一، ماهیت فنی سیستم نور پس زمینه صفحه نمایش کد بخش
صفحه کد قطعه خود متعلق به دستگاههای ساطع کننده نور غیرفعال{0}} است و اصل نمایش آن بر تغییرات آرایش مولکولهای کریستال مایع در اثر میدان الکتریکی تکیه میکند و به انتقال انتخابی نور از طریق فیلمهای پلاریزه میپردازد. با توجه به این واقعیت که مواد کریستال مایع خود نور ساطع نمی کنند، برای دستیابی به نمایش قابل مشاهده باید به منابع نور خارجی (یعنی سیستم های نور پس زمینه) تکیه کنند. سیستمهای نور پسزمینه معمولاً از اجزایی مانند منابع نور LED، صفحات راهنمای نور، فیلمهای بازتابنده و فیلمهای انتشار تشکیل شدهاند. مصرف انرژی آنها 60٪ -80٪ از کل مصرف انرژی صفحه های کد تقسیم شده را تشکیل می دهد، و آنها را به هدف اصلی بهینه سازی صرفه جویی در انرژی تبدیل می کند.
از دیدگاه معماری فنی، دو حالت معمولی برای کنترل نور پس زمینه وجود دارد:
نوع کنترل جهانی: کل ناحیه نمایش را از طریق یک منبع نور پسزمینه روشن میکند، مناسب برای صحنههای نمایش دیجیتال ساده مانند ترازوی الکترونیکی و دماسنج.
نوع کنترل پارتیشن: استفاده از چندین مجموعه LED برای دستیابی به تنظیم مستقل نور پس زمینه منطقه ای، که معمولاً در دستگاه های نمایشگر گرافیکی پیچیده مانند متر هوشمند و مانیتورهای پزشکی استفاده می شود.
2، پیشرفت در فناوری صرفه جویی در انرژی{1}}در سطح سخت افزار
1. نوآوری در مواد منبع نور
Industry leading companies such as Yangrun Electronics have jointly developed ultra-high resistivity (ρ>10 ¹Ω· cm) liquid crystal formulas with upstream material suppliers, reducing the leakage current of liquid crystal cells to below 0.1 μ A. Combined with high-efficiency (>20 LM/W) LED light sources and high reflectivity (>98٪ صفحات راهنمای نور، مصرف انرژی نور پس زمینه 40٪ کاهش می یابد در حالی که روشنایی صفحه نمایش را حفظ می کند. به عنوان مثال، در یک پروژه کنتور آب هوشمند خاص، از یک ماژول نور پس زمینه سفارشی برای دستیابی به عمر باتری 10 ساله تحت جریان کاری 5 میکرو آمپر استفاده می شود.
2. بهینه سازی مدار درایو
انتخاب آی سی درایور مستقیماً بر کارایی نور پس زمینه تأثیر می گذارد. راه حل های اصلی عبارتند از:
تراشه جریان استاتیک کم: مانند آیسی درایور سری HT1621، با جریان ساکن به اندازه 0.5 میکرو آمپر، از روش رانندگی بایاس 1/2 پشتیبانی میکند، میتواند مصرف انرژی اسکن پویا را تا 30 درصد کاهش دهد.
مدار کم نور هوشمند: از طریق فناوری PWM (مدولاسیون عرض پالس) به تنظیم 0-100 درصد روشنایی دست مییابد و با حسگرهای حساس به نور برای دستیابی به کنترل تطبیقی نور محیط همکاری میکند. یک مورد دستگاه پزشکی نشان می دهد که این فناوری به صورت پویا مصرف انرژی نور پس زمینه را با روشنایی محیط تنظیم می کند و به نرخ صرفه جویی در انرژی 55٪ دست می یابد.
3. طراحی نوآوری ساختاری
سیستم نور پس زمینه مدولار توسعه یافته توسط Ningbo Xuda Electronics به صرفه جویی در مصرف انرژی از طریق طراحی زیر دست می یابد:
ساختار راهنمای نور لایه ای: منبع نور LED را در لبه صفحه راهنمای نور قرار دهید و از اصل بازتاب کامل برای دستیابی به خروجی نور یکنواخت و کاهش اتلاف نور استفاده کنید.
کنترل پارتیشن هوشمند: ناحیه نمایش را به یک ماتریس 4 × 4 تقسیم کنید، سوئیچ نور پس زمینه هر پارتیشن را به طور مستقل از طریق MCU کنترل کنید و هنگام نمایش محتوای ثابت، نور پس زمینه مناطق غیر ضروری را خاموش کنید.
