一, Principiu tehnic: Metoda de conducere determină linia de bază a consumului de energie
1. Cod de segment LCD: Esența de putere redusă a afișajului static
Codul de segment LCD controlează direct devierea moleculelor de cristale lichide prin electrozi transparenți de oxid de indiu și staniu (ITO), iar conținutul său de afișare constă din coduri de segment fixe (cum ar fi numere și simboluri), fără a fi nevoie de reîmprospătare frecventă. Consumul său de energie este compus în principal din două părți:
Consumul de energie al stratului de cristale lichide: Deviația moleculei de cristale lichide necesită doar curent de nivel de microamperi (5-10 μ A) și consumă energie doar în timpul comutării stării, cu un consum de energie aproape zero în timpul afișajului static.
Consumul de energie pentru iluminare de fundal: Dacă este utilizată o iluminare de fundal LED cu intrare laterală, consumul de energie al unei singure perle LED este de aproximativ 15 mA, dar poate fi redus și mai mult prin controlul zonei sau prin reglarea PWM. De exemplu, un anumit instrument industrial folosește 4 margele luminoase în paralel, cu un consum real de energie de numai 60mA (15mA × 4) și acceptă ajustarea luminozității de 10% -100%.
Caz tipic: Testul unui producător de invertor fotovoltaic arată că modulul său LCD cu cod de segment are un consum total de energie de numai 2,2 μ A (inclusiv curentul de conducere MCU) în stare de afișare continuă, curentul propriu al corpului ecranului fiind mai mic de 1 μ A, mult mai mic decât schema TFT.
2. TFT-LCD: Sursa de mare putere a reîmprospătării dinamice
TFT-LCD controlează starea de afișare a fiecărui pixel printr-o matrice de tranzistori cu film subțire și necesită reîmprospătare continuă pentru a menține stabilitatea imaginii. Consumul său de energie este compus din trei părți:
Consumul de energie al cipurilor driverului: De exemplu, consumul de energie al driverului IC HT1621 este de aproximativ 100 μ A, în timp ce consumul de energie al cipurilor driverului TFT ajunge de obicei la câțiva miliamperi.
Consumul de energie pentru iluminarea de fundal: consumul de energie pentru iluminarea de fundal LED este strâns legat de dimensiunea și luminozitatea ecranului. De exemplu, un ecran TFT de 5 inchi consumă aproximativ 1,5 W (12 V x 125 mA) de iluminare de fundal la 50% luminozitate.
Consumul de energie de reîmprospătare: Calculat la o rată de reîmprospătare de 60 Hz, trebuie să se reîmprospăteze de 60 de ori pe secundă, fiecare reîmprospătare consumând aproximativ 0,1 mJ de energie, rezultând un consum de energie dinamic semnificativ mai mare decât afișajul static.
Date reale de testare: Ecranul LCD TFT de 7 inchi al Innolux are un consum de putere de afișare continuu de 1,5 W în scenariile industriale tipice și, deși consumul de energie în standby poate fi redus la sub 0,1 W, este totuși mai mare decât consumul de putere static la nivel de microamperi al LCD-ului segmentat.
2, Scenariul de aplicare: Potrivirea cerințelor de consum de energie în controlul industrial
1. LCD cu cod de segment: alegerea preferată pentru dispozitivele alimentate cu baterie
În scenariile alimentate cu baterii, cum ar fi terminalele portabile industriale și detectoarele portabile, caracteristicile de putere redusă-a LCD-ului segmentat pot prelungi semnificativ durata de viață a bateriei. De exemplu:
Un echipament minier: folosind un indicator de adâncime de foraj LCD segmentat, alimentat de 8 baterii AA, poate funcționa continuu timp de 300 de ore (8 ore pe zi), în timp ce dacă se folosește un ecran TFT, durata de viață a bateriei se va scurta la 50 de ore.
Instrument în aer liber: O anumită stație de monitorizare meteorologică folosește codul de segment LCD pentru a afișa date de temperatură și umiditate. Într-o gamă largă de temperatură de la -20 grade până la+50 grade , consumul de energie este de numai 0,3 mW (inclusiv iluminarea de fundal), îndeplinind cerințele de putere redusă ale sistemelor de alimentare cu energie solară.
2. TFT-LCD: o alegere necesară pentru afișarea imaginilor complexe
În scenariile care necesită imagini dinamice și afișaj cu rezoluție înaltă-, dezavantajul consumului de energie al LCD-ului TFT- poate fi compensat parțial prin optimizarea designului. De exemplu:
HMI industrial: interfața uman-mașină a unei anumite linii de producție automatizate adoptă un ecran TFT de 7 inchi. Deși consumul de energie ajunge la 2W, raportul cuprinzător de eficiență energetică este încă acceptabil prin reglarea dinamică a luminii (luminozitatea scade la 10% atunci când nu este echipat) și somnul programat.
Supraveghere video: un anumit terminal de monitorizare a tranzitului feroviar adoptă un ecran TFT de 10,1-inchi, care controlează consumul de energie dinamic în 5W prin accelerare hardware și optimizare GPU, îndeplinind cerințele de monitorizare în timp real.
3, Echilibrarea costurilor și eficienței energetice: Valoarea pe termen lung a LCD-ului segmentat
1. Comparația inițială a costurilor
Cod de segment LCD: Costul modulului este de aproximativ 5-15 dolari SUA, costul driverului IC este de aproximativ 0,5-2 dolari SUA, iar costul total este mai mic de 20 dolari SUA.
TFT-LCD: costul unui modul de 5 inchi este de aproximativ 30-50 USD, costul cipului driverului este de aproximativ 5-10 USD, iar costul total depășește 40 USD.
2. Analiza costurilor ciclului de viață
Luând ca exemplu un anumit instrument industrial, presupunând o durată de viață de 5 ani și un timp de lucru zilnic de 16 ore:
Soluție LCD cu cod de segment: Consum de energie de 0,3 mW, consum de energie pe 5 ani de aproximativ 2,1 kWh, cost de energie electrică de aproximativ 0,3 USD (calculat la 0,15 USD/kWh).
Soluție TFT: consum de energie de 2 W, consum de energie pe 5 ani de aproximativ 14,2 kWh, cost de energie electrică de aproximativ 2,1 USD.
Luând în considerare diferența inițială de cost, soluția LCD segmentată are un cost total pe 5 ani care este cu aproximativ 30 USD mai mic decât TFT, demonstrând avantaje semnificative de eficiență energetică.
