बिजली बचाने के लिए एलसीडी को स्लीप मोड में कैसे डालें?

उदाहरण के लिए, स्लीप मोड का तकनीकी सिद्धांत: सर्किट से लेकर बिजली की खपत तक का गहराई से विश्लेषण
एलसीडी स्लीप मोड का मूल गैर-आवश्यक पावर रेल को काटकर, घड़ी की आवृत्ति को कम करके और डेटा रिफ्रेश को रोककर मॉड्यूल बिजली की खपत को कम करना है। इसके तकनीकी कार्यान्वयन में तीन प्रमुख पहलू शामिल हैं:

1. पावर रेल प्रबंधन
एक विशिष्ट एलसीडी मॉड्यूल में चार प्रकार की बिजली आपूर्ति शामिल होती है:

AVDD: एनालॉग बिजली की आपूर्ति (आमतौर पर 3.3V), पिक्सेल ड्राइवर सर्किट को बिजली की आपूर्ति
वीजीएच/वीजीएल: गेट संचालित उच्च वोल्टेज (± 10V 20V), लिक्विड क्रिस्टल अणुओं के फ़्लिपिंग को नियंत्रित करता है
IOVDD: डिजिटल इंटरफ़ेस पावर सप्लाई (1.8V~3.3V), IC लॉजिक सर्किट को चलाने के लिए पावर प्रदान करता है
बीएल_वीडीडी: बैकलाइट बिजली की आपूर्ति (5वी~24वी), ड्राइविंग एलईडी या सीसीएफएल बैकलाइट
स्लीप मोड कार्यान्वयन: एमओएस स्विच मैट्रिक्स का उपयोग करके, एवीडीडी, वीजीएच/वीजीएल, और बीएल_वीडीडी को स्लीप के दौरान काट दिया जाता है, जिससे ड्राइवर आईसी रजिस्टर स्थिति को बनाए रखने के लिए केवल आईओवीडीडी बचता है। उदाहरण के लिए, जब एक निश्चित TFT-LCD मॉड्यूल स्लीप मोड में होता है, तो AVDD करंट 60mA से घटकर 0.1 μA हो जाता है, और बैकलाइट बिजली की खपत 80mW से घटकर 0 हो जाती है।

2. घड़ी प्रणाली नियंत्रण
आधुनिक एलसीडी ड्राइवर आईसी (जैसे कि ILI9341, ST7789) में PLL क्लॉक जेनरेटर बनाए गए हैं, जिनकी क्लॉक फ्रीक्वेंसी ऑपरेटिंग मोड में 10MHz से अधिक है। नींद अनुकूलन:

स्लीप मोड में प्रवेश करने से पहले, रजिस्टर कॉन्फ़िगरेशन के माध्यम से घड़ी की आवृत्ति को न्यूनतम स्तर (जैसे 32kHz) तक कम करें
पीएलएल सर्किट को पूरी तरह से बंद कर दें और बुनियादी समय बनाए रखने के लिए बाहरी कम आवृत्ति वाले क्रिस्टल ऑसिलेटर (जैसे 32.768kHz) का उपयोग करें।
एक केस स्टडी से पता चला कि घड़ी की आवृत्ति 10 मेगाहर्ट्ज से 32 किलोहर्ट्ज तक कम होने के बाद, ड्राइवर आईसी की गतिशील बिजली खपत 85% कम हो गई।
3. डेटा ताज़ा तंत्र
कार्यशील मोड में, झिलमिलाहट से बचने के लिए एलसीडी को प्रति सेकंड 60 बार रीफ्रेश करने की आवश्यकता होती है। नींद अनुकूलन:

स्टॉप फ़्रेम सिंक्रोनाइज़ेशन सिग्नल (VSYNC) आउटपुट
फ़्रीज़ पंक्ति/स्तंभ ड्राइव सिग्नल (HSYNC/PCLK)
वेकअप सिग्नल की निगरानी के लिए केवल वॉचडॉग टाइमर रखें
एक निश्चित औद्योगिक HMI डिवाइस ने इस समाधान के माध्यम से डिस्प्ले रिफ्रेश बिजली की खपत को 45mW से 0.3mW तक कम कर दिया है
2, हार्डवेयर डिज़ाइन: कम -पावर स्लीप आर्किटेक्चर का निर्माण
1. पावर प्रबंधन सर्किट का डिज़ाइन
मुख्य घटक चयन:

