一, PWM-tehnoloogia põhimõte: analoogjuhtimise rakendamine digitaalsete signaalidega
PWM juhib taustvalgustuse LED-ide heledust, vahetades perioodiliselt kõrget ja madalat taset ning reguleerides keskmist väljundvõimsust, kasutades töötsüklit (kõrge{0}}taseme aja ja perioodi suhe). Näiteks sagedusel 1 kHz ja töötsüklil 50%, töötab LED 50% võimsusel, et saavutada poole heleduse kuva. Selle peamised eelised on järgmised:
Tõhus ja energiasäästlik{0}}: võrreldes analooghämardamisega (heleduse reguleerimine voolu muutmisega) suudab PWM siiski säilitada stabiilse LED-värvitemperatuuri madala heledusega ilma täiendava toitekadudeta.
Virvenduseta disain: kui PWM-i sagedus ületab inimsilma kriitilise virvenduse liitsageduse (CFFF, umbes 60 Hz), saab visuaalse virvenduse täielikult kõrvaldada. Tööstuslikud stsenaariumid kasutavad tavaliselt üle 100 Hz sagedusi, et tagada mugavus pikaajalisel-kasutamisel.
Kiire dünaamiline reaktsioon: PWM suudab saavutada millisekundite heleduse ümberlülitamise, kohanedes tööstuslike instrumentide kiiresti muutuvate andmete kuvamise nõuetega.
2, riistvara disain: valikuloogika MCU-st spetsiaalsele draiverikiibile
1. MCU otseajami lahendus
Sobib väikese segmentide arvu ja lihtsa kuvaga tööstuslikele instrumentidele (nt monokroomsed digitaalinstrumendid). STM32F031C6T6 näitena:
COM-pordi konfiguratsioon: GPIO suure impedantsi režiimi kasutuselevõtt koos RC-filtreerimisahelaga keskpunkti pinge (nt 2,5 V) genereerimiseks, et vältida LCD vananemist põhjustavat alalisvoolu eelpinget.
SEG-pordi konfiguratsioon: push{0}}tõmbeväljundrežiim, mis on ekraani juhtimiseks ümberpööratud COM-signaaliga. Näiteks COM-i skaneerimisel väljastab kuvatav SEG kõrge taseme ja vastupidi madala taseme.
Pingejaguri ahel: genereerige 1/3 eelpinge takistivõrgu kaudu (näiteks 150K, 10K, 100K, 47K kombinatsioon), et tagada stabiilne keskpunktipinge väljund COM-pordist kõrge takistuse olekus.
Eelised: madal hind, väike PCB ala, sobib piiratud ressurssidega manussüsteemidele.
2. Spetsiaalne draiveri kiibi lahendus
Keeruliste instrumentide (nt mitmerealised kuvarid ja taustvalgustuse juhtimisega nutikad arvestid) puhul on soovitatav kasutada sisseehitatud -LCD-kontrolleriga MCU-d (nt Renesas RL78/RA4M1 seeria):
Integreeritud disain: integreerige kuvarite andmeregistrid, kella juhtimine ja võimendusahelad (nt VLCD registrid), et vähendada välisseadmete arvu.
Paindlik konfiguratsioon: toetab mitut tolli (1/2, 1/3, 1/4) ja Bias (1/2, 1/3, 1/4) kombinatsiooni, et kohaneda LCD-ekraanide erinevate spetsifikatsioonidega.
Vähese energiatarbega optimeerimine: peatades mittevajalikud kellafunktsioonid (nt OSMC registrid), väheneb energiatarve ja pikeneb aku tööiga.
Tüüpiline rakendus: Renesas RA4M1 LCD-kontroller suudab juhtida 4 × 40 segmendi LCD-ekraane, kontrollides samal ajal taustvalgustuse heledust PWM-moodulite kaudu, et saavutada ekraani ja taustvalgustuse koordineeritud haldamine.
3. Tööstuspraktika: kogu protsessi optimeerimine projekteerimisest masstootmiseni
1. Kohandatud disain
Nõudlus LCD järele tööstuslikes instrumentides on mitmekesine ja seda tuleb kohandada vastavalt rakendusstsenaariumidele
Segmentide suurus ja arv: kui meditsiiniseadmed peavad kuvama temperatuuri, südame löögisageduse ja aja andmeid ruumis 40 mm × 20 mm, on vaja uuenduslikku elektroodide paigutusskeemi.
Kohanemisvõime keskkonnaga: Tööstusliku kvaliteediga töökindlus tagatakse -40-kraadise madalal{2}}temperatuuril-käivitamise testiga, 85-kraadise kõrgel temperatuuril vananemise testiga ja 2000-tunnise pideva valgustuse testiga.
Optiline režiim: positiivne ekraan (must taust valge tekstiga) sobib sisekeskkonda, negatiivne ekraan (valge taust musta tekstiga) parandab loetavust väljas; Poolläbipaistev ja poolpeegeldav režiim ühildub nii taustvalgustusega kui ka peegeldunud valgusega.
2. Tootmine ja katsetamine
Intelligentne tootmisliin: Võttes kasutusele topeltgarantii võrgus AOI tuvastamiseks ja käsitsi uuesti kontrollimiseks, on kogu protsess ITO juhtiva klaasi lõikamisest kuni kristallide sulgemiseni automatiseeritud.
Draiveri IC-de sobitamine: madala-toitevajaduse jaoks valige aku tööea pikendamiseks ülimalt-madala võimsusega draivilahendused (nt Xuda Electronicsi kohandatud draiveri IC-d).
Taustvalgustuse integreerimine: instrumentide jaoks, mis nõuavad öist ekraani, integreerige EL- või LED-taustvalgustuse moodulid ja reguleerige heledust PWM-hämardamise kaudu (nt Tesla Model 3 1024-taseme hämardamine).
