Licht lässt Display laufen

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Mit 5 V Versorgungsspannung lässt es sich zudem direkt mit Solarzellen als Spannungsquelle speisen. Mit einer Ausgangsleistung von bis zu 300 mW bei einer Fläche von nur 27,7 cm² weist das Solarpanel vom Typ »LR0GC02« (Bild 3) eine hohe Effizienz auf. Der Wirkungsgrad der Zellen aus polykristallinem Silizium ist mit 12,8% etwa doppelt so groß wie der von herkömmlichen amorphen Zellen. Insgesamt liefern die zehn Zellen des Panels eine Ausgangsspannung von 5 V bei maximal 60 mA – theoretisch ausreichend, um das elektronische Inhaltsverzeichnis samt Memory-LCD, Prozessor und Peripherieeinheiten (Echtzeituhr (RTC), Flash-Speicher, etc.) mit Strom zu versorgen. Weitere Vorteile sind die Dicke von 0,8 mm und eine hohe mechanische Belastbarkeit, da das Substrat nicht aus Glas besteht und die Fotozelle dank doppelter Verdrahtung selbst bei einem Zellbruch die volle Leistung erbringt.

Für den Betrieb des Systems ist zudem ein Prozessor nötig, der mit einem extrem geringen Energiebudget auskommt. Hier kommt der »LPC1114« von NXP mit dem »Cortex M0«-Kern von ARM zum Einsatz (Bild 2). Als Steuerkomponente für das elektronische Inhaltsverzeichnis kommt er mit 500 μW bei einer Taktung von bis zu 50 MHz aus. Darüber hinaus verfügt die CPU über einen »Deep Sleep«-Modus, der den Stromverbrauch des LPC1114 auf 6 μA reduziert, sowie einen »Deep Power Down«-Modus, bei dem der Prozessor im Stand-by-Zustand nur noch eine Stromaufnahme von 240 nA hat. Aus diesen Komponenten das elektronische Inhaltsverzeichnis als energieautarke Lösung, sprich als »Solar Reader« aufzubauen, war die Leistung der Unternehmen Arrow und Hitex.

Der Solar Reader (Schaltbild siehe Bild 3) verfügt über zwei Betriebsmodi: Im Slidemodus stellt das Display den Inhalt des Magazin über insgesamt 22 Charts dar, die als Schwarzweiß-Bitmaps mit je 400 x 240 Pixel im Flash hinterlegt sind. Der Bildwechsel erfolgt alle fünf Sekunden. Nach drei Durchläufen wechselt der Solar Reader in den Uhrzeitmodus. Damit ist ein zweifacher Nutzen erreicht, der den Empfänger des Heftes immer wieder auf das Cover schauen lässt.

Im Uhrzeitmodus werden entsprechende Images durch die RTC getaktet. Zwischen den Modi kann der Nutzer auch manuell über den eingebauten Taster hin- und herschalten, mit dem sich der Reader zudem aus dem »Deep Power Down«-Modus reaktivieren beziehungsweise in den Tiefschlaf legen lässt. Nicht nur in der Pausenzeit zwischen den Ereignissen (Bildwechsel) geht der Prozessor in den »Deep Sleep«-Modus, auch beim zeilenweisen Bildaufbau pausiert er zwischen zwei Zeilen, wird jede Millisekunde durch den RTC-Baustein geweckt und ist in nur 50 μs wieder voll aktiv. Parallel zum Controller wird die Stromversorgung des externen, seriellen Flash ebenfalls geschaltet, da dieser Baustein sogar mehr Energie benötigt als der Controller selbst. Die mittlere Leistungsaufnahme von Display, MCU und seriellem Flash beträgt im Slideshow-Modus so etwa 1170 μW.

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