一, Esența tehnică a sistemului de iluminare de fundal a ecranului cu cod de segment
Ecranul cu cod de segment însuși aparține dispozitivelor pasive-emițătoare de lumină, iar principiul său de afișare se bazează pe modificările de aranjare a moleculelor de cristal lichid sub acțiunea unui câmp electric, realizând transmisia selectivă a luminii prin pelicule polarizante. Datorită faptului că materialele cu cristale lichide în sine nu emit lumină, acestea trebuie să se bazeze pe surse de lumină externe (adică sisteme de iluminare din spate) pentru a obține afișaj vizibil. Sistemele de iluminare din spate sunt de obicei compuse din componente precum surse de lumină LED, plăci de ghidare a luminii, filme reflectorizante și filme de difuzie. Consumul lor de energie reprezintă 60% -80% din consumul total de energie al ecranelor cu coduri segmentate, ceea ce le face obiectul principal al optimizării economisirii energiei.
Din perspectiva arhitecturii tehnice, există două moduri tipice de control al luminii de fundal:
Tip de control global: Iluminează întreaga zonă de afișare printr-o singură sursă de iluminare de fundal, potrivită pentru scene simple de afișare digitală, cum ar fi cântare electronice și termometre.
Tip de control al partiției: utilizarea mai multor seturi de LED-uri pentru a realiza reglarea independentă a luminii de fundal regionale, utilizată în mod obișnuit în dispozitivele de afișare grafică complexe, cum ar fi contoare inteligente și monitoare medicale.
2, Revoluție în tehnologie-de economisire a energiei la nivel hardware
1. Inovație în materialele surselor de lumină
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%) plăci de ghidare a luminii, consumul de energie al iluminării de fundal este redus cu 40%, păstrând în același timp luminozitatea afișajului. De exemplu, într-un anumit proiect de contor inteligent de apă, un modul de iluminare de fundal personalizat este utilizat pentru a obține o durată de viață a bateriei de 10 ani sub un curent de lucru de 5 μ A.
2. Optimizarea circuitului de acţionare
Alegerea circuitului integrat al driverului afectează direct eficiența luminii de fundal. Soluțiile principale includ:
Cip de curent static scăzut: cum ar fi IC driverul din seria HT1621, cu curent static de până la 0,5 μ A, care acceptă metoda de conducere 1/2 polarizare, poate reduce consumul de energie de scanare dinamică cu 30%.
Circuit inteligent de reglare a luminozității: realizează o ajustare a luminozității de 0-100% prin tehnologia PWM (modularea lățimii pulsului) și cooperează cu senzori fotosensibili pentru a obține un control adaptiv al luminii ambientale. O carcasă de dispozitiv medical arată că această tehnologie ajustează în mod dinamic consumul de energie de iluminare de fundal cu luminozitatea mediului, obținând o rată de economisire a energiei de 55%.
3. Proiectarea inovației structurale
Sistemul modular de iluminare de fundal dezvoltat de Ningbo Xuda Electronics realizează economii de energie prin următorul design:
Structura de ghidare a luminii stratificată: Așezați sursa de lumină LED la marginea plăcii de ghidare a luminii și utilizați principiul reflexiei totale pentru a obține o ieșire uniformă a luminii și a reduce pierderea de lumină.
Control inteligent al partiției: Împărțiți zona de afișare într-o matrice 4 × 4, controlați independent comutatorul de iluminare de fundal al fiecărei partiții prin MCU și opriți iluminarea de fundal a zonelor neesențiale atunci când afișați conținut static.
3, Practica de economisire a energiei a strategiei de control software
1. Gestionarea energiei la nivel de sistem
În sistemele Linux încorporate, controlul luminii de fundal poate fi realizat prin trei căi:
Controlul interfeței Sysfs: scrieți direct în fișierul/sys/class/packlight/packlight0/brightness (0 este închis), potrivit pentru scenariile standard ale driverului.
Apel ioctl framebuffer: controlat prin comanda FBIOBLANK (cu parametrul 1 dezactivat), potrivit pentru sisteme personalizate fără suport sysfs.
Control direct GPIO: Dacă lumina de fundal este conectată la pinul GPIO, răspunsul la nivel de milisecunde poate fi obținut prin operațiunile directorului/sys/class/gpio.
Datele de testare reale ale unui anumit proiect de controler industrial arată că, după adoptarea strategiei de control dinamic al luminii de fundal:
La afișarea conținutului static: rata de reîmprospătare redusă de la 60Hz la 5Hz, consumul de energie a scăzut cu 72%
În modul noapte: luminozitatea luminii de fundal scade la 10%, consumul de energie scade cu 89%
Când lumina de fundal este complet oprită: consumul total de energie al mașinii scade de la 2,2 mA la 0,57 mA
2. Algoritm de-economisire a energiei stratului de aplicație
„Algoritmul de economisire a energiei{0}}conștient de scenariu” dezvoltat de producătorii de dispozitive inteligente poate obține:
Iluminare de fundal declanșată de buton: aprinde lumina de fundal numai atunci când este operată de utilizator și se stinge automat după 3 secunde
Iluminare de fundal anormală a alarmei: aprinde lumina de fundal roșie numai atunci când dispozitivul se defectează și rămâne stins în stare normală
Strategia de repaus cronometrat: Intrați automat în modul de repaus profund în timpul orelor de lucru în afara modelelor de utilizare a dispozitivului
După aplicarea acestui algoritm la un anumit proiect de contor inteligent, timpul de iluminare din spate a fost scurtat de la o medie de 8 ore pe zi la 15 minute, iar economiile anuale de energie au ajuns la 1,2 kWh.
4, cazuri de aplicații în industrie și validare a datelor
1. Domeniul echipamente medicale
O anumită marcă de monitor adoptă tehnologia de control al luminii de fundal, împărțind zona de afișare în trei partiții independente: ritmul cardiac, oxigenul din sânge și tensiunea arterială. În timpul fazei de monitorizare stabilă, doar iluminarea de fundal a partiției curente a afișajului este menținută, iar consumul de energie măsurat este redus de la 12mA la 3,5mA, iar durata de viață a bateriei este extinsă la 72 de ore.
2. În domeniul caselor inteligente
Un anumit termostat inteligent realizează:
Strong light environment (>1000 lux): luminozitate de fundal de 100%
Iluminare moderată (300-1000 lux): luminozitate de fundal de 50%
Mediu cu lumină scăzută (<300lux): Backlight brightness of 20%
Modul noapte (<50lux): Backlight off
Această soluție reduce consumul zilnic de energie al echipamentului de la 0,8Wh la 0,2Wh, respectând standardele UE ERP de eficiență energetică.
3. Domeniul instrumentaţiei industriale
Un anumit transmițător de presiune adoptă strategia de „reîmprospătare dinamică + control al luminii de fundal”:
Monitorizare normală: reîmprospătați datele la fiecare 5 secunde, lumina de fundal este oprită
Modificarea datelor: Când sunt detectate fluctuații de presiune, reîmprospătați și aprindeți imediat lumina de fundal (timp de 2 secunde)
Starea alarmei: Aprindeți continuu lumina roșie de fundal până când defecțiunea este rezolvată
Testele au arătat că această soluție prelungește durata de viață a bateriei dispozitivului de la 3 ani la 5 ani și reduce costurile de înlocuire a bateriei cu 60%.
