1, LCD segmentado: equilibrio entre costo y confiabilidad
El LCD de segmentos es la tecnología de visualización más utilizada en el campo de los medidores de energía eléctrica y su principio básico es mostrar información a través de combinaciones de segmentos de lápiz preestablecidas (como números de 7 segmentos y símbolos de 16 segmentos). Según la capacidad de control del chip controlador, la pantalla LCD segmentada se puede dividir en dos tipos: tipo básico y tipo mejorado:
Pantalla de código de segmento básico
Utilizando chips controladores como PCF8566 (96 segmentos) y MC14500 (48 segmentos), el estado de encendido/apagado del segmento del lápiz se controla mediante electrodos y solo admite la visualización de números, letras y símbolos simples. Este tipo de LCD se usa ampliamente en medidores de energía electrónicos monofásicos-y medidores de múltiples velocidades debido a su estructura simple y bajo costo (el costo unitario individual puede ser tan bajo como 0,5 yuanes). Por ejemplo, el medidor de energía monofásico-LCD especificado por el estándar State Grid tiene un tamaño visual de 60 mm × 30 mm, una altura de pantalla digital de no menos de 9 mm y una altura de pantalla de caracteres chinos de no menos de 4 mm. Su función principal es mostrar el valor acumulado de la electricidad, los períodos tarifarios y los códigos de falla en rotación.
Pantalla de código de segmento mejorada
Al actualizar el chip del controlador (como el HT1621 que admite control de 128 segmentos) o integrar el módulo de retroiluminación, se pueden lograr la generación de contenido dinámico y funciones de interacción básicas. Por ejemplo, el medidor de energía multifuncional trifásico- adopta material LCD FSTN (nemático súper trenzado formateado), con un rango de temperatura de trabajo de -25 grados a 80 grados, mejor contraste que las pantallas TN ordinarias y puede mostrar sincrónicamente 12 parámetros como voltaje, corriente, factor de potencia, etc. También mejora la legibilidad en ambientes con mucha luz a través de la luz de fondo azul. Este tipo de LCD también admite visualización de cambio de página activada por botón, y los usuarios pueden cambiar para ver datos históricos como el consumo de electricidad del mes actual, el consumo de electricidad del mes anterior y la demanda máxima a través de los botones del panel.
Restricciones de los estándares de la industria: la "Especificación de tipo de medidor de energía inteligente" de State Grid estipula claramente que la pantalla LCD del medidor de energía debe adoptar un fondo blanco con un diseño de letras negras, y el polarizador debe tener una función de protección UV para evitar la degradación de la pantalla causada por el uso en exteriores a largo plazo-. Al mismo tiempo, los medidores de energía eléctrica de baja-temperatura deben utilizar material LCD HTN para garantizar que puedan mantener un ángulo de visión de más de 60 grados C en un entorno de -40 grados.
2, LCD de matriz de puntos: avance tecnológico en gráficos y visualización de caracteres chinos
La pantalla LCD de matriz de puntos logra una visualización a nivel de píxeles controlando los puntos de intersección de las filas X y las columnas Y de electrodos, que se pueden dividir en dos tipos: basados en caracteres y basados en gráficos. Su principal ventaja radica en que admite la visualización de cualquier gráfico, carácter chino y curva, satisfaciendo las necesidades de visualización de datos de energía complejos.
LCD de matriz de puntos basada en caracteres
Utilizando matrices de caracteres fijos como 16 × 2 y 20 × 4, cada carácter se compone de 5 × 7 o 5 × 8 píxeles, adecuados para mostrar información de texto en formato fijo. Por ejemplo, algunos medidores de energía multifuncionales importados utilizan una pantalla LCD de matriz de puntos basada en caracteres, que puede mostrar sincrónicamente parámetros en inglés como "kWh total" y "kWh pico", pero la visualización de caracteres chinos depende de un chip de biblioteca de caracteres, que es costoso y tiene un ciclo de desarrollo largo.
