Unternehmensnachrichten über Leistungs- und Leistungsoptimierung für Ultra-Low-Power-Mikrodisplays

Für Ingenieure, die die nächste Generation von tragbaren Geräten, tragbaren medizinischen Monitoren oder IoT-Sensor-Hubs entwerfen,Das Display ist oft der größte Verbraucher der wertvollen Energie, die in einer kompakten Batterie gespeichert istDie Auswahl eines Displays geht nicht nur um Größe und Auflösung; es ist eine entscheidende Entscheidung für das Strombudget, die die Betriebsdauer eines Produkts und die Benutzererfahrung beeinflussen oder beeinträchtigen kann.

In diesem Artikel wird eine grundlegende Herausforderung bei der Gestaltung angesprochen:die maximale Funktionsdauer eines batteriebetriebenen Geräts durch die Einführung fortschrittlicher Techniken für das Strommanagement seines Mikrodisplays zu maximieren.Wir werden dieDie in Absatz 1 genannten Bedingungen gelten nicht für die in Absatz 1 genannten Erzeugnisse., ein 1,14-Zoll TFT-LCD-Modul vonSaef Technology Limited, als unsere technische Grundlage, um zu demonstrieren, wie man die Energie intelligent verwaltet, ohne die Benutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen.

Die Kernherausforderung: Die Anzeige als leistungsbedürftige Komponente in einem leistungsbeschränkten System

Das Datenblatt für den SFTO114JY-7422AN zeigt zwei wichtige Leistungszustände, die die Grundlage unserer Optimierungsstrategie bilden:

1. Aktivmodus:Betriebsstrom fürVDD(Logik) 8 mA (Typ.) und die einzelne weiße LED-Hintergrundbeleuchtung zieht 20 mA (Typ.)

2. Schlafmodus (Sleep-In):Der VDD-Strom sinkt dramatisch auf nur15 μA (Typ.), und VDDIO (Schnittstelle)5 μA (Typ.).

Für einen Systemdesigner ist das Problem klar:

• Bei Hintergrundbeleuchtung bei voller Helligkeit (400 cd/m2) kann das Display allein ~28 mA aufnehmen.18 Stunden.

• Eine naive Implementierung, bei der das Display einfach vollständig eingeschaltet bleibt, führt zu einer schlechten Akkulaufzeit, Unzufriedenheit der Benutzer und häufigen Aufladungs- oder Akkuwechselzyklen.

Die Lösung liegt nicht in der Suche nach einem leichteren Display (obwohl Effizienz hilft), sondern in der Umsetzung einesausgeklügeltes, mehrschichtiges StrommanagementsystemDas macht aggressiv Nutzen aus den Niedrigleistungszuständen, die die Hardware bietet.

Der Optimierungsrahmen: Eine mehrschichtige Strategie

Über die grundlegende Ein-/Aussteuerung hinaus schlagen wir einen hierarchischen Ansatz für das Strommanagement vor, der die Spezifikationen des SFTO114JY-7422AN als Leitfaden verwendet.

Schicht 1: Hardwarezentrierte Stromversorgung und -steuerung

Diese Schicht beinhaltet die Verwendung der Hardware-Steuerpins des Displays und der externen Schaltkreise, um statische Stromverschwendung zu minimieren.

• Vollschlafmodus nutzen:Die...ST7789V Fahrer-ICUnterstützt eine tiefeSchlafen Sie.Wenn er ausgegeben wird, werden der interne Oszillator, die Scan-Schaltkreise und die Gleichspannungs-/ Gleichspannungswandler abgeschaltet, wodurch der Strom auf Mikroampere reduziert wird.Ein automatisches Timeout in der Firmware implementieren. Nach einer Zeit der Inaktivität des Benutzers (z. B. 30 Sekunden) sollte die MCU-Host-Bedienung den SLEEP IN-Befehl über SPI senden,dann optional schalten Sie die SPI-Pins aus oder setzen Sie sie auf einen hohen Impedanzzustand, um Leckagen zu verhindern.

• Intelligente Hintergrundbeleuchtung:Die Hintergrundbeleuchtung ist der vorherrschende Energieverbraucher.PWM (Pulsbreitenmodulation)Dies ermöglicht Ihnen, die Helligkeit dynamisch anhand des Umgebungslichts (mit Hilfe eines Sensors) oder des Kontextes anzupassen.Wenn man die Helligkeit von 100% auf 50% reduziert, kann man den Hintergrundlichtstrom fast halbieren.Das Datenblatt ist typisch für dieV_BLDie Leistung von 3,0 V bei 20 mA bestätigt einen für die PWM-Steuerung geeigneten Standard-LED-Antrieb.

• Steuerung der Kraftbahnen:Das Modul verwendet separateVDD(2.4-3.3V) undVDDIOWenn Ihre Host-MCU mit einer 1,8V-Logik arbeitet, stellen Sie VDDIO auf 1,8V ein. Dies reduziert die Spannungsschwankung auf den SPI-Leitungen (SDA, SCL, RS, CSStellen Sie sicher, dass Ihre Stromversorgung mit hocheffizienten LDOs mit niedrigem Ruhezustand oder Schaltregulatoren ausgestattet ist.

Schicht 2: Firmwareorientiertes dynamisches Inhaltsmanagement

Diese Schicht konzentriert sich auf die Reduzierung der Energiekosten bei der Aktualisierung des Displays.

