Kurz gefasst: „Low-Power-Display“ bezeichnet keinen spezifischen Displaytyp. Es handelt sich vielmehr um ein Display, das in das Energiebudget Ihres Geräts passt. Für die Anzeige von statischem Text und Zahlen sind Segment-LCDs oder COG-LCDs (Chip-on-Glass) meist die energieeffizienteste Wahl. Für grafische Inhalte eignen sich OLED- oder TFT-Displays, sofern sich Hintergrundbeleuchtung und Bildwiederholrate steuern lassen.

Dieser Leitfaden richtet sich an Hardware-Entwickler und Produktmanager. Er erläutert, wofür bei einem Display Energie verbraucht wird, welche Technologie sich für welche Aufgabe am besten eignet und welche Anforderungen Sie festlegen sollten, bevor Sie ein Angebot anfordern.

Was macht ein Display zu einem „Low-Power“-Display?

Ein „Low-Power“-Display ist ein Displaymodul, das die Vorgaben zur Akkulaufzeit Ihres Geräts erfüllt und gleichzeitig in der tatsächlichen Betriebsumgebung gut ablesbar bleibt.

Der Begriff „Low Power“ ist nicht durch einen festen Zahlenwert definiert. Ein Smart Meter und ein tragbares Messgerät haben sehr unterschiedliche Energiebudgets. Gehen Sie daher immer vom Akku aus, nicht vom Displaytyp.

Ein kurzes Beispiel:

·Ein Akku mit 1.000 mAh soll ein Jahr lang halten.

·Ein Jahr entspricht 8.760 Stunden.

·Daraus ergibt sich ein durchschnittliches Budget von etwa 114 µA für das gesamte Gerät.

Das Display, der Mikrocontroller (MCU), die Sensoren und die Funkmodule teilen sich dieses Budget. Wenn das Display den Großteil davon beansprucht, ist das Design nicht praxistauglich.

Statischer vs. aktiver Energieverbrauch

Displays verbrauchen in zwei Betriebszuständen Energie:

·Statischer Verbrauch: Aufrechterhalten eines unveränderten Bildes.

·Aktiver Verbrauch: Aktualisieren des Bildes oder dessen Beleuchtung.

Viele Geräte befinden sich den Großteil des Tages im Ruhezustand; für sie ist der statische Energieverbrauch entscheidend. Bei Geräten, die häufig Animationen anzeigen oder den Bildschirminhalt aktualisieren, ist hingegen der aktive Energieverbrauch wichtiger.

Wo die Energie tatsächlich verbraucht wird

Das Displaypanel allein ist selten der einzige Faktor. Achten Sie auf folgende vier Bereiche:

·Hintergrundbeleuchtung: Sie macht bei transmissiven LCD-Modulen oft den größten Teil des Energieverbrauchs aus.

·Treiber-IC: Der Stromverbrauch im Betrieb sowie im Schlafmodus beeinflusst den Gesamtverbrauch.

·Bildwiederholrate: Jeder Aktualisierungsvorgang kostet Energie.

·Schnittstelle: Die Wahl der Schnittstelle (parallel, SPI oder I2C) beeinflusst, wie lange der Mikrocontroller aktiv bleiben muss.

Selbst ein „Low-Power“-Display kann den Akku schnell entladen, wenn die Hintergrundbeleuchtung dauerhaft eingeschaltet bleibt. Betrachten Sie das Modul, nicht nur das Glas.

Vergleich von Display-Technologien mit geringem Stromverbrauch

Sinda Display konzentriert sich auf COB-, COG-, OLED-, TFT- und Touch-Displays. E-Paper und MIP sind hier lediglich zu Referenzzwecken aufgeführt.

Segment-, COG- und COB-LCDs: Die energieeffizientesten Optionen für den täglichen Einsatz

Reflektive und transflektive LCDs kommen bei ausreichendem Umgebungslicht ohne Hintergrundbeleuchtung aus. Deshalb finden sie häufig in Stromzählern, Thermostaten und vielen anderen Messgeräten Verwendung.

