一, Nguyên lý công nghệ PLC: Thực hiện điều khiển tương tự bằng tín hiệu số
PWM kiểm soát độ sáng của đèn LED có đèn nền bằng cách định kỳ chuyển đổi mức cao và mức thấp cũng như điều chỉnh công suất đầu ra trung bình bằng chu kỳ hoạt động (tỷ lệ giữa thời gian ở mức-cao và chu kỳ). Ví dụ: ở tần số 1kHz và chu kỳ hoạt động là 50%, đèn LED hoạt động ở mức công suất 50% để đạt được độ sáng hiển thị một nửa. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở:
Hiệu quả và tiết kiệm năng lượng-: So với tính năng điều chỉnh độ sáng tương tự (điều chỉnh độ sáng bằng cách thay đổi dòng điện), chế độ điều chỉnh độ sáng bằng cách thay đổi dòng điện có thể giúp duy trì nhiệt độ màu đèn LED ổn định ở độ sáng thấp mà không bị mất thêm điện năng.
Thiết kế không nhấp nháy: Khi tần sốPWM vượt quá tần số tổng hợp nhấp nháy quan trọng (CFFF, khoảng 60Hz) của mắt người, hiện tượng nhấp nháy thị giác có thể được loại bỏ hoàn toàn. Các trường hợp công nghiệp thường sử dụng tần số trên 100Hz để đảm bảo sự thoải mái khi sử dụng lâu dài.
Phản ứng động nhanh:PWM có thể đạt được chuyển đổi độ sáng ở mức mili giây, thích ứng với yêu cầu hiển thị dữ liệu thay đổi nhanh chóng của các thiết bị công nghiệp.
2, Thiết kế phần cứng: Logic lựa chọn từ MCU đến Chip điều khiển chuyên dụng
1. Giải pháp truyền động trực tiếp MCU
Thích hợp cho các thiết bị công nghiệp có số lượng phân đoạn thấp và màn hình đơn giản (chẳng hạn như các thiết bị kỹ thuật số đơn sắc). Lấy STM32F031C6T6 làm ví dụ:
Cấu hình cổng COM: Áp dụng chế độ trở kháng cao GPIO, kết hợp với mạch lọc RC để tạo ra điện áp trung điểm (như 2,5V), tránh sai lệch DC gây lão hóa LCD.
Cấu hình cổng SEG: chế độ đầu ra kéo-đẩy, đảo ngược bằng tín hiệu COM để điều khiển màn hình. Ví dụ: khi quét COM, SEG được hiển thị sẽ xuất ra mức cao và ngược lại sẽ xuất ra mức thấp.
Mạch chia điện áp: Tạo ra 1/3 điện áp Bias thông qua mạng điện trở (như tổ hợp 150K, 10K, 100K, 47K) đảm bảo ổn định điện áp trung điểm đầu ra từ cổng COM khi ở trạng thái điện trở cao.
Ưu điểm: Chi phí thấp, diện tích PCB nhỏ, phù hợp với các hệ thống nhúng có nguồn lực hạn chế.
2. Giải pháp chip điều khiển chuyên dụng
Đối với các thiết bị phức tạp như màn hình nhiều dòng và đồng hồ đo thông minh có điều khiển đèn nền, bạn nên sử dụng MCU có-bộ điều khiển LCD tích hợp (chẳng hạn như dòng Renesas RL78/RA4M1):
Thiết kế tích hợp: Tích hợp các thanh ghi dữ liệu hiển thị, điều khiển xung nhịp và các mạch tăng tốc (như thanh ghi VLCD) để giảm số lượng linh kiện ngoại vi.
Cấu hình linh hoạt: Hỗ trợ nhiều kết hợp Duty (1/2, 1/3, 1/4) và Bias (1/2, 1/3, 1/4) để thích ứng với các thông số kỹ thuật khác nhau của LCD.
Tối ưu hóa năng lượng thấp: Bằng cách dừng các chức năng đồng hồ không cần thiết (chẳng hạn như thanh ghi OSMC), mức tiêu thụ điện năng sẽ giảm và tuổi thọ pin được kéo dài.
Ứng dụng điển hình: Bộ điều khiển LCD của Renesas RA4M1 có thể điều khiển màn hình LCD phân đoạn 4 × 40, đồng thời kiểm soát độ sáng của đèn nền thông qua các mô-đun điều khiển từ xa để đạt được sự quản lý phối hợp giữa màn hình và đèn nền.
3. Thực hành ngành: Tối ưu hóa toàn bộ quy trình từ thiết kế đến sản xuất hàng loạt
1. Thiết kế tùy chỉnh
Nhu cầu về LCD trong các thiết bị công nghiệp rất đa dạng và cần được tùy chỉnh theo các tình huống ứng dụng
Kích thước và số lượng phân đoạn: Nếu thiết bị y tế cần hiển thị dữ liệu nhiệt độ, nhịp tim và thời gian trong không gian 40mm × 20 mm thì cần phải có sơ đồ bố trí điện cực cải tiến.
Khả năng thích ứng với môi trường: Độ tin cậy cấp công nghiệp được đảm bảo thông qua thử nghiệm khởi động ở nhiệt độ -thấp-40 độ-, thử nghiệm lão hóa ở nhiệt độ cao 85 độ và thử nghiệm chiếu sáng liên tục trong 2000 giờ.
Chế độ quang học: Hiển thị dương (nền đen chữ trắng) phù hợp với môi trường trong nhà, trong khi hiển thị âm bản (nền trắng chữ đen) giúp tăng cường khả năng đọc ngoài trời; Chế độ bán trong suốt và bán phản chiếu tương thích với cả ánh sáng nền và ánh sáng phản chiếu.
2. Sản xuất và thử nghiệm
Dây chuyền sản xuất thông minh: Áp dụng đảm bảo kép về phát hiện AOI trực tuyến và kiểm tra lại thủ công, toàn bộ quy trình từ cắt kính dẫn điện ITO đến hàn kín tinh thể đều được tự động hóa.
So khớp IC trình điều khiển: Đối với các yêu cầu về-nguồn điện thấp, hãy chọn các giải pháp ổ đĩa có công suất cực thấp (chẳng hạn như IC trình điều khiển tùy chỉnh của Xuda Electronics) để kéo dài tuổi thọ pin.
Tích hợp đèn nền: Đối với các thiết bị yêu cầu hiển thị vào ban đêm, hãy tích hợp các mô-đun đèn nền EL hoặc LED và điều chỉnh độ sáng thông qua việc làm mờ mức độ xung lực xung lực (chẳng hạn như làm mờ mức 1024 của Tesla Model 3).
