¿Cómo manejar un LCD TN estático de 3 1/2 dígitos con ATmega328 en modo de bajo consumo?

Construí este reloj con una pantalla LCD TN estática de 3 1/2 dígitos ( GYTN-0587 ). Conduzco los 28 segmentos LCD con un ATmega328 y cuatro registros de desplazamiento 74HC595N encadenados.

Aquí están los esquemas (simplificados) ( enlace a una imagen más grande ):

esquemas de reloj LCD

Y aquí una foto de la placa:

Reloj LCD

(La placa también tiene un regulador LT1111 en configuración boost y un RTC DS1307 que no se muestran en los esquemas por simplicidad).

Para ahorrar baterías y hacer funcionar el reloj durante varios meses con las mismas celdas, planeé hacer funcionar el ATmega en modo de bajo consumo, despertándolo solo una vez por minuto para cambiar la pantalla y volver a ponerlo en modo de suspensión. Sin embargo, más tarde me enteré de que las pantallas LCD estáticas TN deben actualizarse entre 10 y 30 kHz (lo siento, no pude encontrar el documento que leí; no pude encontrar mucha información sobre cómo manejar las pantallas LCD TN).

Bueno, si conduzco los registros de desplazamiento a 30 kHz, no me dejará tiempo para que el '328 se duerma. Al final, eso es lo que estoy haciendo, actualizando la pantalla LCD a 30 kHz y el reloj funciona bien. Pero las baterías duran solo unas 40 horas.

Si ignoro la frecuencia de actualización de la pantalla LCD y dejo los segmentos encendidos durante varios segundos, los segmentos desaparecen (como en la imagen a continuación).

Segmentos que desaparecen cuando no se actualizan

No pude encontrar nada sobre el consumo de energía de la pantalla LCD y no lo he medido, pero estoy bastante seguro de que la pantalla LCD consume muy poca corriente (en el rango de uA). El '595 tampoco usará mucha corriente, ya que no obtienen mucha corriente y consumen solo 160 uA cada uno. Lo que está desperdiciando todas mis baterías es el ATmega actualizando la pantalla LCD. Solo necesito una forma diferente de manejar esta pantalla LCD que no requiera tantos ciclos de la MCU.

Mis preguntas son:

  1. ¿Puedo manejar esta pantalla LCD a baja potencia con este circuito que he construido? ¿Si es así, cómo?

  2. Si no, ¿qué cambios debo hacer en mi circuito para poder controlar la pantalla LCD con un consumo mínimo de energía?

  3. ¿Cuál es la forma correcta (TM) de manejar estas pantallas LCD?

Respuestas (1)

No, no es necesario que actualice las pantallas LCD estáticas tan rápido. 60 Hz debería estar bien, lo que le dará un par de años de duración de la batería si escala (normalmente está en el rango de 30-100 Hz).

Lo principal es que debe asegurarse de que el voltaje de CC promedio de cada segmento al backplane sea muy bajo (como < 50 mV). Fácil cuando lo conduce con salidas CMOS push-pull. Debe conducir el COM alto/bajo con un ciclo de trabajo del 50 % (muy cercano al exacto) y conducir las salidas 74HC595 alto/bajo en sincronía ya sea invertida (encendido) o no (apagado). Si desea dejar la pantalla en blanco, asegúrese de que no aparezca voltaje de CC en la pantalla (la razón de esto es que los voltajes de CC provocan una acción electroquímica que puede dañar permanentemente la pantalla). No parece que estés haciendo eso.

Aquí hay una nota de aplicación de Atmel que muestra cómo hacerlo con un microcontrolador, mostrando las formas de onda adecuadas:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entonces, probablemente la mejor manera sería despertar, cambiar el COM y el RCK a los nuevos datos de los registros de desplazamiento (tal vez alternar haciendo COM o RCK primero), luego calcular los datos del siguiente segmento de cuadro, cambiarlos al HC595s a través de SCK. sin transferir al registro de salida y irse a dormir. Repetir para siempre.

Excelente respuesta, muchas gracias por eso !! Definitivamente no estoy manejando la pantalla LCD de esa manera. Conecté COM a GND para que el voltaje de CC promedio sea siempre positivo. Entonces, solo para asegurarme de que lo entiendo: necesito conectar los pines LCD COM a una salida de MCU y conducirlo hacia arriba y hacia abajo en sincronización con la salida que impulsa los segmentos, como se muestra en las formas de onda anteriores. ¿Es asi? Bueno, supongo que ya había visto estas formas de onda antes, pero no entendía lo que realmente significaban.
@Ricardo Sí, así es. Tiene quizás 8useg para jugar a 60Hz para mantener el promedio por debajo de 50mV.
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