COG-Module (Chip-on-Glass) sparen zudem Platz auf der Leiterplatte. Da sich der Treiber direkt auf dem Glas befindet, ist die Bauweise besonders kompakt. Entdecken Sie die COG-LCD-Serien von Sinda für Zeichen- und Grafikdarstellungen.

Wählen Sie diese Kategorie, wenn:

·Der Bildschirm feste oder sich nur langsam ändernde Daten anzeigt.

·Die Batterielebensdauer in Jahren gemessen wird.

·Sie eine stabile, langfristige Verfügbarkeit benötigen.

OLED und TFT: Wenn mehr als nur statischer Text gefragt ist

OLED-Pixel leuchten von selbst; eine Hintergrundbeleuchtung ist nicht erforderlich. Dunkle Bildschirme mit nur wenigen leuchtenden Pixeln verbrauchen kaum Strom, während ein vollständig weißer Bildschirm deutlich mehr Energie benötigt.

TFT-Displays bieten Farben und anspruchsvolle Benutzeroberflächen. Allerdings bleibt die Hintergrundbeleuchtung während des Betriebs eingeschaltet. Bei batteriebetriebenen Geräten ist es daher üblich, die Hintergrundbeleuchtung zu dimmen, nach einer gewissen Zeit abzuschalten oder nur bei Berührung zu aktivieren.

Wählen Sie OLED, wenn:

·Kontrast und Blickwinkel entscheidend sind.

·Der Bildschirminhalt überwiegend dunkel ist.

·Das Display klein ist.

Wählen Sie TFT, wenn:

·Sie Farben oder eine grafische Benutzeroberfläche benötigen.

·Das Gerät nur kurzzeitig genutzt wird.

·Eine automatische Abschaltung der Hintergrundbeleuchtung akzeptabel ist.

Was ist mit E-Paper und MIP?

Beide Technologien können ein Bild nahezu ohne Stromverbrauch halten. Sie eignen sich daher für Inhalte, die sich nur selten ändern.

Es gibt jedoch Einschränkungen: E-Paper-Displays aktualisieren sich nur langsam. Beide Technologien sind für schnelle, interaktive Anwendungen weniger geeignet. Für Geräte, die eine schnelle Reaktion oder Touch-Funktionalität erfordern, sind LCD- oder OLED-Displays in der Regel die praktischere Wahl.

Das passende Display für Ihre Anwendung

F: Welches Display verbraucht bei einem Industriegerät am wenigsten Strom? 

A: Für statische Anzeigen eignen sich Segment- oder COG-LCDs. Für grafische Darstellungen sind reflektive Grafik-LCDs oder solche mit reduzierter Hintergrundbeleuchtung die beste Wahl.

Netzbetriebene Geräte – wie etwa viele Zapfsäulen – verfügen über einen größeren Spielraum beim Energieverbrauch. Doch auch hier gilt: Ein geringerer Stromverbrauch bedeutet weniger Wärmeentwicklung, was wiederum die langfristige Zuverlässigkeit verbessert.

Fünf Designentscheidungen zur Senkung des Stromverbrauchs von Displays

Die Wahl des Displays ist der erste Schritt; die folgenden fünf Entscheidungen bestimmen den weiteren Verlauf:

1. Hintergrundbeleuchtung nur bei Bedarf einschalten (z. B. durch ein Timeout oder einen Umgebungslichtsensor).

2. Bildwiederholrate senken – Aktualisierungen nur bei Datenänderungen vornehmen.

3. Schlafmodus des Treibers nutzen (Standby-Stromaufnahme im Datenblatt prüfen).

4. Geeignete Schnittstelle wählen – eine schnellere Schnittstelle ermöglicht es dem Mikrocontroller (MCU), früher in den Schlafmodus zu wechseln.

5. Ansteuerspannung und Kontrast optimieren – eine zu hohe Ansteuerung verschwendet unnötig Strom.

Testen Sie diese Maßnahmen direkt auf der Zielhardware, da die Werte im Datenblatt häufig von den tatsächlichen Werten im Endprodukt abweichen.

