一, Segmentu koda ekrāna fona apgaismojuma sistēmas tehniskā būtība
Pats segmenta koda ekrāns pieder pasīvām gaismu izstarojošām{0}}ierīcēm, un tā displeja princips ir atkarīgs no šķidro kristālu molekulu izkārtojuma izmaiņām elektriskā lauka iedarbībā, panākot selektīvu gaismas pārraidi caur polarizējošām plēvēm. Tā kā šķidro kristālu materiāli paši par sevi neizstaro gaismu, tiem ir jāpaļaujas uz ārējiem gaismas avotiem (ti, fona apgaismojuma sistēmām), lai nodrošinātu redzamu displeju. Fona apgaismojuma sistēmas parasti sastāv no tādiem komponentiem kā LED gaismas avoti, gaismas virzošās plāksnes, atstarojošas plēves un difūzijas plēves. To enerģijas patēriņš veido 60% -80% no segmentēto koda ekrānu kopējā enerģijas patēriņa, padarot tos par galveno enerģijas taupīšanas optimizācijas objektu.
No tehniskās arhitektūras viedokļa ir divi tipiski fona apgaismojuma vadības režīmi:
Globālais vadības veids: apgaismo visu displeja laukumu, izmantojot vienu fona apgaismojuma avotu, kas ir piemērots vienkāršām digitālā displeja ainām, piemēram, elektroniskajiem svariem un termometriem.
Sadalījuma vadības veids: vairāku gaismas diožu komplektu izmantošana, lai panāktu neatkarīgu reģionālā fona apgaismojuma regulēšanu, ko parasti izmanto sarežģītās grafiskās displeja ierīcēs, piemēram, viedajos skaitītājos un medicīniskajos monitoros.
2. Izrāviens enerģijas{1}taupīšanas tehnoloģijā aparatūras līmenī
1. Inovācijas gaismas avotu materiālos
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%) gaismas vadošās plāksnes, fona apgaismojuma enerģijas patēriņš tiek samazināts par 40%, vienlaikus saglabājot displeja spilgtumu. Piemēram, noteiktā viedā ūdens skaitītāja projektā tiek izmantots pielāgots fona apgaismojuma modulis, lai sasniegtu 10 gadu akumulatora darbības laiku ar 5 μA darba strāvu.
2. Piedziņas ķēdes optimizācija
Vadītāja IC izvēle tieši ietekmē fona apgaismojuma efektivitāti. Galvenie risinājumi ietver:
Zemas statiskās strāvas mikroshēma: piemēram, HT1621 sērijas draivera IC ar tik zemu statisko strāvu kā 0,5 μA, kas atbalsta 1/2 nobīdes braukšanas metodi, var samazināt dinamiskās skenēšanas enerģijas patēriņu par 30%.
Inteliģenta aptumšošanas shēma: nodrošina 0-100% spilgtuma regulēšanu, izmantojot PWM (impulsa platuma modulācijas) tehnoloģiju, un sadarbojas ar gaismjutīgiem sensoriem, lai panāktu adaptīvu apkārtējās gaismas vadību. Medicīniskās ierīces korpuss parāda, ka šī tehnoloģija dinamiski pielāgo fona apgaismojuma enerģijas patēriņu ar vides spilgtumu, panākot enerģijas ietaupījumu 55%.
3. Strukturālo inovāciju dizains
Ningbo Xuda Electronics izstrādātā modulārā fona apgaismojuma sistēma nodrošina enerģijas taupīšanu, izmantojot šādu dizainu:
Slāņveida gaismas vadotnes struktūra: novietojiet LED gaismas avotu pie gaismas virzītāja plāksnes malas un izmantojiet pilnīgas atstarošanas principu, lai panāktu vienmērīgu gaismas atdevi un samazinātu gaismas zudumus.
Inteliģenta nodalījuma vadība: sadaliet displeja zonu 4 × 4 matricā, neatkarīgi kontrolējiet katra nodalījuma fona apgaismojuma slēdzi, izmantojot MCU, un izslēdziet nebūtisku apgabalu fona apgaismojumu, kad tiek parādīts statisks saturs.
