1, LCD segmentado: Equilibrando custo e confiabilidade
O LCD de segmento é a tecnologia de exibição mais amplamente utilizada na área de medidores de energia elétrica e seu princípio básico é exibir informações por meio de combinações predefinidas de segmentos de caneta (como números de 7 segmentos e símbolos de 16 segmentos). De acordo com a capacidade de controle do chip driver, o LCD segmentado pode ser dividido em dois tipos: tipo básico e tipo aprimorado:
Tela de código de segmento básico
Usando chips de driver como PCF8566 (96 segmentos) e MC14500 (48 segmentos), o status ligado/desligado do segmento da caneta é controlado por eletrodos e suporta apenas a exibição de números, letras e símbolos simples. Este tipo de LCD é amplamente utilizado em medidores eletrônicos de energia monofásicos e medidores multitaxa devido à sua estrutura simples e baixo custo (o custo unitário único pode ser tão baixo quanto 0,5 yuan). Por exemplo, o LCD do medidor de energia monofásico especificado pelo padrão State Grid tem um tamanho visual de 60 mm × 30 mm, uma altura de exibição digital não inferior a 9 mm e uma altura de exibição de caracteres chineses não inferior a 4 mm. Sua função principal é exibir o valor cumulativo de eletricidade, períodos de tarifa e códigos de falha em rotação.
Tela de código de segmento aprimorada
Ao atualizar o chip do driver (como HT1621 com suporte para controle de 128 segmentos) ou integrar o módulo de luz de fundo, a geração de conteúdo dinâmico e funções básicas de interação podem ser alcançadas. Por exemplo, o medidor de energia multifuncional trifásico adota LCD de material FSTN (nemático super torcido formatado), com uma faixa de temperatura de trabalho de -25 graus a 80 graus, melhor contraste do que telas TN comuns e pode exibir de forma síncrona 12 parâmetros, como tensão, corrente, fator de potência, etc. Este tipo de LCD também suporta exibição de inversão de página acionada por botão, e os usuários podem alternar para visualizar dados históricos, como consumo de eletricidade do mês atual, consumo de eletricidade do mês anterior e demanda máxima por meio de botões do painel.
Restrições padrão do setor: a "especificação do tipo de medidor de energia inteligente" da State Grid estipula claramente que o LCD do medidor de energia deve adotar um fundo branco com design de letras pretas, e o polarizador deve ter função de proteção UV para evitar a degradação da tela causada pelo uso externo-de longo prazo. Ao mesmo tempo, medidores de energia elétrica-de baixa temperatura precisam usar LCD de material HTN para garantir que possam manter um ângulo de visão superior a 60 graus C em um ambiente de -40 graus.
2, LCD de matriz de pontos: avanço tecnológico em gráficos e exibição de caracteres chineses
O LCD de matriz de pontos obtém a exibição do nível de pixel controlando os pontos de interseção das linhas X e das colunas Y dos eletrodos, que podem ser divididos em dois tipos: baseado em caracteres e baseado em gráficos. Sua principal vantagem reside no suporte à exibição de quaisquer gráficos, caracteres chineses e curvas, atendendo às necessidades de visualização de dados de potência complexos.
LCD de matriz de pontos baseado em caracteres
Usando matrizes de caracteres fixos como 16 × 2 e 20 × 4, cada caractere é composto de 5 × 7 ou 5 × 8 pixels, adequado para exibir informações de texto em formato fixo. Por exemplo, alguns medidores de energia multifuncionais importados usam LCD de matriz de pontos baseado em caracteres, que pode exibir parâmetros em inglês de forma síncrona, como "Total kWh" e "Pico kWh", mas a exibição de caracteres chineses depende de um chip de biblioteca de caracteres, que é caro e tem um longo ciclo de desenvolvimento.
LCD de matriz de pontos baseado em gráfico
O desenho gráfico livre é obtido através do controle total de pixels, suportando resoluções como 128 × 64 e 320 × 240, e é amplamente utilizado em medidores de energia-de última geração e terminais de monitoramento de energia. Por exemplo, o medidor de energia LCD adota um LCD gráfico de 3,5- polegadas, que pode desenhar-curvas de forma de onda de tensão e corrente em tempo real, triângulos de potência e diagramas de distribuição harmônica, além de fazer upload de dados para o sistema de gerenciamento de energia por meio da interface RS485. Este tipo de LCD também suporta navegação de menu multinível e os usuários podem definir parâmetros, consultar registros de eventos e exportar relatórios de dados por meio de operações de toque ou botão.
Desafio técnico: O consumo de energia do LCD de matriz de pontos (cerca de 5 mA) é significativamente maior do que o da tela segmentada (cerca de 0,1 mA) e a eficiência energética precisa ser otimizada por meio de atualização dinâmica e controle de luz de fundo. Por exemplo, um determinado modelo de medidor de energia trifásico usa um sensor fotossensível para ajustar automaticamente o brilho da luz de fundo, reduzindo o consumo de energia em 30% em ambientes com pouca luz. Ao mesmo tempo, o método de polarização 1/2 é usado para reduzir as flutuações de tensão de pontos não brilhantes e melhorar a clareza da exibição.
3, LCD integrado do segmento Point: fusão inovadora de interatividade e densidade de informações
O LCD integrado por segmento de pontos combina as vantagens do código de segmento e da tecnologia de matriz de pontos e obtém exibição mista de números, símbolos e gráficos por meio do controle de zona, tornando-se o principal transportador para atualização interativa de medidores de energia inteligentes. Seus cenários típicos de aplicação incluem:
Medidor de eletricidade multitaxa
Use a área do código de segmento para exibir o valor da bateria e a área da matriz de pontos para exibir o período de taxa, o símbolo de seta e o ícone de status. Por exemplo, um determinado modelo de medidor inteligente-monofásico define uma área de código de segmento na parte superior do LCD para exibir a potência total atual em tempo real; A área central da matriz de pontos exibe os marcadores de período de tempo "Pico", "Plano" e "Vale" de maneira cíclica; Na parte inferior, ícones são usados para indicar subtensão da bateria, sequência de fase reversa e outros estados de falha.
Medidor de energia elétrica IoT
Medidor de energia elétrica integrado a módulos de comunicação 4G/WIFI/LORA, que permite visualização de dados locais e feedback de controle remoto por meio de LCD integrado de segmento pontual. Por exemplo, um determinado modelo de medidor de eletricidade sem fio usa um LCD de 2,8 polegadas, com valores de tensão e corrente exibidos na área de código do segmento esquerdo, e intensidade do sinal, status da conexão e prompts de informações enviados pela plataforma de nuvem exibidos na área direita da matriz de pontos; Os usuários podem acionar a reinicialização do dispositivo, redefinição de dados e outras operações por meio de botões de toque, e o LCD exibe os resultados da operação de forma síncrona.
Terminal de resposta à demanda
O medidor de energia para usuários industriais precisa oferecer suporte a funções avançadas, como preços de tempo de uso e controle de demanda, e seu LCD deve exibir dados-em tempo real, curvas históricas e instruções de controle simultaneamente. Por exemplo, um determinado modelo de regulador de potência trifásico usa um LCD integrado de segmento de pontos de 3,5 polegadas, com a área de código do segmento superior exibindo a potência atual e o fator de potência; Desenhe uma curva de carga de 24 horas na área central da rede; A parte inferior indica o estado de demanda excessiva e compensação de capacitores através de ícones, e suporta comutação manual de bancos de capacitores através de botões.
