一, Prinċipju tekniku tal-modalità sleep: analiżi fil--fond miċ-ċirkwit għall-konsum tal-enerġija
Il-qalba tal-modalità ta 'rqad LCD hija li timminimizza l-konsum tal-enerġija tal-modulu billi taqta' linji tal-enerġija mhux essenzjali, tnaqqas il-frekwenza tal-arloġġ, u twaqqaf l-aġġornament tad-data. L-implimentazzjoni teknika tagħha tinvolvi tliet aspetti ewlenin:
1. Ġestjoni tal-ferrovija tal-enerġija
Modulu LCD tipiku jinkludi erba 'tipi ta' provvisti ta 'enerġija:
AVDD: Provvista ta 'enerġija analoga (ġeneralment 3.3V), li tipprovdi enerġija liċ-ċirkwiti tas-sewwieq tal-pixel
VGH/VGL: vultaġġ għoli mmexxi mill-bieb (± 10V 20V), li jikkontrolla l-flipping tal-molekuli tal-kristalli likwidi
IOVDD: Provvista ta 'enerġija ta' interface diġitali (1.8V ~ 3.3V), li tipprovdi enerġija għas-sewqan ta 'ċirkwiti loġiċi IC
BL_VDD: Provvista ta 'enerġija ta' backlight (5V ~ 24V), sewqan LED jew CCFL backlight
Implimentazzjoni tal-modalità sleep: Bl-użu ta 'matriċi ta' swiċċ MOS, AVDD, VGH/VGL, u BL_VDD jinqatgħu waqt l-irqad, u jħallu IOVDD biss biex iżomm l-istat tar-reġistru IC tas-sewwieq. Pereżempju, meta ċertu modulu TFT-LCD ikun fil-modalità sleep, il-kurrent AVDD jonqos minn 60mA għal 0.1 μ A, u l-konsum tal-enerġija tad-dawl ta 'wara jonqos minn 80mW għal 0.
2. Kontroll tas-sistema tal-arloġġ
ICs moderni tas-sewwieq LCD (bħal ILI9341, ST7789) inbnew -f'ġeneraturi tal-arloġġ PLL, bi frekwenzi tal-arloġġ li jaqbżu l-10MHz fil-mod ta 'tħaddim. Ottimizzazzjoni tal-irqad:
Qabel ma tidħol fil-modalità sleep, naqqas il-frekwenza tal-arloġġ għall-iktar livell baxx (bħal 32kHz) permezz tal-konfigurazzjoni tar-reġistru
Itfi kompletament iċ-ċirkwit PLL u uża oxxillatur tal-kristall ta' frekwenza baxxa-esterna (bħal 32.768kHz) biex iżżomm il-ħin bażiku
Studju ta 'każ wera li wara li l-frekwenza tal-arloġġ tnaqqset minn 10MHz għal 32kHz, il-konsum tal-enerġija dinamika tal-IC tas-sewwieq naqas b'85%
3. Mekkaniżmu ta 'aġġornament tad-dejta
Fil-modalità tax-xogħol, l-LCD jeħtieġ li jġedded 60 darba kull sekonda biex jiġi evitat it-teptip. Ottimizzazzjoni tal-irqad:
Output tas-sinjal tas-sinkronizzazzjoni tal-qafas (VSYNC).
Iffriża s-sinjali tas-sewqan tar-ringiela/tal-kolonna (HSYNC/PCLK)
Żomm biss it-tajmer tal-għassa biex tissorvelja s-sinjal ta' tqum-
Ċertu apparat HMI industrijali naqqas il-konsum tal-enerġija tal-aġġornament tal-wiri minn 45mW għal 0.3mW permezz ta’ din is-soluzzjoni
2, Disinn tal-ħardwer: Bini ta' arkitettura ta'-rqad b'qawwa baxxa
1. Disinn taċ-ċirkwit tal-ġestjoni tal-enerġija
Għażla tal-komponenti ewlenin:
Swiċċ tat-tagħbija: Agħżel mudell ta' tnixxija ultra-baxxa (bħal TPS22919, kurrent ta' tnixxija 0.5nA)
Regolatur LDO: Agħżel mudell ta 'kurrent statiku baxx (bħal TPS7A4700, kurrent statiku 1.2 μ A)
DC-Konvertitur DC: jadotta modalità PFM (bħal TPS62175, effiċjenza ta 'tagħbija ħafifa ta' 85%)
2. Wake up ċirkwit ta 'skoperta tas-sinjal
Punti tad-disinn:
Arloġġ f'ħin reali (RTC) wake-up: Ċippa RTC integrata (bħal DS3231) tqum l-MCU permezz ta' interruzzjonijiet bil-ħin
Wake key-up: Komparatur ta' qawwa baxxa (bħal TLV3011) jintuża biex jiskopri azzjonijiet ewlenin, u jevita kampjunar kontinwu mill-MCU
Komunikazzjoni wake-up: Trigger wake-up permezz tal-pin tal-interruzzjoni UART/I2C, bħal wake-wiri wara li tirċievi qafas tad-dejta speċifiku
Każ tal-brazzuletta intelliġenti:
Issib azzjonijiet ta' ġesti bl-użu ta' aċċellerometru (LIS3DH)
Meta jiġi skopert l-irfigħ tal-polz, tqum l-MCU permezz tal-pin INT
Wake up dewmien ikkontrollat fi żmien 50ms, l-utent mhux konxju
3. Protezzjoni elettrostatika u qawwa fuq il-ħin
Rekwiżiti speċjali għall-modalità sleep:
Matul il-perjodu ta' qawwa-off, huwa meħtieġ li jinżamm it-tħaddim normali tad-dijodu tal-protezzjoni ESD
