nouvelles de l'entreprise Optimisation de la puissance et des performances pour les micro-affichages à ultra-faible puissance

Pour les ingénieurs qui conçoivent la prochaine génération d'appareils portables, de moniteurs médicaux portables ou de centres de capteurs IoT,l'écran est souvent le plus grand consommateur de l'énergie précieuse stockée dans une batterie compacteLa sélection d'un écran n'est pas seulement une question de taille et de résolution; c'est une décision critique de budget énergétique qui peut faire ou défaire la durée de vie d'un produit et l'expérience utilisateur.

Cet article aborde un défi de conception fondamental:maximiser le temps de fonctionnement d'un appareil alimenté par batterie en mettant en œuvre des techniques avancées de gestion de l'énergie pour son micro-affichage.Nous utiliserons leLe code de conduite est le code de conduite de l'appareil., un module LCD TFT de 1,14 poucesLa société Saef Technology Limited, comme notre base technique pour démontrer comment gérer intelligemment la puissance sans compromettre la convivialité.

Le principal défi: l'affichage comme composant à forte consommation d'énergie dans un système à faible consommation

La feuille de données du SFTO114JY-7422AN révèle deux états de puissance clés qui forment la base de notre stratégie d'optimisation:

1. Mode actif:courant de fonctionnement pourVDD(logique) est de 8 mA (typique), et le rétroéclairage LED blanc unique attire 20 mA (typique).

2. Mode veille:Le courant de VDD diminue de façon spectaculaire à seulement"Télécommunications électroniques", et VDDIO (interface) pour5 μA (type).

Pour un concepteur de système, le problème est clair:

• Avec le rétroéclairage à pleine luminosité (400 cd/m2), l'affichage seul peut tirer ~ 28 mA. Dans un appareil alimenté par une cellule de pièce de 500 mAh, un fonctionnement continu drainerait la batterie en moins de18 heures.

• Une mise en œuvre naïve qui laisse simplement l'écran complètement allumé entraînera une mauvaise durée de vie de la batterie, l'insatisfaction de l'utilisateur et des cycles de recharge ou de remplacement fréquents de la batterie.

La solution n'est pas de trouver un écran à faible puissance (bien que l'efficacité soit utile), mais de mettre en œuvre unsystème de gestion de l'énergie à plusieurs niveaux et sophistiquéqui exploite de manière agressive les faibles niveaux de puissance fournis par le matériel.

Le cadre d'optimisation: une stratégie à plusieurs niveaux

Au-delà du contrôle de base "on/off", nous proposons une approche hiérarchique de la gestion de l'énergie, en utilisant les spécifications du SFTO114JY-7422AN comme guide.

Couche 1: Porte d'alimentation et contrôle centrée sur le matériel

Cette couche implique l'utilisation des broches de contrôle matériel de l'écran et des circuits externes pour minimiser le gaspillage d'énergie statique.

• Utilisez le mode veille complet:Le...Le système de commande de conduite ST7789VIl soutient une profondeJe dors.Lorsqu'il est émis, l'oscillateur interne, les circuits de balayage et les convertisseurs CC/DC sont éteints, réduisant le courant à microampères.Mettre en place un temps d'arrêt automatique dans votre firmware. Après une période d'inactivité de l'utilisateur (par exemple, 30 secondes), la MCU hôte doit envoyer la commande SLEEP IN via SPI,puis optionnellement éteindre les broches SPI ou les régler à un état d'impédance élevée pour éviter les fuites.

• Attention à l'éclairage:L'éclairage de fond est le consommateur d'énergie dominant.PWM (modulation de la largeur d'impulsion)Il vous permet de régler dynamiquement la luminosité en fonction de la lumière ambiante (à l'aide d'un capteur) ou du contexte.Réduire la luminosité de 100% à 50% peut réduire de moitié le courant de rétroéclairageLa fiche de données est typique de l'utilisation de la batterie.V_BLLe débit de 3,0 V à 20 mA confirme un entraînement LED standard adapté au contrôle PWM.

• Gestion des rails électriques:Le module utilise desVDD(2,4 à 3,3 V) etVDDIOSi votre MCU hôte fonctionne à la logique de 1,8 V, réglez VDDIO à 1,8 V. Cela réduit l'oscillation de tension sur les lignes SPI (SDA, SCL, RS et CSAssurez-vous que votre conception d'alimentation utilise des LDO ou des régulateurs de commutation à haut rendement et à faible courant de repos.

Couche 2: Gestion dynamique du contenu basée sur le firmware

Cette couche se concentre sur la réduction du coût énergétique de la mise à jour de l'écran.