• Teilweise Anzeigeaktualisierung (falls unterstützt):Während der ST7789V in dieser Konfiguration möglicherweise keine erweiterten Teilupdates wie einige E-Paper-Controller unterstützt, können Sie die Full-Frame-Updates trotzdem minimieren.Der Bildschirm wird nur aktualisiert, wenn die angezeigten InformationenVeränderungen. Vermeiden Sie die Implementierung von animierten Benutzeroberflächenelementen, die eine 60 Hz-Neuaufzeichnung auslösen. Eine statische oder langsam aktualisierende Schnittstelle ist wesentlich effizienter.

• SPI-Kommunikation optimieren:Verwenden Sie die höchste zulässige SPI-Taktgeschwindigkeit, um die Bilderpufferübertragungen schnell abzuschließen, und bringen Sie dann die MCU und das SPI-Peripheriegerät in einen Niedrigleistungszustand zurück.je früher das System schlafen kann. Gruppenausgabe von Aktualisierungen anstatt häufig kleine Befehle zu senden.

• Einführung von Display State Awareness:Ihre Firmware sollte einen Zustand der Maschine für das Display aufrechterhalten:Aktive -> Leerlauf (Hintergrundlicht gedämpft) -> Schlaf (SLEEP IN Befehl gesendet). Benutzerinteraktion (z. B. Knopfdruck oder Touch-Ereignis) weckt das Display durch die Abfolge eines Ausgangskommandos und des Hintergrundlichter-Ramp-ups.

Schicht 3: Architekturentscheidungen auf Systemebene

Dies beinhaltet die Entscheidung für hochrangige Designlösungen, die sich auf die Bildschirmleistung auswirken.

• Auswahl der Host-MCU:Die Anzeige mit einer ultra-niedrigen Leistung MCU, die Features tiefen Schlaf-Modi und kann schnell durch Unterbrechung aufwachen.und der Rückgang zum Schlaf sollte hoch optimiert werden.

• Die Rolle der Berührung:Das Hinzufügen eines Touchscreen (CTP oder RTP) erhöht den Stromverbrauch.ein gut implementierter kapazitiver Touch-Controller kann in einem Niedrigleistungspolling-Modus arbeiten und das System nur bei Berührung über Interrupt weckenFür die ultimative Energieeinsparung bei immer eingeschalteten Geräten sollten Sie eine physische Taste zum Wecken des Displays anstelle eines immer aktiven Touchsensors verwenden.

• Spannungsskalierung:Wenn die Batteriespannung Ihres Systems im Laufe der Zeit abnimmt (z. B. bei einem Li-Ionen-Anschluss mit einer Zelle von 4,2 V auf 3,0 V), stellen Sie sicher, dass die Leistungsregler Ihres Displays den vollen Bereich bewältigen können.Der SFTO114JY-7422AN verfügt über einen breiten VDD-Eingangsbereich (2.4V-3.3V) mit solchen Entladungskurven kompatibel ist.

Die Auswirkungen berechnen: Ein praktisches Beispiel

Szenario:Ein tragbares Gerät mit einer 200mAh Batterie.

• Schlechte Umsetzung:Anzeige immer aktiv (28 mA).200mAh / 28mA ≈ 7,1 Stunden.

• Optimierte Umsetzung:Das Display ist 10% der Zeit aktiv (durchschnittlich 2,8 mA), im Ruhezustand 90% (durchschnittlich 0,015 mA).Gewichteter Durchschnittsstrom= (0,1 * 28mA) + (0,9 * 0,015mA) ≈2.8 mA.

• Ergebnis:Akkulaufzeit =200 mAh / 2,8 mA ≈ 71 Stunden (fast 3 Tage)Diese 10-fache Verbesserung ist mit intelligenter Firmware möglich.

Wir bringen mehr an, ohne die Effizienz aufzugeben

Während das SFTO114JY-7422AN ein nur anzeigendes Modul ist, sind interaktive Anwendungen üblich.Saef Technology Limitedkann maßgeschneiderte Touch-Lösungen integrieren.

• Resistiver Berührung (RTP):Verbraucht bis zum Drücken keinen Strom, ideal für einfache, gelegentliche Interaktionen.

• "Low Power Capacitive Touch" (CTP) mit geringer Leistung:Kann mit längeren Scanintervallen im "Leerlauf" -Modus konfiguriert werden, wobei die Haupt-MCU nur bei einer gültigen Berührungserkennung geweckt wird und der gesamte Strombudget erhalten bleibt.

Schlußfolgerung: Strommanagement als Merkmal

In der tragbaren und tragbaren Elektronik ist die Akkulaufzeit ein wichtiger Verkaufspunkt.Ingenieure können in der Gerätelaufzeit umfangreiche Verbesserungen vornehmen.

Die...SFTO114JY-7422AN 1,14 Zoll TFT-LCD-Modul, mit seinen klar definierten Schlafströmen und der Standard-SPI-Steuerungsschnittstelle, bietet eine ausgezeichnete Hardwareplattform für die Implementierung eines solch anspruchsvollen Strommanagements.Die Spezifikationen geben den Ingenieuren die genauen Daten, die sie benötigen, um eine genaue Modellierung der Akkulaufzeit zu erstellen.

Bereit, ein Produkt zu entwerfen, das sich durch seine außergewöhnliche Akkulaufzeit auszeichnet? Herunterladen der vollständigenSFTO114JY-7422AN Datenblatt.pdfSie können hier Ihre Strombudgetierung starten und sich mit den Anwendungsingenieuren beiSaef Technology LimitedWir haben die Möglichkeit, eine leistungsoptimierte Touch-Lösung zu entwickeln, die auf Ihre ultra-niedrige Leistung zugeschnitten ist.