Iddisinja ċirkwit tal-kontroll tal-ħin biex jiżgura li VGH/VGL jinxtegħel aktar minn 5 ms aktar tard minn AVDD
Ċertu pannell tal-istrumenti tal-karozzi naqqas ir-rata tal-qawwa anormali fuq minn 3% għal 0.1% billi żied ċirkwit ta 'dewmien RC
3, Ottimizzazzjoni tas-softwer: Implimentazzjoni ta 'strateġija ta' rqad intelliġenti
1. Disinn tal-kundizzjonijiet tal-grillu tal-irqad
Xenarju tipiku:
Irqad bil-ħin: Per eżempju, il-miter tal-ilma intelliġenti jaġġorna d-dejta kull 30 sekonda u jorqod il-bqija tal-ħin
Inattività tal-utent: L-apparat mediku portabbli jidħol fil-modalità sleep wara minuta mingħajr tħaddim tal-buttuna
Limitu baxx tal-batterija: Forza rqad fil-fond meta l-vultaġġ tal-batterija jinżel taħt it-3.6V
2. Proċess ta 'konfigurazzjoni għall-modalità sleep
Passi standard:
Issejvja l-istat attwali tal-wiri fuq Flash
Itfi d-dawl ta' wara (BL_VDD=0)
Waqqaf l-aġġornament tad-dejta (iffriża HSYNC/VSYNC)
Naqqas il-frekwenza tal-arloġġ (PLL_FREQ=32kHz)
Aqta 'l-provvista tal-enerġija ta' AVDD/VGH/VGL
MCU jidħol fil-modalità ta' enerġija baxxa (bħal Mod ta' Stop ta' STM32)
3. Mekkaniżmu ta' wara-l-ipproċessar
Operazzjonijiet ewlenin:
Inizjalizza mill-ġdid il-parametri tal-wiri (kuntrast, mod tal-kulur, eċċ.)
Irrestawra l-aħħar kontenut muri (aqra minn Flash jew RAM)
Issinkronizza l-arloġġ tas-sistema (evita drift tal-ħin)
Każ tat-terminal tal-loġistika: tikkompressa l-ħin ta' tiġbed mill-ġdid ta' wake-up minn 200ms għal 30ms billi taħżen minn qabel buffer tal-wiri
4, Analiżi tipika tal-każ ta 'applikazzjoni
Każ 1: Miter tal-fluss elettromanjetiku li jaħdem bil-batterija
Rekwiżit: ħajja tal-batterija ta '6 snin (batterija tal-litju 3.6V/19Ah)
Soluzzjoni:
Agħżel ultra-TFT-LCD ta' enerġija baxxa (kurrent operattiv 15mA, kurrent ta' rqad 0.5 μ A)
Iddisinja sistema ta 'enerġija doppja: il-provvista ta' enerġija ewlenija tiċċarġja s-supercapacitor, filwaqt li s-supercapacitor iżomm RTC waqt il-modalità sleep
Strateġija ta' implimentazzjoni:
Qmu kull 10 sekondi, aġġorna d-dejta tat-traffiku u uri għal 2 sekondi
Fi żminijiet oħra, daħħal il-mod ta 'rqad fil-fond u aqta' s-sorsi kollha ta 'enerġija mhux essenzjali
Effett: Il-konsum medju ta 'enerġija tal-magna kollha tnaqqas minn 85mW għal 0.8mW, u l-ħajja tal-batterija laħqet 7.2 snin
Każ 2: Apparat Dijanjostiku Ultrasoniku Portabbli
Rekwiżit: Operazzjoni kontinwa għal 8 sigħat (batterija tal-litju-jone 7.4V/4400mAh)
Soluzzjoni:
L-adozzjoni ta 'LCD li jirrifletti (l-ebda backlight meħtieġ, il-konsum tal-enerġija mnaqqas bi 80%)
Implimenta l-mod ta' rqad dinamiku:
Wake up display meta s-sonda tikkuntattja l-ġisem tal-bniedem misjuba
5 sekondi wara li s-sonda titlaq, tidħol fil-modalità sleep
Żomm il-modulu tal-komunikazzjoni attiv waqt l-irqad (irċievi kmandi mill-bogħod)
Effett: Il-konsum tal-enerġija tal-modulu tal-wiri tnaqqas minn 220mW għal 15mW, u l-ħajja ġenerali tal-batterija żdiedet bi tliet darbiet
5, Tekniki Avvanzati ta 'Ottimizzazzjoni
1. Teknoloġija ta' wake-erja parzjali
Aqsam l-iskrin f'żoni multipli u tqum biss żoni bi ħtiġijiet ta 'aġġornament
Ċertu e-qarrej tal-kotba naqqas il-konsum tal-enerġija tal-aġġornament minn 12mW għal 3mW permezz ta' din is-soluzzjoni
2. Algoritmu ta 'rqad adattiv
Tagħlim ibbażat fuq drawwiet tal-użu: Għadd il-frekwenza tal-wiri tal-utent u aġġusta dinamikament il-limitu tal-irqad
Wara l-implimentazzjoni tal-iskrin tal-kontroll ċentrali f'dar intelliġenti, il-frekwenza medja ta' wake-kuljum tnaqqset b'65%
3. cache tal-wiri ta 'qawwa baxxa
L-integrazzjoni ta 'SRAM bħala cache tal-wiri ġewwa l-MCU
Żomm il-kontenut fil-cache waqt l-irqad u l-output direttament wara li tqum
Ċertu apparat HMI industrijali naqqas il-ħin ta' riattivazzjoni-minn 120ms għal 15ms permezz ta' din is-soluzzjoni
