1, segmentiertes LCD: Kosten und Zuverlässigkeit in Einklang bringen
Segment-LCD ist die am weitesten verbreitete Anzeigetechnologie im Bereich der Stromzähler. Ihr Kernprinzip besteht darin, Informationen durch voreingestellte Stiftsegmentkombinationen (z. B. 7-Segment-Zahlen und 16-Segment-Symbole) anzuzeigen. Je nach Steuerfähigkeit des Treiberchips können segmentierte LCDs in zwei Typen unterteilt werden: Basistyp und erweiterter Typ:
Grundlegender Segmentcode-Bildschirm
Mithilfe von Treiberchips wie PCF8566 (96 Segmente) und MC14500 (48 Segmente) wird der Ein-/Aus-Status des Stiftsegments durch Elektroden gesteuert und unterstützt nur die Anzeige von Zahlen, Buchstaben und einfachen Symbolen. Dieser LCD-Typ wird aufgrund seines einfachen Aufbaus und seiner geringen Kosten (Einzelstückkosten können bis zu 0,5 Yuan betragen) häufig in einphasigen elektronischen Energiezählern und Mehrtarifzählern verwendet. Beispielsweise hat das durch den State Grid-Standard spezifizierte einphasige Energiemessgerät LCD eine visuelle Größe von 60 mm × 30 mm, eine digitale Anzeigehöhe von nicht weniger als 9 mm und eine Anzeigehöhe für chinesische Schriftzeichen von nicht weniger als 4 mm. Seine Hauptfunktion besteht darin, den kumulierten Stromwert, die Tarifperioden und die Fehlercodes abwechselnd anzuzeigen.
Erweiterter Segmentcode-Bildschirm
Durch die Aufrüstung des Treiberchips (z. B. HT1621, der die 128-Segment-Steuerung unterstützt) oder die Integration des Hintergrundbeleuchtungsmoduls können dynamische Inhaltsgenerierung und grundlegende Interaktionsfunktionen erreicht werden. Der dreiphasige multifunktionale Energiezähler verwendet beispielsweise ein LCD-Display aus FSTN-Material (formatiertes Super-Twisted-Nematic-Material) mit einem Arbeitstemperaturbereich von -25 bis 80 Grad, einem besseren Kontrast als gewöhnliche TN-Bildschirme und kann 12 Parameter wie Spannung, Strom, Leistungsfaktor usw. synchron anzeigen. Außerdem verbessert es die Lesbarkeit in Umgebungen mit starkem Licht durch blaue Hintergrundbeleuchtung. Diese Art von LCD unterstützt auch die durch Tasten ausgelöste Seitenwechselanzeige, und Benutzer können über Bedienfeldtasten zur Anzeige historischer Daten wie dem Stromverbrauch des aktuellen Monats, des Stromverbrauchs des Vormonats und des maximalen Bedarfs wechseln.
Einschränkungen durch Branchenstandards: Die „Smart Energy Meter Type Specification“ des State Grid schreibt eindeutig vor, dass das LCD des Energiezählers einen weißen Hintergrund mit schwarzem Schriftdesign haben muss und der Polarisator über eine UV-Schutzfunktion verfügen muss, um eine Verschlechterung der Anzeige durch langfristige Verwendung im Freien zu vermeiden. Gleichzeitig müssen Niedrigtemperatur-Stromzähler LCDs aus HTN-Material verwenden, um sicherzustellen, dass sie in einer Umgebung von -40 Grad einen Betrachtungswinkel von über 60 Grad C aufrechterhalten können.
2, Punktmatrix-LCD: Technologischer Durchbruch in der Grafik und der Anzeige chinesischer Zeichen
Punktmatrix-LCD erreicht eine Anzeige auf Pixelebene durch die Steuerung der Schnittpunkte von X-Zeilen und Y-Spalten von Elektroden, die in zwei Typen unterteilt werden können: zeichenbasiert und grafikbasiert. Sein Hauptvorteil liegt in der Unterstützung der Anzeige beliebiger Grafiken, chinesischer Schriftzeichen und Kurven und erfüllt so die Visualisierungsanforderungen komplexer Leistungsdaten.
Zeichenbasiertes Punktmatrix-LCD
Bei Verwendung fester Zeichenarrays wie 16 × 2 und 20 × 4 besteht jedes Zeichen aus 5 × 7 oder 5 × 8 Pixeln und eignet sich für die Anzeige von Textinformationen mit festem Format. Beispielsweise verwenden einige importierte multifunktionale Energiezähler ein zeichenbasiertes Punktmatrix-LCD, das englische Parameter wie „Gesamt-kWh“ und „Peak-kWh“ synchron anzeigen kann. Die Anzeige chinesischer Zeichen basiert jedoch auf einem Zeichenbibliothekschip, der kostspielig ist und einen langen Entwicklungszyklus erfordert.
