A skutočný problém nárastu spotreby elektriny pri nízkych -teplotách: Ide o dilemu medzi prechodom zo stavu do stavu pre tekuté kryštály.
Exponenciálny nárast viskozity LC, ako aj prahového napätia.
Pohyb tekutých kryštálov sa zastaví výraznejšie pri nižších teplotách; toto je exponenciálne. Bežné kvapalné kryštály typu TN majú viskozitu až 8-krát vyššiu ako pri 25 stupňoch (-40 stupňov: 50 cP, 400 cP): Prevrátenie molekuly trvá oveľa dlhšie, asi 64-krát dlhšie. Hnací obvod chce udržať odozvy v chode týmto tempom, takže zvýšime naše napätie z troch voltov až na dvanásť voltov, vďaka čomu naša spotreba energie bude šestnásťkrát vyššia, ako je v súčasnosti p{8}}e r. Použitím skutočných nameraných údajov z polárneho vedeckého vyšetrovacieho prístroja môžeme pozorovať, že ak by sa pri –40 stupňoch Celzia jednoducho zvýšilo ich hnacie napätie, pozorovali by sme zvýšenie spotreby elektrickej energie o 120 mW.
Polarizačný efekt vyplývajúci zo zníženia pohyblivosti iónov.
Pri nízkych teplotách sa pohyb iónov v tekutých kryštáloch zníži z 10⁻¹²cm² V/s pri 25 stupňoch až po 10⁻¹⁴cm² V/s okolo -40 stupňov, čo spôsobí nahromadenie zvyšku. Protipolarita s budiacimi obvodmi s impulzmi so striedavou polaritou (bipolárne). Spotreba energie sa zvýši o 30 %. Boli s ním testované priemyselné termostaty a došlo k rozmazaniu pri -20 stupňoch pri rýchlosti 40 %, ale pri zmene na bipolárny pohon sa zistilo, že spotrebuje o 45 mW viac energie, ale bolo to veľmi dobré zlepšenie smerom k lepšiemu ako unipolárny pohon.
A zahriať/ochladiť. Polarizačné fólie budú ovplyvnené teplom/ochladením. Tesniace materiály podliehajú teplu/chladeniu.
Pri nízkej teplote je pomer zmrštenia polarizátora 0,3 %/stupeň, čo vedie k poklesu účinnosti polarizácie na 80 % pri -40 stupňoch, keď je 95 % pri 25 stupňoch. Kompenzujte stratu svetla zvýšením jasu podsvietenia: 25%, čím sa zvýši spotreba energie LED. Konkrétne meranie určitého projektu{10}}automobilových prístrojov odhalilo po aplikácii polarizátora PVA na báze fluóru{11}}pri podsvietení spotrebu energie pri -30 stupňoch zníženú zo 120 mW na 90 mW, čo bolo o 25 %.
Problém adaptácie hnacieho okruhu na nízku-teplotu, od výberu dielov až po optimalizáciu tvaru.
Účinnosť nabíjacieho čerpadla klesla ako útes.
Pri nízkych teplotách účinnosť konverzie pre tradičné nabíjacie čerpadlá výrazne klesá: z 85 % @ RT na iba 40 % @ - 40 stupňov. Nabíjacie čerpadlo z 3. 3V na 12V by potrebovalo stúpnuť vstupný prúd až na 50 mA, keď sa dosiahne -40 stupňov Celzia, celková spotreba energie celého systému stúpne takmer o 150 %. Určitý projekt priemyselných snímačov znížil spotrebu energie o 60 % pri teplote -40 °C vďaka použitiu externého DC-DC meniča, ktorý zlepšil úroveň účinnosti o 88 %.
Opačná rovnováha pracovného cyklu a snímkovej frekvencie
Aby sa predišlo zamrznutiu molekúl tekutých kryštálov, je potrebné, aby sa obnovovacia frekvencia disku zvýšila z jeho typickej hodnoty 32 Hz až na 128 Hz a zároveň musíme znížiť jeho pracovný cyklus na 1/2, aby jeho celková spotreba energie zostala pod kontrolou. Testovanie terminálu na monitorovanie chladiaceho reťazca ukázalo, že používanie pracovného cyklu 128 Hz snímkovej frekvencie + 1/2 môže mať špičkovú spotrebu energie až 380 mw, umožňuje nám to však skrátiť oneskorenie zobrazenia z 500 ms na iba 80 ms a splniť{11}} požiadavky na upozornenia v reálnom čase.
Náklady na energiu pri technológii overdrive
Pulzné napätie=1.5 * napätie v ustálenom stave aplikované počas prechodu medzi kódmi na ľubovoľnom segmente a udržiavané počas celého prepínača (3 - 5 ms), urýchli to proces preklápania molekúl, ale tiež spôsobí zvýšenie použitého špičkového výkonu. Podľa niektorých skutočných meraní merača výkonu sa po použití technológie over-prepínania jedného segmentu pri teplote -40 stupňov Celzia zvýšil z 80 mW na 120 mW, avšak kompletná doba aktualizácie displeja sa skrátila z 1,2 sekundy na 150 milisekúnd.
