一، اصل فناوری PWM: پیاده سازی کنترل آنالوگ با سیگنال های دیجیتال
PWM روشنایی LED های نور پس زمینه را با تغییر دوره ای سطوح بالا و پایین و تنظیم میانگین توان خروجی با استفاده از چرخه وظیفه (نسبت{0}}سطح بالا به دوره) کنترل می کند. به عنوان مثال، در فرکانس 1 کیلوهرتز و چرخه کاری 50٪، LED با 50٪ قدرت کار می کند تا به صفحه نمایش نیمه روشنایی برسد. مزایای اصلی آن در موارد زیر است:
کارآمد و صرفه جویی در مصرف انرژی: در مقایسه با کم نور آنالوگ (تنظیم روشنایی با تغییر جریان)، PWM همچنان می تواند دمای رنگ LED را در روشنایی کم و بدون اتلاف انرژی اضافی حفظ کند.
طراحی بدون سوسو: وقتی فرکانس PWM از فرکانس همجوشی فلیکر بحرانی (CFFF، حدود 60 هرتز) چشم انسان تجاوز کند، سوسو زدن بصری را می توان به طور کامل حذف کرد. سناریوهای صنعتی معمولاً از فرکانس‌های بالاتر از 100 هرتز برای اطمینان از راحتی در طول استفاده طولانی مدت استفاده می‌کنند.
پاسخ دینامیکی سریع: PWM می‌تواند به تغییر روشنایی در سطح میلی‌ثانیه دست یابد، و با تغییرات سریع نیازهای نمایش داده‌های ابزارهای صنعتی سازگار شود.
2، طراحی سخت افزار: منطق انتخاب از MCU به تراشه درایور اختصاصی
1. راه حل درایو مستقیم MCU
مناسب برای ابزارهای صنعتی با تعداد سگمنت کم و نمایشگر ساده (مانند ابزارهای دیجیتال تک رنگ). STM32F031C6T6 را به عنوان مثال در نظر بگیرید:
پیکربندی پورت COM: اتخاذ حالت امپدانس بالا GPIO، همراه با مدار فیلتر RC برای تولید ولتاژ نقطه میانی (مانند 2.5 ولت)، برای جلوگیری از تعصب DC که باعث پیری LCD می شود.
پیکربندی پورت SEG: حالت خروجی فشار -برگشت با سیگنال COM برای کنترل نمایشگر. به عنوان مثال، هنگامی که COM اسکن می کند، SEG نمایش داده شده یک سطح بالا و بالعکس یک سطح پایین خروجی می دهد.
مدار تقسیم کننده ولتاژ: ولتاژ بایاس 1/3 را از طریق یک شبکه مقاومتی (مانند ترکیب 150K، 10K، 100K، 47K) تولید کنید تا از خروجی ولتاژ نقطه میانی پایدار از پورت COM در حالت مقاومت بالا اطمینان حاصل کنید.
مزایا: کم هزینه، مساحت PCB کوچک، مناسب برای سیستم های تعبیه شده با منابع محدود.
2. راه حل اختصاصی تراشه درایور
برای ابزارهای پیچیده مانند نمایشگرهای چند خطی و مترهای هوشمند با کنترل نور پس‌زمینه، توصیه می‌شود از MCU با کنترل‌کننده LCD داخلی (مانند سری Renesas RL78/RA4M1) استفاده کنید:
طراحی یکپارچه: رجیسترهای داده نمایشگر، کنترل ساعت و مدارهای تقویتی (مانند رجیسترهای VLCD) را برای کاهش تعداد اجزای جانبی یکپارچه کنید.
پیکربندی انعطاف پذیر: از چندین ترکیب Duty (1/2، 1/3، 1/4) و Bias (1/2، 1/3، 1/4) پشتیبانی می کند تا با مشخصات مختلف LCD ها سازگار شود.
بهینه سازی کم مصرف: با توقف عملکردهای ساعت غیر ضروری (مانند رجیسترهای OSMC)، مصرف انرژی کاهش می یابد و عمر باتری افزایش می یابد.
کاربرد معمولی: کنترل‌کننده LCD Renesas RA4M1 می‌تواند LCDهای بخش 4 × 40 را هدایت کند، در حالی که روشنایی نور پس‌زمینه را از طریق ماژول‌های PWM کنترل می‌کند تا به مدیریت هماهنگ نمایشگر و نور پس‌زمینه دست یابد.
3. تمرین صنعت: بهینه سازی کل فرآیند از طراحی تا تولید انبوه
1. طراحی سفارشی
تقاضا برای LCD در ابزارهای صنعتی متنوع است و باید مطابق با سناریوهای کاربردی سفارشی شود
اندازه و تعداد بخش‌ها: اگر تجهیزات پزشکی نیاز به نمایش داده‌های دما، ضربان قلب و زمان در فضایی به ابعاد 40 میلی‌متر در 20 میلی‌متر دارند، یک طرح آرایش الکترود ابتکاری مورد نیاز است.
سازگاری محیطی: قابلیت اطمینان درجه صنعتی از طریق آزمایش -40 درجه{2}}درجه حرارت پایین-، آزمایش پیری در دمای 85 درجه، و آزمایش روشنایی پیوسته 2000 ساعت تضمین می‌شود.
حالت نوری: نمایشگر مثبت (پس زمینه سیاه با متن سفید) برای محیط های داخلی مناسب است، در حالی که نمایش منفی (پس زمینه سفید با متن سیاه) خوانایی در فضای باز را افزایش می دهد. حالت نیمه شفاف و نیمه بازتابنده هم با نور پس زمینه و هم با نور بازتابی سازگار است.
2. تولید و آزمایش
خط تولید هوشمند: با اتخاذ ضمانت دوگانه تشخیص آنلاین AOI و بازرسی مجدد دستی، کل فرآیند از برش شیشه رسانای ITO تا آب بندی کریستال خودکار است.
تطبیق آی سی درایور: برای{0}}نیازهای انرژی کم، راه حل های درایو فوق{1} کم مصرف (مانند آی سی های سفارشی سازی شده درایور Xuda Electronics) را برای افزایش عمر باتری انتخاب کنید.
یکپارچه‌سازی نور پس‌زمینه: برای ابزارهایی که نیاز به نمایشگر در شب دارند، ماژول‌های نور پس‌زمینه EL یا LED را ادغام کنید و روشنایی را از طریق کاهش نور PWM تنظیم کنید (مانند کاهش نور 1024 سطح تسلا مدل 3).
