I stvarni problem porasta upotrebe električne energije na niskim -temperaturama: to je ta dilema između prelaska iz stanja u stanje za stvari s tekućim kristalima.
Eksponencijalno povećanje viskoznosti LC-a kao i graničnog napona.
Kretanje tekućih kristala se jače zaustavlja na nižim temperaturama; ovo je eksponencijalno. TN tip uobičajenih tečnih kristala ima viskozitet do 8 puta veći nego na 25 stepeni (-40 stepeni : 50cP, 400cP): Ovo traje mnogo duže da se molekul preokrene, oko 64 puta duže. Pogonsko kolo želi održati odzive ovim tempom, tako da ćemo naš napon popeti sa tri volta sve do dvanaest volti, čime će naša potrošnja energije biti šesnaest puta veća nego što je trenutno p=e r. Korištenjem stvarnih mjernih podataka iz polarnog naučnog istraživačkog instrumenta možemo primijetiti da bi se na –40 stepeni Celzijusa, ako bi neko jednostavno povećao napon pokretanja, primijetio porast potrošnje električne energije za cifru od 120 mW.
Efekat polarizacije koji je rezultat smanjenja pokretljivosti jona.
Pri niskim temperaturama, jonski mobi se smanjuje u tečnim kristalima sa 10⁻¹²cm² V/s na 25 stepeni i sve do 10⁻¹⁴cm² V/s oko -40 stepeni, što uzrokuje nakupljanje ostatka. Protupolaritet sa pogonskim krugovima koji imaju impulse naizmjeničnog polariteta (bipolarni). Potrošnja energije je povećana za 30%. Industrijski termostati su testirani s njim i bilo je zamućenja na -20 stepeni sa stopom od 40%, ali kada se prebacio na bipolarni pogon da bi se poboljšao, utvrđeno je da troši 45 mW više energije, ali je bilo vrlo dobro poboljšanje u pravcu boljeg od unipolarnog pogona.
I zagrijati / ohladiti. Na polarizacione filmove će uticati toplota/hlađenje. Zaptivni materijali su podložni toploti/hlađenju.
Na niskoj temperaturi, odnos skupljanja polarizatora je 0,3%/stepen, što dovodi do pada efikasnosti polarizacije na 80% na -40 stepeni kada je 95% na 25 stepeni. Nadoknadite gubitak svjetla povećanjem svjetline pozadinskog osvjetljenja: 25%, čime se povećava potrošnja energije LED dioda. Konkretno mjerenje određenog projekta{10}}automobilskog instrumenta otkriva nakon primjene PVA polarizatora na bazi fluora, potrošnju energije-pozadinskog osvjetljenja na -30 stepeni, smanjenu sa 120 mW na 90 mW, što je za 25%.
Problem adaptacije pogonskog kruga na nisku{0} temperaturu, od izbora dijelova do optimizacije oblika.
Poput litice, efikasnost pumpe za punjenje je opala.
Na niskim temperaturama efikasnost konverzije za tradicionalne pumpe za punjenje značajno opada: sa 85 % na sobnoj temperaturi na samo 40 % na - 40 stepenu. Pumpa napunjena kao od 3. 3V do 12V, potrebno joj je povećanje ulazne struje do 50 mA, kada se dostigne -40 stepeni Celzijusa, ukupna potrošnja energije cijelog sistema poraste skoro 150%. Određeni projekat industrijskog senzora, smanjio je potrošnju energije za 60% na -40 stepeni c zbog upotrebe eksternog DC-DC pretvarača koji je poboljšao nivo efikasnosti za 88%.
Suprotstavljena ravnoteža radnog ciklusa i frekvencije kadrova
Da bi se spriječilo smrzavanje molekula tekućih kristala potrebno je da se frekvencija frejmova poveća sa svoje tipične vrijednosti od 32 Hz na 128 Hz, a u isto vrijeme moramo smanjiti njegov radni ciklus na 1/2 kako bi njegova ukupna potrošnja energije ostala pod kontrolom. Testiranje terminala za nadzor hladnog lanca pokazalo je da korištenje radnog ciklusa + 1/2 frekvencije frejmova od 128 Hz može imati vršnu potrošnju energije do 380 mw, međutim ovo nam omogućava da smanjimo kašnjenje prikaza sa 500 ms na samo 80 ms i ispunimo zahtjeve za upozorenje u stvarnom{11}} vremenu.
Trošak energije na tehnologiji overdrive
Impulsni napon=1.5 * napon stacionarnog stanja koji se primjenjuje tokom prijelaza između kodova na bilo kojem segmentu i održava se tokom cijelog prekidača (3 - 5 ms), ovo će ubrzati proces okretanja molekula, ali i uzrokovati povećanje korištene vršne snage. Prema stvarnim mjerenjima nekih mjerača snage, nakon upotrebe preko-drive tehnologije, kod -40 stepeni Celzijusa kod komutacije jednog segmenta je porastao sa 80 mW na 120 mW, međutim kompletan period ažuriranja ekrana se smanjio sa 1,2 sekunde na 150 milisekundi.
