Y el problema real del aumento en el uso de electricidad a baja -temperatura: es el dilema entre ir de un estado a otro en busca de material de cristal líquido.
El aumento exponencial de la viscosidad del LC así como del voltaje umbral.
El movimiento de los cristales líquidos se detiene con mayor fuerza a temperaturas más bajas; esto es exponencial. Los cristalinos líquidos habituales del tipo TN tienen viscosidades hasta 8 veces superiores que a 25 grados (-40 grados: 50 cP, 400 cP): esto lleva mucho más tiempo para que una molécula gire, aproximadamente 64 veces más. El circuito de conducción quiere mantener las respuestas a este ritmo, por lo que haremos que nuestro voltaje aumente de tres voltios a doce voltios, haciendo que nuestro uso de energía sea dieciséis veces mayor de lo que es actualmente. Mediante el uso de datos de medición reales de un instrumento de investigación científica polar, podemos observar que a -40 grados centígrados, si uno simplemente aumentara sus voltajes de conducción, observaría un aumento en el gasto de energía eléctrica en una cifra de 120 mW.
Efecto de polarización resultante de la disminución de la movilidad de los iones.
Cuando las temperaturas son bajas, el ion mobi se reduce en los cristales líquidos desde 10⁻¹²cm² V/s a 25 grados y hasta tan solo 10⁻¹⁴cm² V/s alrededor de -40 grados, lo que provoca la acumulación del resto. Contrapolaridad con circuitos de conducción que tienen pulsos de polaridad alterna (bipolar). El consumo de energía aumenta en un 30%. Se probaron termostatos industriales con él y hubo desenfoque a -20 grados a una tasa del 40%, pero cuando se cambió para mejorar el accionamiento bipolar, se descubrió que consumía 45 mW más de energía, pero fue una muy buena mejora para ser mejor que el accionamiento unipolar.
Y calentar/enfriar. Las películas polarizadas se verán afectadas por el calor/enfriamiento. Los materiales de sellado están sujetos a calor/enfriamiento.
A baja temperatura, la relación de contracción del polarizador es del 0,3%/grado, lo que hace que la eficiencia de polarización caiga al 80% a -40 grados cuando es del 95% a 25 grados. Compensa la pérdida de luz con un aumento del brillo de la retroiluminación: 25%, aumentando así el consumo eléctrico de los LED. Una medición particular de un determinado proyecto de instrumento-para automóvil revela que después de la aplicación de un polarizador de PVA a base de flúor, el consumo de energía de la retroiluminación-a -30 grados se redujo de 120 mW a 90 mW, lo que representó un 25 %.
Problema de adaptación a baja temperatura-del circuito de conducción, desde la elección de piezas hasta la optimización de la forma.
Como un acantilado, la eficiencia de la bomba de carga disminuyó.
A bajas temperaturas, la eficiencia de conversión de las bombas de carga tradicionales cae significativamente: del 85 % a temperatura ambiente a solo el 40 % a - 40 grados. Cargue la bomba de 3. 3V a 12 V, necesitaría que la corriente de entrada aumente hasta 50 mA; cuando se alcanzan los -40 grados centígrados, el consumo total de energía de todo el sistema aumenta casi un 150 %. Cierto proyecto de sensor industrial redujo el consumo de energía en un 60% a -40 grados C debido al uso de un convertidor CC-CC externo que mejoró el nivel de eficiencia en un 88%.
Equilibrio de ciclo de trabajo y velocidad de fotogramas opuestos
Para evitar la congelación de las moléculas de cristal líquido, es necesario aumentar la velocidad de fotogramas de la unidad desde su valor típico de 32 Hz hasta 128 Hz y, al mismo tiempo, debemos reducir su ciclo de trabajo a la mitad para que su consumo total de energía se mantenga bajo control. Las pruebas del terminal de monitoreo de cadena de frío indicaron que el uso de una velocidad de cuadro de 128 Hz + 1/2 ciclo de trabajo puede tener un consumo máximo de energía de hasta 380 mw; sin embargo, esto nos permite reducir el retraso de visualización de 500 ms a solo 80 ms y cumplir con los requisitos de alerta en tiempo real-.
Costo de energía en tecnología de sobremarcha
Voltaje de pulso=1.5 * voltaje de estado estable aplicado durante la transición entre códigos en cualquier segmento y se mantiene durante todo el interruptor (3 - 5 ms), esto acelerará el proceso de inversión de la molécula pero también provocará un aumento en la potencia máxima utilizada. Según las mediciones reales de algunos medidores de potencia, después del uso de la tecnología over-drive, a -40 grados centígrados el código de segmento único de conmutación aumentó de 80 mW a 120 mW, sin embargo, el período completo de actualización de la pantalla disminuyó de 1,2 segundos a 150 milisegundos.