लोड स्विच: अल्ट्रा-लो लीकेज मॉडल चुनें (जैसे TPS22919, लीकेज करंट 0.5nA)
एलडीओ नियामक: कम स्थैतिक धारा वाला मॉडल चुनें (जैसे कि TPS7A4700, स्थैतिक धारा 1.2 μA)
डीसी-डीसी कनवर्टर: पीएफएम मोड को अपनाता है (जैसे कि टीपीएस62175, 85% की हल्की लोड दक्षता)
2. वेक अप सिग्नल डिटेक्शन सर्किट
डिज़ाइन बिंदु:

रियल टाइम क्लॉक (आरटीसी) वेकअप: इंटीग्रेटेड आरटीसी चिप (जैसे डीएस3231) समयबद्ध रुकावटों के माध्यम से एमसीयू को जगाती है
कुंजी वेक{{0}अप: कम पावर तुलनित्र (जैसे टीएलवी3011) का उपयोग एमसीयू द्वारा निरंतर नमूने से बचने के लिए प्रमुख क्रियाओं का पता लगाने के लिए किया जाता है
संचार वेक{{0}अप: UART/I2C इंटरप्ट पिन के माध्यम से ट्रिगर वेक{{1}अप, जैसे कि एक विशिष्ट डेटा फ्रेम प्राप्त करने के बाद वेक{3}अप डिस्प्ले
एक स्मार्ट ब्रेसलेट केस:

एक्सेलेरोमीटर (LIS3DH) का उपयोग करके इशारों की क्रियाओं का पता लगाना
जब कलाई उठाने का पता चलता है, तो INT पिन के माध्यम से MCU को जगाएं
जागने में देरी 50 एमएस के भीतर नियंत्रित, उपयोगकर्ता अनजान
3. इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा और समय पर शक्ति
स्लीप मोड के लिए विशेष आवश्यकताएँ:

बिजली बंद अवधि के दौरान, ईएसडी सुरक्षा डायोड के सामान्य संचालन को बनाए रखना आवश्यक है
यह सुनिश्चित करने के लिए पावर ऑन टाइमिंग कंट्रोल सर्किट डिज़ाइन करें कि वीजीएच/वीजीएल एवीडीडी की तुलना में 5 एमएस से अधिक देर से संचालित हो।
एक निश्चित कार उपकरण पैनल ने आरसी विलंब सर्किट जोड़कर असामान्य पावर दर को 3% से घटाकर 0.1% कर दिया
3, सॉफ्टवेयर अनुकूलन: बुद्धिमान नींद रणनीति का कार्यान्वयन
1. नींद ट्रिगर स्थितियों का डिज़ाइन
विशिष्ट परिदृश्य:

समयबद्ध नींद: उदाहरण के लिए, स्मार्ट वॉटर मीटर हर 30 सेकंड में डेटा अपडेट करता है और बाकी समय सोता रहता है
उपयोगकर्ता निष्क्रियता: पोर्टेबल मेडिकल डिवाइस बटन ऑपरेशन के बिना 1 मिनट के बाद स्लीप मोड में प्रवेश करता है
कम बैटरी सीमा: जब बैटरी वोल्टेज 3.6V से कम हो जाए तो गहरी नींद आने पर मजबूर करें
2. स्लीप मोड के लिए कॉन्फ़िगरेशन प्रक्रिया
मानक चरण:

वर्तमान प्रदर्शन स्थिति को फ़्लैश में सहेजें
बैकलाइट बंद करें (BL_VDD=0)
डेटा रीफ़्रेश रोकें (HSYNC/VSYNC फ़्रीज़ करें)
घड़ी की आवृत्ति कम करें (PLL_FREQ=32kHz)
AVDD/VGH/VGL की बिजली आपूर्ति काट दें
एमसीयू कम -पावर मोड में प्रवेश करता है (जैसे एसटीएम32 का स्टॉप मोड)
3. वेक अप पोस्ट-प्रसंस्करण तंत्र
प्रमुख संचालन:

प्रदर्शन पैरामीटर (कंट्रास्ट, रंग मोड, आदि) को पुनः प्रारंभ करें
अंतिम प्रदर्शित सामग्री को पुनर्स्थापित करें (फ्लैश या रैम से पढ़ें)
सिस्टम घड़ी को सिंक्रोनाइज़ करें (समय के बहाव से बचें)
एक लॉजिस्टिक्स टर्मिनल केस: डिस्प्ले बफर को पहले से स्टोर करके वेक अप रिड्रा टाइम को 200 एमएस से 30 एमएस तक कंप्रेस करना
4, विशिष्ट अनुप्रयोग केस विश्लेषण
केस 1: बैटरी चालित विद्युत चुम्बकीय प्रवाहमापी
आवश्यकता: 6 साल की बैटरी लाइफ (लिथियम बैटरी 3.6V/19Ah)
समाधान:

अल्ट्रा-लो पावर टीएफटी-एलसीडी चुनें (ऑपरेटिंग करंट 15mA, स्लीप करंट 0.5 μA)
एक दोहरी बिजली प्रणाली डिज़ाइन करें: मुख्य बिजली आपूर्ति सुपरकैपेसिटर को चार्ज करती है, जबकि सुपरकैपेसिटर स्लीप मोड के दौरान आरटीसी बनाए रखता है
कार्यान्वयन रणनीति:
हर 10 सेकंड में उठें, ट्रैफ़िक डेटा अपडेट करें और 2 सेकंड के लिए प्रदर्शित करें
अन्य समय में, गहरी नींद मोड में प्रवेश करें और सभी गैर-आवश्यक बिजली स्रोतों को बंद कर दें
प्रभाव: पूरी मशीन की औसत बिजली खपत 85mW से घटाकर 0.8mW कर दी गई है, और बैटरी जीवन 7.2 वर्ष तक पहुँच गया है
केस 2: पोर्टेबल अल्ट्रासोनिक डायग्नोस्टिक डिवाइस
आवश्यकता: 8 घंटे तक निरंतर संचालन (लिथियम-आयन बैटरी 7.4V/4400mAh)
समाधान:

परावर्तक एलसीडी को अपनाना (बैकलाइट की आवश्यकता नहीं, बिजली की खपत 80% कम हो गई)
डायनेमिक स्लीप मोड लागू करें:
जब जांच मानव शरीर से संपर्क करती है तो जागृत प्रदर्शन का पता चलता है
जांच निकलने के 5 सेकंड बाद, यह स्लीप मोड में चला जाता है
नींद के दौरान संचार मॉड्यूल को सक्रिय रखें (दूरस्थ आदेश प्राप्त करें)
प्रभाव: डिस्प्ले मॉड्यूल की बिजली खपत 220mW से घटाकर 15mW कर दी गई है, और कुल बैटरी जीवन तीन गुना बढ़ गया है
5, उन्नत अनुकूलन तकनीकें
1. आंशिक क्षेत्र वेक अप प्रौद्योगिकी
स्क्रीन को कई क्षेत्रों में विभाजित करें और केवल अपडेट की आवश्यकता वाले क्षेत्रों को सक्रिय करें
इस समाधान के माध्यम से एक निश्चित e{0}}पुस्तक रीडर ने ताज़ा बिजली की खपत को 12mW से घटाकर 3mW कर दिया
2. अनुकूली नींद एल्गोरिथ्म
उपयोग की आदतों के आधार पर सीखना: उपयोगकर्ता की देखने की आवृत्ति की गणना करें और नींद की सीमा को गतिशील रूप से समायोजित करें
स्मार्ट होम में केंद्रीय नियंत्रण स्क्रीन के कार्यान्वयन के बाद, दैनिक औसत वेक अप आवृत्ति 65% कम हो गई है
3. कम पावर डिस्प्ले कैश
MCU के अंदर SRAM को डिस्प्ले कैश के रूप में एकीकृत करना
नींद के दौरान कैश्ड सामग्री बनाए रखें और जागने के बाद सीधे आउटपुट करें
एक निश्चित औद्योगिक एचएमआई उपकरण ने इस समाधान के माध्यम से जागने का समय 120 एमएस से घटाकर 15 एमएस कर दिया है।