LCD de matriz de puntos basada en gráficos
El dibujo gráfico libre se logra a través del control total de píxeles, admite resoluciones como 128 × 64 y 320 × 240, y se usa ampliamente en medidores de energía y terminales de monitoreo de energía de -alta gama. Por ejemplo, el medidor de potencia LCD adopta una pantalla LCD gráfica de 3,5-pulgadas, que puede dibujar en tiempo real-curvas de forma de onda de corriente y voltaje, triángulos de potencia y diagramas de distribución armónica, y cargar datos al sistema de gestión de energía a través de la interfaz RS485. Este tipo de LCD también admite navegación por menús de varios niveles y los usuarios pueden configurar parámetros, consultar registros de eventos y exportar informes de datos mediante operaciones táctiles o con botones.
Desafío técnico: el consumo de energía de una pantalla LCD de matriz de puntos (aproximadamente 5 mA) es significativamente mayor que el de una pantalla segmentada (aproximadamente 0,1 mA), y la eficiencia energética debe optimizarse mediante la actualización dinámica y el control de la retroiluminación. Por ejemplo, cierto modelo de medidor de energía trifásico-utiliza un sensor fotosensible para ajustar automáticamente el brillo de la retroiluminación, lo que reduce el consumo de energía en un 30 % en entornos con poca luz. Al mismo tiempo, el método de polarización 1/2 se utiliza para reducir las fluctuaciones de voltaje de puntos no brillantes y mejorar la claridad de la visualización.
3, LCD integrado de segmento de puntos: fusión innovadora de interactividad y densidad de información
La pantalla LCD integrada de segmento de puntos combina las ventajas del código de segmento y la tecnología de matriz de puntos, y logra una visualización mixta de números, símbolos y gráficos a través del control de zona, convirtiéndose en el soporte principal para la actualización interactiva de medidores de energía inteligentes. Sus escenarios de aplicación típicos incluyen:
Medidor de electricidad multitarifa
Utilice el área de código de segmento para mostrar el valor de la batería y el área de matriz de puntos para mostrar el período de tarifa, el símbolo de flecha y el icono de estado. Por ejemplo, cierto modelo de medidor inteligente monofásico- establece un área de código de segmento en la parte superior de la pantalla LCD para mostrar la potencia total actual en tiempo real; El área central de matriz de puntos muestra los marcadores de período de tiempo "Pico", "Plano" y "Valle" de forma cíclica; En la parte inferior, los iconos se utilizan para indicar subtensión de la batería, secuencia de fase inversa y otros estados de falla.
Medidor de energía eléctrica IoT
Un medidor de energía eléctrica integrado con módulos de comunicación 4G/WIFI/LORA, que permite la visualización de datos locales y retroalimentación de control remoto a través de LCD integrado de segmento de punto. Por ejemplo, cierto modelo de medidor de electricidad sin cables utiliza una pantalla LCD de 2,8 pulgadas, con valores de voltaje y corriente mostrados en el área de código del segmento izquierdo, y intensidad de la señal, estado de conexión e indicaciones de información enviadas por la plataforma en la nube que se muestran en el área de matriz de puntos derecha; Los usuarios pueden activar el reinicio del dispositivo, el restablecimiento de datos y otras operaciones a través de botones táctiles, y la pantalla LCD muestra los resultados de la operación de forma sincrónica.
Terminal de respuesta a la demanda
El medidor de energía para usuarios industriales debe admitir funciones avanzadas, como fijación de precios por tiempo de uso y control de la demanda, y su pantalla LCD debe mostrar datos-en tiempo real, curvas históricas e instrucciones de control simultáneamente. Por ejemplo, cierto modelo de regulador de potencia trifásico-utiliza una pantalla LCD integrada de segmento de puntos de 3,5 pulgadas, y el área de código del segmento superior muestra la potencia actual y el factor de potencia; Dibuje una curva de carga de 24 horas en el área central de la red; La parte inferior indica el estado de sobredemanda y compensación de capacitores a través de íconos, y admite conmutación manual de baterías de capacitores a través de botones.
