차세대 웨어러블 기기, 휴대용 의료 모니터, 또는 IoT 센서 허브를 설계하는 엔지니어들에게는디스플레이는 종종 컴팩트 배터리에 저장된 귀중한 에너지의 단일 최대 소비자입니다.. 디스플레이를 선택하는 것은 크기와 해상도에 관한 것이 아니라, 제품의 운영 수명과 사용자 경험을 좌우할 수 있는 중요한 전력 예산 결정입니다.
이 기사 는 기본적 인 디자인 과제 를 다루고 있습니다.배터리로 작동하는 장치의 기능 실행 시간을 극대화하여 마이크로 디스플레이에 대한 고급 전력 관리 기술을 구현합니다.우리는SFTO114JY-7422AN, 1.14인치 TFT LCD 모듈세이프 테크놀로지 리미티드, 우리의 기술적인 기초로서 사용성을 손상시키지 않고 어떻게 지능적으로 전력을 관리할 수 있는지 보여주기 위해서입니다.
SFTO114JY-7422AN의 데이터 시트는 우리의 최적화 전략의 기초를 형성하는 두 가지 주요 전력 상태를 보여줍니다:
액티브 모드:가동 전류VDD(논리) 는 8mA (형식) 이며, 단일 흰색 LED 백라이트는 20mA (형식) 를 끌어당깁니다.
잠자리 모드:VDD 전류는 급격히15 μA (형), 그리고 VDDIO (인터페이스)5μA (형).
시스템 설계자에게 문제는 분명합니다.
백라이트가 전체 밝기 (400 cd/m2) 에서, 디스플레이만 ~ 28 mA를 소비 할 수 있습니다. 500mAh 동전 셀에 의해 가동되는 장치에서 지속적인 작동은 배터리를18시간.
단순히 디스플레이를 완전히 켜놓는 순진한 구현은 배터리 수명, 사용자 불만족, 빈번한 충전 또는 배터리 교체 주기로 이어질 것입니다.
해결책은 저전력 디스플레이를 찾는 것이 아니라 (효율성이 도움이 되긴 하지만)복잡한 다층 전력 관리 시스템하드웨어가 제공하는 저전력 상태를 적극적으로 활용합니다.
기본 "켜고 끄는" 컨트롤을 넘어서 SFTO114JY-7422AN의 사양을 우리의 가이드로 사용하여 전력 관리에 대한 계층적 접근 방식을 제안합니다.
이 계층은 정적 전력 낭비를 최소화하기 위해 디스플레이의 하드웨어 제어 핀과 외부 회로를 사용하는 것을 포함합니다.
완전 잠자리 모드TheST7789V 드라이버 IC깊은잠들어명령. 발송되면, 내부 오시레이터, 스캔 회로, DC/DC 변환기가 종료되고, 마이크로 암프로 전류를 줄입니다.펌웨어에서 자동 타임아웃을 구현사용자 무활성 기간 (예를 들어, 30초) 이후 호스트 MCU는 SPI를 통해 SLEEP IN 명령을 보내야 합니다.그 다음 선택적으로 SPI 핀을 끄거나 누출을 방지하기 위해 높은 저항 상태에 설정.
지능형 백라이트 디밍:백라이트는 지배적인 전력 소비자입니다.PWM (펄스 너비 변조)LED 드라이버 회로에 대한 제어 장치입니다. 이것은 주변 빛 (센서 사용) 또는 맥락에 따라 밝기를 동적으로 조정 할 수 있습니다.밝기 를 100% 에서 50% 로 줄이면 백라이트 전류 를 거의 반으로 줄일 수 있다, 배터리 수명을 크게 연장하면서 가독성을 유지합니다.V_BL20mA에서 3.0V는 PWM 제어에 적합한 표준 LED 드라이브를 확인합니다.
파워 레일 관리:모듈은 별도의VDD(2.4-3.3V) 및VDDIO(1.65-3.3V) 공급. 호스트 MCU가 1.8V 로직에서 작동하는 경우, VDDIO를 1.8V로 설정하십시오. 이것은 SPI 라인의 전압 변동을 감소시킵니다 (SDA, SCL, RS, CS통신 도중 동적 전력 소비를 줄이는 것. 전력 공급 장치 설계가 고효율, 낮은 조용 전류 LDO 또는 스위치 조절기를 사용하는지 확인하십시오.
이 계층은 디스플레이를 업데이트하는 에너지 비용을 줄이는 데 초점을 맞추고 있습니다.
부분 디스플레이 업데이트 (지원되는 경우):이 구성의 ST7789V는 일부 전자 종이 컨트롤러와 같이 고급 부분 업데이트를 지원하지 않을 수 있지만, 여전히 풀 프레임 업데이트를 최소화 할 수 있습니다.표시된 정보만 화면을 갱신변화. 60 Hz 재디스크를 유발하는 애니메이션 UI 요소를 구현하는 것을 피하십시오. 정적 또는 느리게 업데이트되는 인터페이스는 훨씬 더 효율적입니다.