3. Programmatūras vadības stratēģijas enerģijas taupīšanas prakse
1. Sistēmas līmeņa jaudas pārvaldība
Iegultās Linux sistēmās fona apgaismojuma vadību var panākt trīs veidos:
Sysfs interfeisa vadība: tieši ierakstiet failā/sys/class/packlight/packlight0/brightness (0 ir aizvērts), piemērots standarta draiveru scenārijiem.
Framebuffer ioctl izsaukums: kontrolē ar komandu FBIOBLANK (ar izslēgtu parametru 1), piemērots pielāgotām sistēmām bez sysfs atbalsta.
GPIO tiešā vadība: ja fona apgaismojums ir savienots ar GPIO tapu, milisekundes līmeņa reakciju var panākt, izmantojot direktorija/sys/class/gpio darbības.
Noteikta rūpnieciskā kontroliera projekta faktiskie testa dati liecina, ka pēc dinamiskās fona apgaismojuma vadības stratēģijas pieņemšanas:
Rādot statisku saturu: atsvaidzes intensitāte samazināta no 60Hz uz 5Hz, enerģijas patēriņš samazināts par 72%
Nakts režīmā: fona apgaismojuma spilgtums samazinās līdz 10%, enerģijas patēriņš samazinās par 89%
Kad fona apgaismojums ir pilnībā izslēgts: kopējais iekārtas enerģijas patēriņš samazinās no 2,2 mA līdz 0,57 mA
2. Lietojumprogrammas slāņa enerģijas taupīšanas{1}algoritms
Viedierīču ražotāju izstrādātais "scenāriju zinošais enerģijas taupīšanas{0}algoritms" var sasniegt:
Pogas iedarbināts fona apgaismojums: iedegas fona apgaismojums tikai tad, kad to darbina lietotājs, un automātiski izslēdzas pēc 3 sekundēm
Neparasts trauksmes fona apgaismojums: sarkanais fona apgaismojums iedegas tikai tad, ja ierīce nedarbojas, un paliek izslēgta normālā stāvoklī.
Laika miega stratēģija: automātiski pārejiet dziļā miega režīmā ārpus darba laika, pamatojoties uz ierīces lietošanas paradumiem
Pēc šī algoritma piemērošanas noteiktam viedo skaitītāju projektam fona apgaismojuma laiks tika saīsināts no vidēji 8 stundām dienā līdz 15 minūtēm, un gada enerģijas ietaupījums sasniedza 1,2 kWh.
4. Nozares lietojuma gadījumi un datu validācija
1. Medicīnas iekārtu lauks
Noteikta monitora marka izmanto nodalījuma fona apgaismojuma vadības tehnoloģiju, sadalot displeja apgabalu trīs neatkarīgos nodalījumos: sirdsdarbība, asins skābeklis un asinsspiediens. Stabilas uzraudzības fāzē tiek ieslēgts tikai pašreizējā displeja nodalījuma fona apgaismojums, un izmērītais enerģijas patēriņš tiek samazināts no 12 mA līdz 3,5 mA, un akumulatora darbības laiks tiek pagarināts līdz 72 stundām.
2. Viedo māju jomā
Noteikts viedais termostats nodrošina:
Strong light environment (>1000 luksi): fona apgaismojuma spilgtums 100%
Mērens apgaismojums (300–1000 luksi): fona apgaismojuma spilgtums 50%
Vāja apgaismojuma vide (<300lux): Backlight brightness of 20%
Nakts režīms (<50lux): Backlight off
Šis risinājums samazina iekārtu ikdienas elektroenerģijas patēriņu no 0,8Wh līdz 0,2Wh, atbilstot ES ERP energoefektivitātes standartiem.
3. Rūpniecības instrumentu lauks
Noteikts spiediena raidītājs izmanto "dinamiskās atsvaidzināšanas + fona apgaismojuma vadības" stratēģiju:
Parasta uzraudzība: atsvaidziniet datus ik pēc 5 sekundēm, izslēdziet fona apgaismojumu
Datu maiņa: kad tiek konstatētas spiediena svārstības, nekavējoties atsvaidziniet un iedegiet fona apgaismojumu (uz 2 sekundēm).
Trauksmes statuss: nepārtraukti iedegiet sarkano fona apgaismojumu, līdz kļūme ir novērsta
Testi ir parādījuši, ka šis risinājums pagarina ierīces akumulatora darbības laiku no 3 gadiem līdz 5 gadiem un samazina akumulatora nomaiņas izmaksas par 60%.
