一, Principiul tehnologiei PWM: Implementarea controlului analogic cu semnale digitale
PWM controlează luminozitatea LED-urilor de iluminare de fundal comutând periodic nivelurile ridicate și scăzute și ajustând puterea medie de ieșire utilizând ciclul de funcționare (raportul dintre timpul de-nivel înalt și perioada). De exemplu, la o frecvență de 1 kHz și un ciclu de lucru de 50%, LED-ul funcționează la o putere de 50% pentru a obține un afișaj cu jumătate de luminozitate. Avantajele sale principale constau în:
Eficient și{0}}economisitor de energie: în comparație cu reglarea luminozității analogice (ajustarea luminozității prin schimbarea curentului), PWM poate menține în continuare temperatura de culoare stabilă a LED-ului la luminozitate scăzută, fără pierderi suplimentare de putere.
Design fără pâlpâire: Când frecvența PWM depășește frecvența critică de fuziune a pâlpâirii (CFFF, aproximativ 60 Hz) a ochiului uman, pâlpâirea vizuală poate fi complet eliminată. Scenariile industriale folosesc de obicei frecvențe de peste 100 Hz pentru a asigura confort în timpul utilizării pe termen lung-.
Răspuns dinamic rapid: PWM poate atinge comutarea luminozității la nivel de milisecunde, adaptându-se la cerințele de afișare a datelor în schimbare rapidă ale instrumentelor industriale.
2, Design hardware: logica de selecție de la MCU la cip de driver dedicat
1. Soluție MCU direct drive
Potrivit pentru instrumente industriale cu număr redus de segmente și afișaj simplu (cum ar fi instrumentele digitale monocrome). Luând ca exemplu STM32F031C6T6:
Configurația portului COM: Adoptarea modului de înaltă impedanță GPIO, combinat cu circuitul de filtrare RC pentru a genera tensiune de mijloc (cum ar fi 2,5 V), pentru a evita polarizarea DC care cauzează îmbătrânirea LCD.
Configurația portului SEG: modul de ieșire push-pull, inversat cu semnal COM pentru a controla afișajul. De exemplu, atunci când scanează COM, SEG-ul care urmează să fie afișat scoate un nivel înalt și viceversa emite un nivel scăzut.
Circuit divizor de tensiune: generați o tensiune de polarizare de 1/3 printr-o rețea de rezistență (cum ar fi combinația de 150K, 10K, 100K, 47K) pentru a asigura o ieșire stabilă a tensiunii de la punctul mediu de la portul COM atunci când se află în stare de rezistență ridicată.
Avantaje: Cost redus, zonă mică de PCB, potrivită pentru sisteme încorporate cu resurse limitate.
2. Soluție dedicată pentru cip driver
Pentru instrumente complexe, cum ar fi afișaje cu mai multe linii și contoare inteligente cu control al luminii de fundal, se recomandă utilizarea MCU cu controler LCD-încorporat (cum ar fi seria Renesas RL78/RA4M1):
Design integrat: Integrați registrele de date de afișare, controlul ceasului și circuitele de amplificare (cum ar fi registrele VLCD) pentru a reduce numărul de componente periferice.
Configurație flexibilă: acceptă mai multe combinații de Duty (1/2, 1/3, 1/4) și Bias (1/2, 1/3, 1/4) pentru a se adapta la diferite specificații ale LCD-urilor.
Optimizare de putere redusă: prin oprirea funcțiilor inutile ale ceasului (cum ar fi registrele OSMC), consumul de energie este redus și durata de viață a bateriei este extinsă.
Aplicație tipică: Controlerul LCD al Renesas RA4M1 poate conduce LCD-uri cu 4 × 40 de segmente, controlând în același timp luminozitatea luminii de fundal prin modulele PWM pentru a realiza o gestionare coordonată a afișajului și luminii de fundal.
3. Practică în industrie: optimizarea întregului proces de la proiectare la producția de masă
1. Design personalizat
Cererea de LCD în instrumentele industriale este diversă și trebuie personalizată în funcție de scenariile de aplicare
Dimensiunea și numărul de segmente: dacă echipamentul medical trebuie să afișeze date despre temperatură, ritm cardiac și timp într-un spațiu de 40 mm × 20 mm, este necesară o schemă inovatoare de aranjare a electrozilor.
Adaptabilitate la mediu: fiabilitatea de calitate industrială este asigurată prin -testul de pornire la temperatură scăzută de 40 de grade--, testul de îmbătrânire la temperatură ridicată de 85 de grade și testul de iluminare continuă de 2000 de ore.
Modul optic: afișajul pozitiv (fundal negru cu text alb) este potrivit pentru mediile interioare, în timp ce afișajul negativ (fundal alb cu text negru) îmbunătățește lizibilitatea în exterior; Modul semitransparent și semireflectorizant este compatibil atât cu lumina de fundal, cât și cu lumina reflectată.
2. Producție și testare
Linie de producție inteligentă: Adoptând o garanție dublă a detectării AOI online și reinspecției manuale, întregul proces de la tăierea sticlei conductive ITO până la etanșarea cristalului este automatizat.
Potrivirea circuitului integrat al driverului: pentru cerințele de-consumă redusă, alegeți soluții de unitate de putere ultra-scăzută (cum ar fi circuitele integrate personalizate pentru drivere de la Xuda Electronics) pentru a prelungi durata de viață a bateriei.
Integrarea luminii de fundal: pentru instrumentele care necesită afișare pe timp de noapte, integrați module de iluminare de fundal EL sau LED și reglați luminozitatea prin reglarea luminii PWM (cum ar fi reglarea nivelului 1024 de la Tesla Model 3).