So spezifizieren Sie ein stromsparendes Display vor der Angebotsanfrage

Präzise Angaben beschleunigen den Angebotsprozess. Halten Sie folgende Informationen bereit:

· Batterietyp und -kapazität

· Gewünschte Laufzeit (z. B. 12 Monate)

· Aktualisierungshäufigkeit (pro Sekunde, Minute oder Tag)

· Art der Inhalte (Ziffern, Symbole, Text, Grafiken, Farbe)

· Betriebstemperaturbereich

· Umgebungslichtbedingungen (Innenbereich, Außenbereich, direkte Sonneneinstrahlung)

· Touch-Funktionalität (ja/nein)

· Jährliches Volumen

Mit diesen acht Punkten kann ein Ingenieur eine geeignete Technologie empfehlen, anstatt nur zu raten.

Wann sich eine kundenspezifische Entwicklung lohnt

Standardmodule passen nicht immer zum vorgegebenen Energiebudget. Eine kundenspezifische Anpassung kann hier Abhilfe schaffen. Beispiele hierfür sind:

· Segment-Layout, das exakt auf die benötigten Anzeigen zugeschnitten ist

· Farbe und Stromaufnahme der Hintergrundbeleuchtung

· Form von Anschlüssen und FPC-Leiterplatten (Flexible Printed Circuits)

· Auswahl von Treiber und Schnittstelle

Auf der Seite für kundenspezifische Lösungen von Sinda finden Sie Details zu den verfügbaren Optionen und dem Ablauf. Da die Möglichkeiten zur Anpassung vom Produkttyp und dem Volumen abhängen, sollte die Machbarkeit frühzeitig geklärt werden.

Möchten Sie uns Ihre Anforderungen mitteilen? Kontaktieren Sie unser Team – nennen Sie uns einfach Ihre Zielvorgaben für die Batterie und den geplanten Anwendungsfall.

FAQ

F: Welche Displaytechnologie verbraucht am wenigsten Strom? 

A: E-Paper-Displays können ein Bild nahezu ohne Stromzufuhr halten, sind jedoch langsam bei der Aktualisierung. Bei schnell reagierenden Displays verbrauchen Segment-LCDs und COG-LCDs (Chip-on-Glass) am wenigsten Energie. F: Verbraucht ein OLED-Display weniger Strom als ein LCD? A: Das hängt vom Inhalt ab. OLED spart bei dunklen Bildschirmen Energie. Ein helles, vollflächiges Bild kann jedoch mehr Strom verbrauchen als ein reflektives LCD.

F: Kann ein stromsparendes Display eine Touch-Funktion unterstützen? 

A: Ja. Bedenken Sie, dass ein Touch-Panel zusätzlichen Strom verbraucht – kalkulieren Sie dies also in Ihr Energiebudget ein. Nutzen Sie einen „Touch-Wake-up“-Modus, um das Display bei Nichtgebrauch ausgeschaltet zu lassen.

F: Verbraucht ein kleinerer Bildschirm immer weniger Strom? 

A: Meistens ja, aber nicht immer. Der Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung und das Design des Treibers können eine größere Rolle spielen als die reine Displaygröße.

F: Was sollte ich zuerst prüfen, wenn die Akkulaufzeit zu kurz ist? 

A: Messen Sie den Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung sowie den Standby-Strom des Treibers. Diese beiden Faktoren sind die häufigsten Ursachen für eine unzureichende Akkulaufzeit.

Wichtige Erkenntnisse

· Beginnen Sie mit dem Energiebudget für den Akku und wählen Sie erst danach das Display aus.

· Betrachten Sie das gesamte Modul: Hintergrundbeleuchtung, Treiber, Bildwiederholrate und Schnittstelle.

· Segment-LCDs und COG-LCDs (Chip-on-Glass) sind die beste Wahl für statische Anwendungen mit langer Lebensdauer.

· OLED- und TFT-Displays sind geeignet, sofern Sie den Bildinhalt und die Hintergrundbeleuchtung gezielt steuern.

Halten Sie acht technische Spezifikationen fest, bevor Sie ein Angebot anfordern.