Riešenie na systémovej úrovni pre optimalizáciu výkonu: Od materiálovej inovácie po algoritmus
Nový pokrok v aplikáciách nemrznúcich materiálov z tekutých kryštálov
Pre perfluórované tekuté kryštály zlúčeniny Tg (ako je fluórovaný cyklohexylbifenyl) je pod -60 stupňov a jej viskozita pri -40 stupňoch je len 250 cP (jedna štvrtina konvenčných tekutých kryštálov). A potom, čo sme použili tieto veci, spôsobilo to, že hnacie napätie pre ďalšiu z tých vecí z polárnej vedy, ktoré používajú, kleslo, od potreby 12 voltov, aby to fungovalo, až po možnosť bežať na 8 voltoch, vďaka čomu sa spotreba energie zníži o polovicu alebo 56 percent menej ako predtým. Pridajte medzi 5 % až 10 % tekutých kryštálov siloxánového bočného reťazca, aby ste znížili viskozitu o ďalších 15 % až 20 % a skrátili časy preklopenia molekúl nad 60 ms.
Dizajn elektród poháňaný mikro/nano štruktúrami
Prostredníctvom fotolitografického vytvárania veľmi malých hrbolčekových{0}}štruktúr na vrchu priehľadnej vodivej vrstvy známej ako ITO sa zosilní miestne intenzity elektrického poľa (E=U/d), čím sa zníži potrebné napätie približne o 30 percent. V určitých testoch HMI pre projekt uskutočnený v priemysle, keď sa použili mikro a nano elektródy, je vidieť, že pri -40 stupňoch spotreba energie klesla zo 450 mW na 320 mW, čo predstavuje pokles o 29 %.
TECHNOLÓGIA PULZNÉHO VYKUROVANIA MILISEKÚROVEJ ÚROVNE
Grafénový vykurovací film zaberá 1/4 plochy obrazovky. Pripevnite ho k zadnej časti panela LCD, aby sa blízke miesto zohrialo impulzmi 10 ms s pomerom výkonu 10 % a prenesieme nás zo -40 stupňov až na -20 stupňov . Skutočné čísla pre skutočný projekt inteligentných meračov naznačujú, že aj malé vykurovanie spotrebuje menej ako 45 mW; a napriek tomu znižuje hnacie napätie prechodom z 12V na 8V, čím sa celková spotreba energie zníži o 60%!
Udalosťou riadený obnovovací algoritmus
Navrhnite-mechanizmus obnovenia na požiadanie pre znak na displeji „statická + náhla aktualizácia“ v zariadení IoT: obnovuje sa každých 10 sekúnd, kým je statické, náhla aktualizácia sa zmení na rýchle obnovenie 128 Hz. Algoritmus testovania terminálu logistiky chladného reťazca znižuje priemernú spotrebu energie zo 150 mW na 80 mW a predlžuje životnosť batérie o 90 %.
Prípad priemyselných aplikácií: Polárna vedecká štúdia a priemyselný chladiaci reťazec.
Polárny senzor pre vedeckú štúdiu
Istá antarktická vedecko-výskumná stanica prijala určitý druh zariadenia na snímanie teploty, ktoré používa tento typ perfluórkarboxylovej kyseliny v tekutej kryštalickej zlúčenine spolu s týmto konkrétnym typom mikronanoelektródy, aby bolo možné poskytnúť kompletnú aktualizáciu displeja každých 150 milisekúnd v prostredí, kde vonkajšia atmosféra môže klesnúť až na -50 stupňov Celzia pri stovke bez toho, aby spotrebovala viac ako iba milliwattov energie. napájané z dvoch AA batérií, ktoré za normálnych podmienok vydržia maximálne dva roky.
Priemyselné monitorovacie terminály chladiacich reťazcov
Konkrétna logistická spoločnosť pre chladiaci reťazec použila príležitostné-riešenie obnovy + grafénovej teplej vrstvy a znížila priemernú spotrebu energie na menej ako polovicu, poklesla o 120 mW v atmosfére s teplotou -25 stupňov až na 65 mW a tiež predĺžila čas výmeny batérií približne z 2 mesiacov na 4 až 5 mesiacov.
Prístrojové systémy kozmických lodí
Určitý druh detektora hlbokého vesmíru využíva techniky kvantového bodového podsvietenia + dynamického stmievania prostredníctvom úpravy jasu, ktorý sa mení v závislosti od okolitých svetelných podmienok (-100 stupňov - 80 % pri 1 000 luxoch, -25 % pri 50 luxoch), čím sa znižuje spotreba energie podsvietenia o 45 až 15 wattov, čo vedie k celkovému zníženiu o 67 %.