3، صرفه جویی در انرژی تمرین استراتژی کنترل نرم افزار
1. مدیریت توان در سطح سیستم
در سیستمهای لینوکس تعبیهشده، کنترل نور پسزمینه را میتوان از طریق سه مسیر به دست آورد:
کنترل رابط Sysfs: مستقیماً در فایل/sys/class/packlight/packlight0/brightness بنویسید (0 بسته است)، مناسب برای سناریوهای درایور استاندارد.
فراخوانی Framebuffer ioctl: از طریق فرمان FBIOBLANK کنترل می شود (با پارامتر 1 خاموش)، مناسب برای سیستم های سفارشی بدون پشتیبانی از sysfs.
کنترل مستقیم GPIO: اگر نور پسزمینه به پین GPIO متصل باشد، پاسخ سطح میلیثانیهای را میتوان از طریق عملیات دایرکتوری/sys/class/gpio بدست آورد.
داده های آزمایش واقعی یک پروژه کنترل کننده صنعتی خاص نشان می دهد که پس از اتخاذ استراتژی کنترل نور پس زمینه پویا:
هنگام نمایش محتوای ثابت: نرخ تجدید از 60 هرتز به 5 هرتز کاهش یافته است، مصرف انرژی 72٪ کاهش یافته است.
در حالت شب: روشنایی نور پسزمینه به 10 درصد کاهش مییابد، مصرف انرژی تا 89 درصد کاهش مییابد.
هنگامی که نور پس زمینه کاملاً خاموش می شود: مصرف برق کلی دستگاه از 2.2 میلی آمپر به 0.57 میلی آمپر کاهش می یابد.
2. الگوریتم ذخیره انرژی{1}}لایه کاربردی
"الگوریتم صرفه جویی انرژی آگاه از سناریو" توسعه یافته توسط سازندگان دستگاه های هوشمند می تواند به این موارد دست یابد:
نور پسزمینه فعال شده با دکمه: نور پسزمینه را فقط در صورت استفاده توسط کاربر روشن میکند و پس از 3 ثانیه بهطور خودکار خاموش میشود.
نور پسزمینه هشدار غیرعادی: نور پسزمینه قرمز را فقط در صورت از کار افتادن دستگاه روشن میکند و در حالت عادی خاموش میماند.
استراتژی خواب زماندار: بهطور خودکار در طول ساعات غیر کاری بر اساس الگوهای استفاده از دستگاه، به حالت خواب عمیق وارد شوید
پس از اعمال این الگوریتم در یک پروژه متر هوشمند خاص، نور پس زمینه در زمان از میانگین 8 ساعت در روز به 15 دقیقه کاهش یافت و صرفه جویی در انرژی سالانه به 1.2 کیلووات ساعت رسید.
4، موارد کاربرد صنعت و اعتبار سنجی داده ها
1. زمینه تجهیزات پزشکی
برند خاصی از مانیتورها از فناوری کنترل نور پسزمینه پارتیشن استفاده میکنند و ناحیه نمایشگر را به سه پارتیشن مستقل تقسیم میکنند: ضربان قلب، اکسیژن خون و فشار خون. در مرحله نظارت پایدار، فقط نور پس زمینه پارتیشن نمایشگر فعلی روشن نگه داشته می شود و مصرف انرژی اندازه گیری شده از 12 میلی آمپر به 3.5 میلی آمپر کاهش می یابد و عمر باتری به 72 ساعت افزایش می یابد.
2. در زمینه خانه های هوشمند
یک ترموستات هوشمند خاص به دست می آورد:
Strong light environment (>1000 لوکس): روشنایی نور پس زمینه 100٪
روشنایی متوسط (300-1000 لوکس): روشنایی نور پس زمینه 50٪
محیط کم نور (<300lux): Backlight brightness of 20%
حالت شب (<50lux): Backlight off
این راه حل مصرف برق روزانه تجهیزات را از 0.8 وات ساعت به 0.2 وات ساعت کاهش می دهد که مطابق با استانداردهای بهره وری انرژی اتحادیه اروپا ERP است.
3. رشته ابزار دقیق صنعتی
یک فرستنده فشار معین استراتژی "بازسازی دینامیک + کنترل نور پس زمینه" را اتخاذ می کند:
نظارت معمولی: داده ها را هر 5 ثانیه یک بار تازه کنید، نور پس زمینه خاموش است
تغییر داده ها: هنگامی که نوسانات فشار تشخیص داده شد، بلافاصله نور پس زمینه را تازه و روشن کنید (به مدت 2 ثانیه)
وضعیت هشدار: به طور مداوم نور پس زمینه قرمز را روشن کنید تا زمانی که عیب برطرف شود
آزمایشات نشان داده است که این راه حل عمر باتری دستگاه را از 3 سال به 5 سال افزایش می دهد و هزینه های تعویض باتری را تا 60 درصد کاهش می دهد.