Diagrammbasiertes Punktmatrix-LCD
Die freie Grafikzeichnung wird durch vollständige Pixelsteuerung erreicht, unterstützt Auflösungen wie 128 × 64 und 320 × 240 und wird häufig in hochwertigen Energiezählern und Leistungsüberwachungsterminals verwendet. Der LCD-Leistungsmesser verfügt beispielsweise über ein 3,5-Zoll-Grafik-LCD, das in Echtzeit Spannungs- und Stromwellenformkurven, Leistungsdreiecke und harmonische Verteilungsdiagramme zeichnen und Daten über die RS485-Schnittstelle in das Energiemanagementsystem hochladen kann. Dieser LCD-Typ unterstützt auch eine mehrstufige Menünavigation, und Benutzer können Parameter einstellen, Ereignisaufzeichnungen abfragen und Datenberichte über Berührungs- oder Tastenbedienungen exportieren.
Technische Herausforderung: Der Stromverbrauch von Punktmatrix-LCDs (ca. 5 mA) ist deutlich höher als der von segmentierten Bildschirmen (ca. 0,1 mA), und die Energieeffizienz muss durch dynamische Bildwiederhol- und Hintergrundbeleuchtungssteuerung optimiert werden. Beispielsweise verwendet ein bestimmtes Modell eines dreiphasigen Energiezählers einen lichtempfindlichen Sensor, um die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung automatisch anzupassen, wodurch der Stromverbrauch in Umgebungen mit wenig Licht um 30 % gesenkt wird. Gleichzeitig wird die 1/2-Bias-Methode verwendet, um Spannungsschwankungen an nicht hellen Stellen zu reduzieren und die Klarheit der Anzeige zu verbessern.
3, Punktsegment-integriertes LCD: innovative Fusion von Interaktivität und Informationsdichte
Das in Punktsegmente integrierte LCD vereint die Vorteile der Segmentcode- und Punktmatrixtechnologie und erreicht durch Zonensteuerung eine gemischte Anzeige von Zahlen, Symbolen und Grafiken und wird so zum zentralen Träger für die interaktive Aufrüstung intelligenter Energiezähler. Zu den typischen Anwendungsszenarien gehören:
Multitarif-Stromzähler
Verwenden Sie den Segmentcodebereich, um den Batteriewert anzuzeigen, und den Punktmatrixbereich, um den Tarifzeitraum, das Pfeilsymbol und das Statussymbol anzuzeigen. Beispielsweise legt ein bestimmtes Modell eines einphasigen Smart Meters einen Segmentcodebereich oben auf dem LCD fest, um die aktuelle Gesamtleistung in Echtzeit anzuzeigen. Im zentralen Punktmatrixbereich werden die Zeitperiodenmarkierungen „Peak“, „Flat“ und „Valley“ zyklisch angezeigt. Unten werden Symbole verwendet, um Batterieunterspannung, umgekehrte Phasenfolge und andere Fehlerzustände anzuzeigen.
IoT-Stromzähler
Ein Stromzähler mit integrierten 4G/WIFI/LORA-Kommunikationsmodulen, der die lokale Datenanzeige und Fernsteuerungsrückmeldung über ein in das Punktsegment integriertes LCD ermöglicht. Beispielsweise verwendet ein bestimmtes Modell eines drahtlosen Stromzählers ein 2,8-Zoll-LCD, wobei im linken Segmentcodebereich Spannungs- und Stromwerte angezeigt werden und im rechten Punktmatrixbereich Signalstärke, Verbindungsstatus und von der Cloud-Plattform übermittelte Informationsaufforderungen angezeigt werden. Benutzer können über Touch-Tasten einen Neustart des Geräts, ein Zurücksetzen der Daten und andere Vorgänge auslösen, und das LCD zeigt die Betriebsergebnisse synchron an.
Demand-Response-Terminal
Der Energiezähler für Industrieanwender muss erweiterte Funktionen wie die Preisgestaltung nach der Nutzung und die Bedarfssteuerung unterstützen und sein LCD sollte gleichzeitig Echtzeitdaten, historische Kurven und Steuerungsanweisungen anzeigen. Beispielsweise verwendet ein bestimmtes Modell eines dreiphasigen Leistungsreglers ein integriertes 3,5-Zoll-Punktsegment-LCD, wobei im oberen Segmentcodebereich die aktuelle Leistung und der Leistungsfaktor angezeigt werden. Zeichnen Sie eine 24-Stunden-Lastkurve im zentralen Gitterbereich; Der untere Teil zeigt den Status der Überlastung und der Kondensatorkompensation durch Symbole an und unterstützt das manuelle Umschalten der Kondensatorbänke über Tasten.
