérvilágítási rendszer energiamegtakarítást ér el a következő kialakítással:
Réteges fényvezető szerkezet: Helyezze a LED fényforrást a fényvezető lemez szélére, és használja a teljes visszaverődés elvét az egyenletes fénykibocsátás elérése és a fényveszteség csökkentése érdekében.
Intelligens partícióvezérlés: Ossza fel a megjelenítési területet 4 × 4-es mátrixra, az egyes partíciók háttérvilágításának kapcsolóját önállóan vezérelje MCU-n keresztül, és statikus tartalom megjelenítésekor kapcsolja ki a nem lényeges területek háttérvilágítását.
3, A szoftvervezérlési stratégia energiatakarékossági gyakorlata
1. Rendszerszintű energiagazdálkodás
A beágyazott Linux rendszerekben a háttérvilágítás szabályozása három úton érhető el:
Sysfs interfész vezérlés: közvetlenül írjon a/sys/class/packlight/packlight0/brightness fájlba (0 zárva van), szabványos illesztőprogram-forgatókönyvekhez alkalmas.
Framebuffer ioctl hívás: az FBIOBLANK paranccsal vezérelhető (kikapcsolt 1-es paraméter mellett), alkalmas a sysfs támogatás nélküli egyéni rendszerekhez.
Közvetlen GPIO vezérlés: Ha a háttérvilágítás csatlakozik a GPIO érintkezőhöz, ezredmásodperces szintű válasz a/sys/class/gpio könyvtárműveletekkel érhető el.
Egy bizonyos ipari vezérlő projekt tényleges tesztadatai azt mutatják, hogy a dinamikus háttérvilágítás szabályozási stratégia elfogadása után:
Statikus tartalom megjelenítése esetén: a frissítési gyakoriság 60 Hz-ről 5 Hz-re csökkent, az energiafogyasztás 72%-kal csökkent
Éjszakai módban: a háttérvilágítás fényereje 10%-ra csökken, az energiafogyasztás 89%-kal csökken
Ha a háttérvilágítás teljesen ki van kapcsolva: a gép teljes energiafogyasztása 2,2 mA-ről 0,57 mA-re csökken
2. Alkalmazási réteg energiatakarékos-algoritmusa
Az okoseszköz-gyártók által kifejlesztett „forgatókönyv-tudatos energiatakarékos{0}algoritmus” a következőket tudja elérni:
Gombvezérelt háttérvilágítás: csak akkor világítja meg a háttérvilágítást, ha a felhasználó működteti, és 3 másodperc után automatikusan kikapcsol
Rendellenes riasztási háttérvilágítás: csak akkor világít a piros háttérvilágítás, ha a készülék meghibásodik, és normál állapotban kikapcsolva marad
Időzített alvási stratégia: Automatikusan mélyalvás üzemmódba lép a munkaidőn kívül az eszközhasználati szokások alapján
Miután ezt az algoritmust egy bizonyos intelligens mérőprojektre alkalmaztuk, a háttérvilágítás bekapcsolási ideje átlagosan napi 8 óráról 15 percre csökkent, és az éves energiamegtakarítás elérte az 1,2 kWh-t.
4, Ipari alkalmazási esetek és adatellenőrzés
1. Orvosi berendezések területén
Egy bizonyos márkájú monitor partíciós háttérvilágítás-vezérlési technológiát alkalmaz, három független partícióra osztva a megjelenítési területet: pulzusszám, véroxigén és vérnyomás. A stabil monitorozási fázisban csak az aktuális kijelzőpartíció háttérvilágítása marad bekapcsolva, és a mért energiafogyasztás 12mA-ről 3,5mA-re csökken, az akkumulátor élettartama pedig 72 órára nő.
2. Okosotthonok terén
Egy bizonyos intelligens termosztát eléri:
Strong light environment (>1000 lux): háttérvilágítás fényereje 100%
Mérsékelt megvilágítás (300-1000 lux): A háttérvilágítás fényereje 50%
Gyenge megvilágítású környezet (<300lux): Backlight brightness of 20%
Éjszakai mód (<50lux): Backlight off
Ez a megoldás 0,8 Wh-ról 0,2 Wh-ra csökkenti a berendezés napi energiafogyasztását, megfelelve az EU ERP energiahatékonysági szabványainak.
3. Ipari műszerezési terület
Egy bizonyos nyomástávadó a "dinamikus frissítés + háttérvilágítás szabályozás" stratégiáját alkalmazza:
Normál megfigyelés: Az adatok frissítése 5 másodpercenként, háttérvilágítás kikapcsolva
Adatváltozás: Ha nyomásingadozást észlel, azonnal frissítse és világítsa meg a háttérvilágítást (2 másodpercre)
Riasztás állapota: Folyamatosan világítson a piros háttérvilágításon, amíg a hiba meg nem szűnik
A tesztek kimutatták, hogy ez a megoldás 3 évről 5 évre növeli a készülék akkumulátorának élettartamát, és 60%-kal csökkenti az akkumulátorcsere költségeit.