SPI 통신을 최적화합니다.허용되는 가장 높은 SPI 클럭 속도를 사용하여 프레임 버퍼 전송을 빠르게 완료하고 MCU와 SPI 주변 장치를 저전력 상태로 되돌립니다. 데이터가 전송되는 속도가 높을수록시스템이 빨리 잠들 수록. 작은 명령을 자주 보내는 대신 그룹 업데이트를 표시합니다.
디스플레이 상태 인식 구현:펌웨어는 디스플레이의 상태 기계를 유지해야 합니다:ACTIVE -> IDLE (백라이트 저하) -> SLEEP (SLEEP IN 명령 전송)사용자 상호 작용 (예: 버튼 누르거나 터치 이벤트) 는 출구 명령과 백라이트 램프업의 순서를 통해 디스플레이를 깨우칩니다.
이것은 디스플레이 파워에 영향을 미치는 높은 수준의 디자인 선택을 포함합니다.
호스트 MCU 선택:디스플레이를 초저전력 MCU와 결합시켜 심호식 모드를 갖추고 인터럽트를 통해 빠르게 깨울 수 있습니다.그리고 다시 잠들면 매우 최적화되어야 합니다..
촉각 의 역할:터치 스크린 (CTP 또는 RTP) 을 추가하면 전력 소비가 증가합니다.잘 구현 된 용량 터치 컨트롤러는 저전력 투표 모드에서 작동하고 터치에서만 중단을 통해 시스템을 깨울 수 있습니다.항상 켜져 있는 장치에서 최대의 전력 절약을 위해서는 항상 켜져 있는 터치 센서 대신 물리적인 버튼을 사용하여 디스플레이를 켜는 것을 고려하세요.
전압 확장:시스템 배터리 전압이 시간이 지남에 따라 감소하면 (예를 들어 단일 셀 리?? 이온 4.2V에서 3.0V로), 디스플레이의 전력 조절기가 전체 범위를 처리 할 수 있는지 확인하십시오.SFTO114JY-7422AN의 넓은 VDD 입력 범위 (2.4V-3.3V) 는 이러한 배열 곡선과 호환됩니다.
시나리오:200mAh 배터리를 가진 웨어러블 기기입니다.
부적절한 실행:항상 작동하는 디스플레이 (28mA) 배터리 수명 =200mAh / 28mA ≈ 7.1시간.
최적화된 구현:디스플레이는 10%의 시간 (2,8 mA 평균), 휴식 모드 90% (0.015 mA 평균) 에서 활성화됩니다.중량 평균 전류= (0.1 * 28mA) + (0.9 * 0.015mA) ≈2.8mA.
결과:배터리 수명 =200mAh / 2.8mA ≈ 71시간 (약 3일)이 10배의 개선은 지능형 펌웨어로 이루어질 수 있습니다.
SFTO114JY-7422AN은 디스플레이 전용 모듈이지만, 인터랙티브 애플리케이션은 일반적입니다.세이프 테크놀로지 리미티드맞춤형 터치 솔루션을 통합 할 수 있습니다. 전력 민감한 디자인:
레지스티브 터치 (RTP):누르기 전까지는 전력을 소비하지 않습니다. 단순하고 간혹적인 상호작용을 위해 이상적입니다.
저전력 용량 터치 (CTP):"실동 상태"에서 더 긴 스캔 간격으로 구성할 수 있으며, 유효한 터치 검출에 따라만 주 MCU를 깨우며 전체 전력 예산을 보존합니다.
결론: 에너지 관리의 특징
휴대용 및 착용 가능한 전자제품에서 배터리 수명은 주요 판매 포인트입니다.엔지니어들은 기기 실행시간에 대대적인 개선을 할 수 있습니다..
TheSFTO114JY-7422AN 1.14인치 TFT LCD 모듈, 명확하게 정의 된 잠자리 전류와 표준 SPI 제어 인터페이스로 이러한 정교한 전력 관리를 구현하기위한 우수한 하드웨어 플랫폼을 제공합니다.그 사양 은 기술자 들 에게 배터리 수명 을 정확하게 모델링 하기 위해 필요한 정확 한 데이터 를 제공한다.
뛰어난 배터리 수명으로 눈에 띄는 제품을 디자인할 준비가 되셨습니까? 전체 다운로드SFTO114JY-7422AN 데이터 시트.pdf여기에 당신의 전력 예산 시작, 응용 프로그램 엔지니어와 상담세이프 테크놀로지 리미티드초저전력 애플리케이션에 맞춘 전력 최적화된 터치 솔루션을 통합하는 것을 논의합니다.
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