Una solución a nivel de sistema para la optimización de la energía: de la innovación de materiales a los algoritmos
Nuevos avances en aplicaciones de materiales de cristal líquido anticongelante
Para el compuesto de cristal líquido perfluorado, la Tg (como el ciclohexilbifenilo fluorado) está por debajo de -60 grados y su viscosidad a -40 grados es de solo 250 cP (una cuarta parte de los cristales líquidos convencionales). Y después de usar estas cosas, causó que el voltaje de conducción de otro equipo de ciencia polar que usan cayera mucho, desde necesitar 12 voltios para poder hacerlo funcionar hasta poder funcionar con 8 voltios, lo que hace que el uso de energía se reduzca aproximadamente la mitad o un 56 por ciento menos que antes. Agregue entre un 5 % y un 10 % de cristales líquidos de cadena lateral de siloxano para reducir la viscosidad en otro 15 %-20 % y reducir los tiempos de cambio molecular a más de 60 ms.
Diseño de electrodos impulsado por micro/nanoestructuras.
Mediante la creación fotolitográfica de estructuras muy pequeñas en forma de protuberancias-sobre la capa conductora transparente conocida como ITO, las intensidades del campo eléctrico local (E=U/d) se fortalecen, reduciendo el voltaje necesario en aproximadamente un 30 por ciento. En ciertas pruebas de HMI para el proyecto realizadas en la industria, cuando se utilizaron micro y nano electrodos, se ve que a -40 grados el consumo de energía de conducción bajó de 450 mW a 320 mW, lo que representa una caída del 29%.
TECNOLOGÍA DE CALENTAMIENTO POR PULSO DE NIVEL DE MILISEGUNDO
La película calefactora de grafeno ocupa 1/4 del área de la pantalla. Conéctelo a la parte posterior de un panel LCD para calentar el lugar cercano con pulsos de 10 ms con una relación de trabajo del 10 % que nos lleva desde -40 grados hasta -20 grados. Las cifras reales de un proyecto real de contadores inteligentes indican que incluso una calefacción pequeña consume menos de 45 mW; y aún así, reduce el voltaje de conducción al pasar de 12 V a 8 V, ¡lo que hace que el consumo total de energía caiga en un 60 %!
Algoritmo de actualización impulsado por eventos
Diseñe un-mecanismo de actualización bajo demanda para el carácter de visualización "estático + actualización repentina" en el dispositivo IoT: se actualiza cada 10 segundos mientras está estático, la actualización repentina se convertirá en una actualización rápida de 128 Hz. El algoritmo de prueba del terminal logístico de la cadena de frío reduce el consumo de energía promedio de 150 mW a 80 mW y extiende la vida útil de la batería en un 90 %.
Caso de aplicaciones industriales: estudio científico polar y cadena de frío industrial.
Sensor de estudio científico polar
Cierta estación de investigación científica antártica ha adoptado un cierto tipo de dispositivo de detección de temperatura que utiliza este tipo de compuesto cristalino líquido de ácido perfluorocarboxílico junto con este tipo particular de micro nanoelectrodo configurado para poder proporcionar una actualización completa de la pantalla una vez cada 150 milisegundos dentro de un entorno donde la atmósfera exterior puede descender hasta -50 grados centígrados sin consumir más de ciento ochenta milivatios de energía mientras está en ello, además, se alimentan con dos baterías AA. durando alrededor de dos años como máximo en condiciones normales.
Terminales de monitorización de cadenas de frío industriales
Una empresa de logística de cadena de frío en particular utilizó una solución-de capa cálida de grafeno y renovación impulsada por la ocasión; logró reducir su gasto de energía promedio a menos de la mitad, disminuyendo en 120 mW en una atmósfera de -25 grados hasta 65 mW. Además, amplió el tiempo de cambio de nuestras baterías de alrededor de 2 meses a un período de 4 a 5 meses.
Sistemas de instrumentos de naves espaciales.
Algún tipo de dispositivo detector de espacio profundo utiliza retroiluminación de puntos cuánticos + técnicas de atenuación dinámica, mediante el ajuste del brillo que varía según las condiciones de iluminación ambiental (-100 grados - 80% a 1000 lux, -25 % a 50 lux), lo que reduce el uso de energía de la retroiluminación de 45 w a 15 w, lo que da como resultado una tasa de reducción general del 67 %.
