一, Technické principy a základy spotřeby energie
1. Mechanismus spotřeby energie segmentového kódu LCD
Segmentovaný LCD řídí přenos světla prostřednictvím vychylování molekul tekutých krystalů působením elektrického pole a jeho hlavní spotřeba energie pochází ze dvou částí:
Pohon vrstvy tekutých krystalů: Vychylování molekul tekutých krystalů vyžaduje udržování střídavého napětí, s typickou spotřebou energie 5-10 μA (úroveň mikroampérů), patřící do kategorie ultranízké spotřeby energie;
Systém podsvícení: Pokud je použito podsvícení LED, spotřeba energie jedné LED perličky je asi 15 mA (úroveň miliampérů) a celková spotřeba energie závisí na počtu LED perliček a způsobu připojení (sériové/paralelní). Například jistý průmyslový přístroj používá 4 LED podsvícení s celkovou spotřebou 60 mA, daleko přesahující samotnou vrstvu LCD.
Klíčový závěr: Spotřeba energie segmentovaného LCD je určena hlavně podsvícením a spotřebu energie vrstvy tekutých krystalů lze ignorovat. Po vypnutí podsvícení lze jeho statickou spotřebu snížit na μ A, což je vhodné pro scénáře napájené z baterie.
2. Mechanismus spotřeby energie OLED
OLED je technologie samosvítícího displeje, kde každý pixel nezávisle řídí vyzařování světla a jeho spotřebu energie určují následující faktory:
Počet světelných pixelů: Při zobrazení na celé obrazovce pracují všechny pixely současně, což má za následek špičkovou spotřebu energie; Při zobrazení černé je pixel vypnutý a spotřeba energie se blíží nule;
Intenzita světla: Čím vyšší je jas, tím větší je aktuální požadavek. Například 0,96palcový OLED modul spotřebovává přibližně 0,08 W energie při bílé celé obrazovce (maximální jas), zatímco spotřebu energie pod černým pozadím lze ignorovat;
Okruh ovladače: Čipy ovladače OLED (jako je SSD1306) spotřebují několik desítek μA energie, mnohem méně než obvody ovladače podsvícení.
Klíčový závěr: Spotřeba energie OLED silně koreluje se zobrazovaným obsahem, přičemž dynamický obsah (jako je video) spotřebovává podstatně více energie než statický obsah (jako je text).
2, Porovnání spotřeby energie: analýza dat a scény
1. Statické zobrazení scény
Segmentový kódový LCD: Vezměme si jako příklad logistický terminál, segmentový kódový LCD se používá k zobrazení čísla zboží, s neustále zapnutým podsvícením (2 LED) a celkovou spotřebou cca 30 mA. Pokud je podsvícení vypnuto, funguje pouze vrstva LCD a spotřeba energie se sníží na 5 μA.
OLED: Při zobrazování stejného obsahu stačí OLED rozsvítit pouze některé pixely (například digitální část), se spotřebou asi 0,01 W (přibližně 2 mA@5V )Je nižší než segmentový LCD se zapnutým podsvícením, ale vyšší než segmentový LCD bez podsvícení.
Závěr: Při statickém zobrazení má LCD bez kódu segmentu podsvícení nejnižší spotřebu energie; Když je vyžadováno podsvícení, OLED může mít výhodu při nízkém jasu.
2. Dynamická scéna zobrazení
Segmentový kód LCD: Obnovovací frekvence je obvykle nižší než 10 Hz a dynamický obsah (např. rolování čísel) vyžaduje nepřetržité řízení podsvícení se stabilní spotřebou energie 30-60 mA (v závislosti na intenzitě podsvícení).
OLED: Vezmeme-li si příklad určitého průmyslového rozhraní HMI (human{0}}machine interface), při zobrazování dynamických grafů spotřeba energie OLED kolísá se složitostí obrazu, s maximem 0,1 W (přibližně 20 mA@5V), ale průměrná spotřeba energie je nižší než u segmentového kódu LCD podsvícení, které je vždy zapnuté při plném podsvícení LCD obrazovky.
Závěr: U dynamického zobrazení může mít OLED nižší průměrnou spotřebu energie než schémata segmentovaného podsvícení LCD díky své schopnosti řídit osvětlení úrovně pixelů.
3. Scény s extrémním jasem
Segmentovaný LCD: Zvýšení jasu podsvícení vyžaduje zvýšení počtu LED nebo proudu, což má za následek lineární nárůst spotřeby energie. Například venkovní přístroj vyžaduje 4 vysoce svítivé LED pod silným světlem se spotřebou 120 mA.
OLED: V režimu vysokého jasu může proud v pixelech a spotřeba energie překročit spotřebu segmentovaného LCD. Například spotřeba určité OLED obrazovky v režimu HDR může dosáhnout 0,5 W (přibližně 100 mA@5V).
Závěr: Při extrémních požadavcích na jas mohou být schémata segmentovaného podsvícení LCD energeticky-účinnější.
3, Průmyslová aplikace a bilance nákladů
1. Aplikovatelné scénáře segmentového LCD
Požadavky na nízkou spotřebu energie: jako jsou přenosná lékařská zařízení a senzory internetu věcí, které vyžadují dlouhodobý-provoz a omezenou kapacitu baterie;
Cenově citlivý typ: Cena segmentovaných LCD modulů je asi 1-3 USD, mnohem nižší než u OLED (5-15 USD);
Přizpůsobivost prostředí: Segmentovaný LCD displej pracuje stabilně v teplotním rozsahu -40 stupňů až 85 stupňů, takže je vhodný pro průmyslové provozy.
Případ: Určitý inteligentní měřič využívá segmentovaný LCD a podsvícení se zapíná pouze během interakce uživatele. Spotřeba energie celého stroje v pohotovostním režimu je méně než 10 μ A a životnost baterie je až 5 let.
2. Aplikovatelné scénáře OLED
Požadavky na vysoký kontrast: jako jsou chytré hodinky a brýle VR, které potřebují zobrazovat jemné obrázky;
Požadavky na flexibilní displej: Ohebné vlastnosti OLED jsou vhodné pro nositelná zařízení;
Optimalizace tmavého režimu: u čteček e-knih se spotřeba energie na černém pozadí blíží nule.
Pouzdro: Určitý průmyslový ruční terminál využívá OLED obrazovku a vypnutím nepodstatných pixelů v prostředí temné místnosti se životnost baterie prodlouží o 30 %.