Rješenje na nivou sistema za optimizaciju snage: od materijalne inovacije do Algorthim创新
Novi napredak u primjeni materijala s tekućim kristalima protiv smrzavanja
Za perfluorisano jedinjenje tečnih kristala Tg (kao što je fluorisani cikloheksilbifenil) je ispod -60 stepeni, a njegov viskozitet na -40 stepeni je samo 250cP (jedna četvrtina konvencionalnih tečnih kristala). I nakon što smo koristili ove stvari, to je uzrokovalo da se napon za još jednu od one polarne naučne opreme koju koriste znatno smanjio, sve od potrebe za 12 volti da bi mogao funkcionirati do volje da radi na 8 volti umjesto toga, zbog čega je potrošnja energije smanjena za oko pola ili 56 posto manje nego prije. Dodajte između 5% -10% tečnih kristala bočnog lanca siloksana da smanjite viskozitet za još 15% -20% i smanjite vrijeme molekularnog okretanja za 60 ms.
Dizajn elektroda vođen mikro/nano strukturama
Fotolitografskim stvaranjem vrlo sitnih struktura nalik na izbočine-na vrhu prozirnog provodnog sloja poznatog kao ITO, intenzitet lokalnog električnog polja (E=U/d) se pojačava, smanjujući potreban napon za oko 30 posto. U određenim HMI testovima za projekat sprovedenim u industriji, kada su korišćene mikro i nano elektrode, vidi se da je na -40 stepeni potrošnja energije u pogonu pala sa 450mW na 320mW što predstavlja pad od 29%
TEHNOLOGIJA PULSNOG GRIJANJA NIVOA MILISEKUNDNE
Grafenski grijaći film zauzima 1/4 površine ekrana. Pričvrstite ga na stražnji dio LCD panela kako biste zagrijali obližnje mjesto za impulse od 10 ms sa omjerom rada od 10% koji nas vodi od -40 stepeni pa sve do -20 stepeni. Stvarni brojevi za stvarni projekat pametnih brojila pokazuju da čak i malo grijanje troši manje od 45 mW; a opet, smanjuje pogonski napon prelazeći sa 12V na 8V - čime ukupna potrošnja energije pada za 60%!
Algoritam osvježavanja vođen događajima
Dizajnirajte mehanizam za osvježavanje na{0}}zahtjev za karakter prikaza "statično + iznenadno ažuriranje" u IoT uređaju: osvježava se svakih 10 sekundi dok je statičan, iznenadno ažuriranje će se pretvoriti u brzo osvježavanje od 128 Hz. Algoritam za testiranje terminala logistike hladnog lanca smanjuje prosječnu potrošnju energije sa 150mW na 80mW i produžava vijek trajanja baterije za 90%.
Slučaj primjene u industriji: polarna naučna studija i industrijski hladni lanac.
Senzor za polarne naučne studije
Određena antarktička znanstveno-istraživačka stanica usvojila je određenu vrstu uređaja za mjerenje temperature koji koristi ovaj tip tečnog kristalnog jedinjenja perfluorkarboksilne kiseline zajedno s ovom posebnom vrstom mikro nanoelektrode postavljene kako bi mogla pružiti kompletno ažuriranje prikaza svakih 150 milisekundi unutar okruženja u kojem se vanjska atmosfera može spustiti sve do -50 milli celsius i vrijedan samo 50 milli celsius energije dok je isto tako plus oni se napajaju od dvije AA baterije koje traju najviše oko dvije godine u redovnim uvjetima.
Terminali za nadzor industrijskih hladnih lanaca
Određena logistička kompanija za hladni lanac koristila je povremeno-rješenje za obnavljanje + grafen toplog sloja, smanjila je prosječnu potrošnju energije ispod polovine, smanjivši se za 120 mW u atmosferu od -25 stepeni na 65 mW, a također je produžilo vrijeme naših baterija za promjenu oko 2 mjeseca na period od 4-5 mjeseci.
Instrumentalni sistemi svemirskih letjelica
Neka vrsta uređaja za detektor dubokog svemira koristi tehnike pozadinskog svjetla kvantnih tačaka+dinamičkog zatamnjivanja, kroz podešavanje svjetline koje varira u zavisnosti od uslova ambijentalnog osvjetljenja (-100 stepeni - 80% pri 1000lux, -25% pri 50lux) smanjujući potrošnju energije pozadinskog svjetla za 45w do 15w, što rezultira ukupnom stopom smanjenja od 15w%.
