หลักการเทคโนโลยี PWM: การใช้การควบคุมแบบอะนาล็อกกับสัญญาณดิจิตอล
PWM ควบคุมความสว่างของไฟ LED แบ็คไลท์โดยการสลับระดับสูงและต่ำเป็นระยะๆ และปรับกำลังเอาท์พุตเฉลี่ยโดยใช้รอบการทำงาน (อัตราส่วนของ-ระดับสูงของเวลาต่อช่วงเวลา) ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ 1kHz และรอบการทำงาน 50% LED จะทำงานที่กำลังไฟ 50% เพื่อให้ได้จอแสดงผลที่มีความสว่างเพียงครึ่งหนึ่ง ข้อได้เปรียบหลักอยู่ที่:
มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงาน-: เมื่อเปรียบเทียบกับการลดแสงแบบอะนาล็อก (การปรับความสว่างโดยการเปลี่ยนกระแสไฟ) PWM ยังคงสามารถรักษาอุณหภูมิสี LED ให้คงที่ที่ความสว่างต่ำได้โดยไม่สูญเสียพลังงานเพิ่มเติม
การออกแบบที่ไม่สั่นไหว: เมื่อความถี่ PWM เกินความถี่ฟิวชั่นการสั่นไหววิกฤต (CFFF ประมาณ 60Hz) ของดวงตามนุษย์ การสั่นไหวของภาพสามารถถูกกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ สถานการณ์ทางอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะใช้ความถี่ที่สูงกว่า 100Hz เพื่อให้มั่นใจถึงความสะดวกสบายในระหว่างการใช้งาน-ในระยะยาว
การตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว: PWM สามารถสลับความสว่างระดับมิลลิวินาทีได้ โดยปรับให้เข้ากับข้อกำหนดในการแสดงข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของเครื่องมืออุตสาหกรรม
2, การออกแบบฮาร์ดแวร์: ลอจิกการเลือกจาก MCU ไปจนถึงชิปไดรเวอร์เฉพาะ
1. โซลูชันไดรฟ์โดยตรงของ MCU
เหมาะสำหรับเครื่องมืออุตสาหกรรมที่มีจำนวนเซ็กเมนต์น้อยและจอแสดงผลธรรมดา (เช่น เครื่องมือดิจิทัลขาวดำ) ยกตัวอย่าง STM32F031C6T6:
การกำหนดค่าพอร์ต COM: ใช้โหมดความต้านทานสูง GPIO รวมกับวงจรกรอง RC เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าจุดกึ่งกลาง (เช่น 2.5V) เพื่อหลีกเลี่ยงอคติ DC ที่ทำให้เกิดอายุของ LCD
การกำหนดค่าพอร์ต SEG: โหมดเอาต์พุตแบบพุช-แบบดึง ซึ่งกลับด้านด้วยสัญญาณ COM เพื่อควบคุมการแสดงผล ตัวอย่างเช่น เมื่อสแกน COM SEG ที่จะแสดงจะส่งออกเอาต์พุตในระดับสูง และในทางกลับกันจะส่งออกเอาต์พุตในระดับต่ำ
วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า: สร้างแรงดันไฟฟ้าไบแอส 1/3 ผ่านเครือข่ายตัวต้านทาน (เช่น 150K, 10K, 100K, 47K รวมกัน) เพื่อให้แน่ใจว่าเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าจุดกึ่งกลางมีเสถียรภาพจากพอร์ต COM เมื่ออยู่ในสถานะที่มีความต้านทานสูง
ข้อดี: ต้นทุนต่ำ พื้นที่ PCB ขนาดเล็ก เหมาะสำหรับระบบฝังตัวที่มีทรัพยากรจำกัด
2. โซลูชันชิปไดรเวอร์เฉพาะ
สำหรับเครื่องมือที่ซับซ้อน เช่น จอแสดงผลแบบหลายบรรทัดและมิเตอร์อัจฉริยะที่มีการควบคุมแบ็คไลท์ ขอแนะนำให้ใช้ MCU ที่มี-ตัวควบคุม LCD ในตัว (เช่น ซีรีส์ Renesas RL78/RA4M1):