• Mise à jour partielle de l'affichage (si elle est prise en charge):Alors que le ST7789V dans cette configuration peut ne pas prendre en charge la mise à jour partielle avancée comme certains contrôleurs de papier électronique, vous pouvez toujours minimiser les mises à jour en images complètes.Ne rafraîchissez l'écran que lorsque les informations affichéesles changements. Évitez d'implémenter des éléments d'interface utilisateur animés qui déclenchent un redessin de 60 Hz. Une interface statique ou à mise à jour lente est beaucoup plus efficace.

• Optimiser la communication SPI:Utilisez la vitesse d'horloge SPI la plus élevée permise pour compléter rapidement les transferts de mémoire tampon, puis ramenez le MCU et le périphérique SPI à un état de faible consommation.Plus vite le système peut dormir. Groupe affiche des mises à jour au lieu d'envoyer de petites commandes fréquemment.

• Mettre en œuvre la sensibilisation à l'état d'affichage:Votre firmware devrait maintenir une machine d'état pour l'affichage:ACTIVE -> IDLE (lumière de fond atténuée) -> SLEEP (commande SLEEP IN envoyée). L'interaction de l'utilisateur (par exemple, une pression sur un bouton ou un événement tactile) réveille l'écran à travers la séquence d'une commande de sortie et d'une montée en puissance du rétroéclairage.

Couche 3: décisions architecturales au niveau du système

Cela implique de faire des choix de conception de haut niveau qui affectent la puissance de l'affichage.

• Choix du MCU hôte:Associer l'écran à un MCU ultra-faible puissance qui dispose de modes de sommeil profond et peut se réveiller rapidement via l'interruption.et le retour au sommeil devrait être hautement optimisé.

• Le rôle du toucher:L'ajout d'un écran tactile (CTP ou RTP) augmente la consommation d'énergie.un contrôleur tactile capacitif bien mis en œuvre peut fonctionner en mode de vote à faible consommation et réveiller le système par interruption uniquement au toucherPour une économie d'énergie maximale sur les appareils toujours allumés, envisagez d'utiliser un bouton physique pour réveiller l'écran au lieu d'un capteur tactile toujours actif.

• Étalonnage de la tension:Si la tension de la batterie de votre système diminue au fil du temps (par exemple, une batterie Li-ion à une seule cellule de 4,2 V à 3,0 V), assurez-vous que les régulateurs de puissance de votre écran peuvent gérer la gamme complète.La large plage d'entrée VDD du SFTO114JY-7422AN (2.4V-3.3V) est compatible avec ces courbes de décharge.

Calculer l'impact: un exemple pratique

Scénario:Un appareil portable avec une batterie de 200 mAh.

• Faible mise en œuvre:Affichage toujours actif (28 mA).200 mAh / 28 mA ≈ 7,1 heures.

• Mise en œuvre optimisée:L'écran est actif 10% du temps (2,8 mA en moyenne), en mode veille 90% (0,015 mA en moyenne).Courant moyen pondéré= (0,1 * 28mA) + (0,9 * 0,015mA) ≈20,8 mA.

• Résultat:Durée de vie de la batterie200 mAh / 2,8 mA ≈ 71 heures (près de 3 jours)Cette amélioration de 10 fois est possible avec un firmware intelligent.

Une touche supplémentaire sans sacrifier l'efficacité

Bien que le SFTO114JY-7422AN soit un module d'affichage uniquement, les applications interactives sont courantes.La société Saef Technology Limitedpeut intégrer des solutions tactiles personnalisées.

• Pour les appareils à commande automatique:Il ne consomme pas d'énergie jusqu'à ce qu'on appuie dessus, idéal pour une interaction simple et occasionnelle.

• Pour les appareils à faible puissance:Peut être configuré avec des intervalles de balayage plus longs en mode " inactif ", réveillant le MCU principal uniquement sur une détection tactile valide, préservant le budget énergétique global.

Conclusion: la gestion de l'énergie comme caractéristique

Dans les appareils électroniques portables et portables, la durée de vie de la batterie est un facteur clé.Les ingénieurs peuvent débloquer des améliorations d'ordre de grandeur dans le temps de fonctionnement du dispositif.

Le...Module LCD TFT de 1,14 pouce SFTO114JY-7422AN, avec ses courants de veille clairement définis et son interface de commande SPI standard, fournit une excellente plateforme matérielle pour la mise en œuvre d'une gestion de l'énergie aussi sophistiquée.Ses spécifications donnent aux ingénieurs les données précises nécessaires pour modéliser avec précision la durée de vie de la batterie..

Prêt à concevoir un produit qui se démarque par sa durée de vie exceptionnelle? Télécharger le dossier completLes données sont fournies par les autorités compétentes de l'État membre dans lequel elles sont situées.Ici pour commencer votre budget d'énergie, et consultez les ingénieurs d'application àLa société Saef Technology Limitedpour discuter de l'intégration d'une solution tactile optimisée pour la puissance adaptée à votre application ultra-faible.