电子纸︰ 显示为低功耗物联网设备

斯科特宋楚瑜，无处不显示看上去在如何电子纸可以显示为电池供电或出设备提供互联网的东西和其他应用程序。

电子纸显示器有很多提供，尤其是对于像物联网在哪里功耗是关键应用程序。事实上，只要你留意这些天，你会看到一个显示。从我们手机和手表到我们到电视屏幕，我们已经迅速成为习惯具有生动及详细的显示装置。虽然这些显示很好的用户体验，他们出了名渴望权力。想多久你需要收取现代的智能手机，相比早期的本世纪功能手机︰ 屏幕是最大贡献者之一。

在物联网、 物联网、 世界，有很多的情况下它会有益于所连接的设备，要有提供直接用户的反馈信息，而无需将数据通过云发送到另一台设备的屏幕在哪里。智能能源米或温度传感器可以显示当前的读数，例如。此外，内置的显示使得设计者可以提供额外的功能和应用范围，包括零售货架标签中的值。

但考虑到很多的物联网设备有极其有限的功率预算，TFT 液晶屏并不适合。相反，电子纸双稳态技术提供屏幕特性与物联网使用的能源效率的理想结合。让我们看看如何双稳态显示像电子纸显示器工作。

为什么内置显示可以将值添加到物联网设备

许多消费电子设备和物联网设备之间的关键区别是，前者为了将面向用户，提供丰富的用户体验，后者则通常面向云的他们唯一的目的是记录和传输数据。

通常针对特定用例进行了优化，物联网套件必须常常成为小、 移动和电池供电。为了达到可能的最长电池寿命，许多物联网设备设计师避免 TFT 显示器。在单机器到机器的情况下，这种缺乏板载显示是没什么大不了的。但在物联网应用涉及至少一些人机交互的越来越多，有很多的好处，就是从内置的显示。

我们已经接触问题的智能电表和其他传感器显示其当前的阅读价值。另一个例子就是个人的血糖监测仪显示当前的血糖水平，也就是说佩戴者并不需要打开自己的智能手机来检查应用程序。或者想象显示发货信息，而无需额外的设备来扫描和数据提取的 RFID 物流标签。

介绍非常低功耗双稳态显示︰ 电子纸

‘稳’ 显示 — — 尤其是电子纸 — — 是的状态信息物联网设备工作与类型的完美匹配。这种类型的屏幕只使用电源，当您更改显示的内容什么。一旦它的存在，它仍然可见，而无需占用进一步权力。此外，与不同的 TFT 液晶屏，电子纸是反光的所以不需要背光。

图 1。TFT 液晶屏发出闪光通过液晶层产生肉眼可见的图像。(来源︰ 普遍显示)

如何是双稳态显示包括电子纸显示器 TFT 液晶显示器的区别吗？简单地说，TFT 液晶屏从背光穿过液晶层通过光创建可见的图像。电子纸显示器，另一方面，数以百万计的微胶囊之组成，每个都包含白色粒子带正电荷和负电荷的黑粒子，悬浮在透明液体中。当你把充电适用于顶部和底部的电子纸显示每个胶囊时, 油墨粒子重新排列因此，意味着你可以通过应用适当收费跨充分显示创建映像。环境光的反射图像，意味着你不需要背光。

图 2。电子纸显示器通过在矩阵的微胶囊，每个包含黑色和白色油墨粒子应用适当的电荷创建映像。与不同的 TFT 液晶屏，还有没有需要背光。(来源︰ 电子墨水)

鉴于在 TFT 液晶电源的主要消费者是背光，你不需要一个以电子纸的手段的事实这一技术立即需要明显更少的能源。相反，屏幕刷新率成为主要动力的消费者，并在这里再次，电子纸是更节能，谢谢对其双稳态性能。在 TFT 液晶屏必须不断地刷新保持正确对齐，晶体电子纸只需要刷新当你改变什么是在显示器上。刷新，之间电子纸不需要额外电力。

屏幕更新操作电源消耗每天 w/6 更新 (mAh) 功率消耗每年 (mAh)

消费 (mA) 持续时间 (s)

2″环保署模块 (V231，等/G2) 2.33 2.32 0.01 3.29

2″TFT 液晶显示模块 30 0.02 720 262 800

图 3。此表显示比较电源使用的电子纸和 TFT 液晶显示模块在相同的用例。一年来，电子纸显示器刚刚超过消耗 0.001%的由 TFT LCD 所需的功率。

因此，在不定期更新的显示的情况下，电子纸需要显著功耗比相同大小的 TFT LCD。通过实施外部定时控制 （等） 和电源优化波形，电子纸供应商普遍显示创建产品的使用只是 2 mA 的电流以更新显示的内容。

如果你想象总是上、 两英寸的显示屏，更新一天六次，每日耗电量可能低至 0.01 mAh 的电子纸版本，而同样大小的 TFT 需要 720 mAh。在另一种方式搜索，电子纸显示器会吃 3.29 mAh 一年 — — 低于 220 mAh CR2032 硬币电池容量的 2%。相比之下，TFT 会咀嚼通过 262,800 毫安时 — — 或近 1,200 cr2032 纽扣电池。

理想的显示技术的低功耗物联网设备

电子纸并不是适合每一种情况。如果显示需要频繁更新，或在黑暗的环境中使用 （因此需要背光），电子纸的优势削弱。但大量的物联网应用程序，您的需要在哪里显示不经常更改的状态信息而无需占用太多的电，电子纸让这可行的设备它以前不是。在其他情况下，设计者可以使用它而不是更少的能源高效显示技术来延长电池寿命。

此外，电子纸的功率消耗是如此之低，它可以驱动使用收获的能量。例如，电子纸显示器内置 RFID 或 NFC 设备可以在太阳能上运行或清理射频能量，都不会强大到足以驱动器显示其他类型。我们会看看这下面有更详细的。

添加显示的新机会

目前，以无线方式连接物联网设备的设计师往往优先考虑电池寿命，而用户界面和显示。到更广阔的世界的唯一联系是通过云计算，通常使用 ZigBee，蓝牙低能量或某种形式的物联网优化窄带技术。

然而，很多物联网应用有至少一些人性化元素，和删除人类接口可以影响用户体验，迫使某人使用第二个设备来访问数据通过云 — — 当第一个设备是有在他们面前。

正是在这些类型的电池供电的无线设备，电子纸可以恢复显示和人机接口功能，同时对电池寿命有只很小的影响。

可能性有很多︰ 显示可以显示当前状态值设备发送到云中，或它可能显示维修和调试数据，如电池寿命或甚至完全内存转储，如果设备崩溃。请记住︰ 因为电子纸是双稳态，无论是在屏幕上将呆在那里，即使电源出现故障，这种故障排除的理想。

所连接的设备在哪里能够从云，以及发送接收数据，电子纸可以进一步变换的客户体验。想象与内置的电子支付卡纸显示︰ 卡可以用于支付旅行或地点的条目，然后接收和显示出票，其中包括扫描条码图像。

供电与收获能量的显示

上面我们提到，电子纸可以运行几乎无限期地收获它需要更新其显示，包括来自太阳的所有权力及射频能量清除。这使得设计者可以创建所谓 ‘无功 ‘中的显示设备没有电池。

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