การออกแบบแบบบูรณาการ: ผสานรวมการลงทะเบียนข้อมูลการแสดงผล การควบคุมนาฬิกา และวงจรบูสต์ (เช่น รีจิสเตอร์ VLCD) เพื่อลดจำนวนส่วนประกอบต่อพ่วง
การกำหนดค่าที่ยืดหยุ่น: รองรับการรวมกันของ Duty (1/2, 1/3, 1/4) และ Bias (1/2, 1/3, 1/4) หลายชุดเพื่อปรับให้เข้ากับข้อกำหนดเฉพาะที่แตกต่างกันของ LCD
การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานต่ำ: ด้วยการหยุดฟังก์ชันนาฬิกาที่ไม่จำเป็น (เช่น รีจิสเตอร์ OSMC) การใช้พลังงานจะลดลงและยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่
การใช้งานทั่วไป: คอนโทรลเลอร์ LCD ของ Renesas RA4M1 สามารถขับเคลื่อน LCD ขนาด 4 × 40 ส่วน ในขณะที่ควบคุมความสว่างของแบ็คไลท์ผ่านโมดูล PWM เพื่อให้เกิดการจัดการที่ประสานกันของจอแสดงผลและแบ็คไลท์
3. แนวปฏิบัติทางอุตสาหกรรม: การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก
1. การออกแบบที่กำหนดเอง
ความต้องการจอ LCD ในเครื่องมือทางอุตสาหกรรมมีความหลากหลายและจำเป็นต้องปรับแต่งตามสถานการณ์การใช้งาน
ขนาดและจำนวนส่วน: หากอุปกรณ์ทางการแพทย์จำเป็นต้องแสดงข้อมูลอุณหภูมิ อัตราการเต้นของหัวใจ และเวลาในพื้นที่ 40 มม. × 20 มม. จำเป็นต้องมีแผนการจัดเรียงอิเล็กโทรดที่เป็นนวัตกรรมใหม่
ความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม: รับประกันความน่าเชื่อถือระดับอุตสาหกรรมผ่านการทดสอบการสตาร์ทด้วยอุณหภูมิต่ำ-ที่ -40 องศา- การทดสอบการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง 85 องศา และการทดสอบแสงต่อเนื่อง 2000 ชั่วโมง
โหมดออปติคอล: การแสดงผลเชิงบวก (พื้นหลังสีดำพร้อมข้อความสีขาว) เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมภายในอาคาร ในขณะที่การแสดงผลเชิงลบ (พื้นหลังสีขาวพร้อมข้อความสีดำ) ช่วยเพิ่มความสามารถในการอ่านกลางแจ้ง โหมดกึ่งโปร่งใสและกึ่งสะท้อนแสงเข้ากันได้กับทั้งแสงแบ็คไลท์และแสงสะท้อน
2. การผลิตและการทดสอบ
สายการผลิตอัจฉริยะ: ใช้การรับประกันแบบคู่ในการตรวจจับ AOI ออนไลน์และการตรวจสอบซ้ำด้วยตนเอง กระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การตัดกระจกนำไฟฟ้า ITO ไปจนถึงการปิดผนึกคริสตัลจะเป็นไปโดยอัตโนมัติ
การจับคู่ IC ไดรเวอร์: สำหรับความต้องการพลังงานต่ำ- ให้เลือกโซลูชันไดรฟ์พลังงานต่ำพิเศษ- (เช่น IC ไดรเวอร์ที่ปรับแต่งจาก Xuda Electronics) เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่
การรวมแบ็คไลท์: สำหรับเครื่องมือที่ต้องการการแสดงผลในเวลากลางคืน ให้รวมโมดูลแบ็คไลท์ EL หรือ LED และปรับความสว่างผ่านการหรี่แสงแบบ PWM (เช่น การหรี่แสงระดับ 1024 ของ Tesla Model 3)
