一, princip technologie PWM: Implementace analogového řízení s digitálními signály
PWM řídí jas podsvícení LED periodickým přepínáním vysoké a nízké úrovně a úpravou průměrného výstupního výkonu pomocí pracovního cyklu (poměr doby vysoké{0}}úrovně k periodě). Například při frekvenci 1 kHz a pracovním cyklu 50 % pracuje LED při 50 % výkonu, aby bylo dosaženo polovičního jasu displeje. Jeho hlavní výhody spočívají v:
Efektivní a{0}}úspora energie: Ve srovnání s analogovým stmíváním (úprava jasu změnou proudu) může PWM stále udržovat stabilní teplotu barev LED při nízkém jasu bez další ztráty energie.
Konstrukce bez blikání: Když frekvence PWM překročí kritickou frekvenci flicker fusion (CFFF, asi 60 Hz) lidského oka, může být vizuální blikání zcela eliminováno. Průmyslové scénáře obvykle používají frekvence nad 100 Hz, aby bylo zajištěno pohodlí při dlouhodobém-používání.
Rychlá dynamická odezva: PWM může dosáhnout přepínání jasu na úrovni milisekund a přizpůsobit se rychle se měnícím požadavkům na zobrazování dat průmyslových přístrojů.
2, Návrh hardwaru: Logika výběru od MCU po vyhrazený ovladač čipu
1. Řešení přímého pohonu MCU
Vhodné pro průmyslové přístroje s nízkým počtem segmentů a jednoduchým displejem (jako jsou monochromatické digitální přístroje). Vezměme si jako příklad STM32F031C6T6:
Konfigurace COM portu: Přijetí režimu vysoké impedance GPIO v kombinaci s RC filtračním obvodem pro generování středního napětí (např. 2,5 V), aby se zabránilo DC zkreslení způsobujícímu stárnutí LCD.
Konfigurace portu SEG: režim výstupu push-pull, invertovaný signálem COM pro ovládání displeje. Například, když COM skenuje, SEG, který má být zobrazen, má vysokou úroveň a naopak nízkou úroveň.
Obvod děliče napětí: Generujte 1/3 předpětí přes odporovou síť (jako je kombinace 150K, 10K, 100K, 47K), abyste zajistili stabilní výstup středního napětí z portu COM ve stavu vysokého odporu.
Výhody: Nízká cena, malá plocha PCB, vhodná pro vestavěné systémy s omezenými zdroji.
2. Vyhrazené řešení čipu ovladače
U složitých přístrojů, jako jsou víceřádkové displeje a chytré měřiče s ovládáním podsvícení, se doporučuje použít MCU s vestavěným-kontrolérem LCD (jako je řada Renesas RL78/RA4M1):
Integrovaný design: Integrujte registry dat displeje, řízení hodin a zesilovací obvody (jako jsou registry VLCD), abyste snížili počet periferních komponent.
Flexibilní konfigurace: Podporuje více kombinací Duty (1/2, 1/3, 1/4) a Bias (1/2, 1/3, 1/4) pro přizpůsobení různým specifikacím LCD.
Optimalizace nízké spotřeby: Zastavením nepotřebných funkcí hodin (jako jsou registry OSMC) se sníží spotřeba energie a prodlouží se životnost baterie.
Typické použití: LCD kontrolér Renesas RA4M1 může řídit 4 × 40 segmentové LCD, přičemž řídí jas podsvícení pomocí modulů PWM, aby bylo dosaženo koordinovaného řízení displeje a podsvícení.
3. Průmyslová praxe: Optimalizace celého procesu od návrhu po hromadnou výrobu
1. Přizpůsobený design
Poptávka po LCD v průmyslových přístrojích je různorodá a je třeba ji přizpůsobit podle aplikačních scénářů
Velikost a počet segmentů: Pokud lékařské zařízení potřebuje zobrazovat údaje o teplotě, srdeční frekvenci a čase v prostoru 40 mm × 20 mm, je vyžadováno inovativní schéma uspořádání elektrod.
Adaptabilita na životní prostředí: Spolehlivost průmyslové třídy je zajištěna prostřednictvím -testu spouštění při 40 stupních nízké-teploty-, testu stárnutí při 85 stupních při vysoké teplotě a 2000hodinového testu nepřetržitého osvětlení.
Optický režim: Pozitivní zobrazení (černé pozadí s bílým textem) je vhodné pro vnitřní prostředí, zatímco negativní zobrazení (bílé pozadí s černým textem) zlepšuje čitelnost venku; Poloprůhledný a poloreflexní režim je kompatibilní s podsvícením i odraženým světlem.
2. Výroba a testování
Inteligentní výrobní linka: Přijetím dvojité záruky online detekce AOI a ruční respekce je celý proces od řezání vodivého skla ITO až po těsnění krystalů automatizován.
Přizpůsobení IC ovladače: Pro nízké-požadavky na energii si vyberte řešení s extrémně-nízkou spotřebou energie (jako jsou přizpůsobené IC ovladače od Xuda Electronics), abyste prodloužili životnost baterie.
Integrace podsvícení: U přístrojů, které vyžadují noční zobrazení, integrujte moduly EL nebo LED podsvícení a upravte jas pomocí stmívání PWM (jako je stmívání úrovně 1024 Tesla Model 3).
