Et le véritable problème de l'augmentation de la consommation d'électricité à basse température : c'est ce dilemme entre passer d'un état à l'autre pour obtenir des cristaux liquides.
L'augmentation exponentielle de la viscosité du LC ainsi que de la tension seuil.
Le mouvement des cristaux liquides est stoppé plus fortement à des températures plus basses ; c'est exponentiel. Les cristaux liquides habituels de type TN ont des viscosités jusqu'à 8 fois plus élevées qu'à 25 degrés (-40 degrés : 50cP, 400cP) : cela prend beaucoup plus de temps pour le retournement d'une molécule, environ 64 fois plus longtemps. Le circuit de conduite veut maintenir les réponses à ce rythme, nous allons donc faire passer notre tension de trois volts à douze volts, ce qui rendra notre consommation d'énergie seize fois plus importante qu'elle l'est actuellement p=e r. En utilisant des données de mesure réelles provenant d'un instrument d'investigation scientifique polaire, nous pouvons observer qu'à -40 degrés Celsius, si l'on augmentait simplement leurs tensions de commande, on observerait une augmentation de la dépense d'énergie électrique d'un chiffre de 120 mW.
Effet de polarisation résultant de la diminution de la mobilité des ions.
À basse température, la mobilité des ions est réduite dans les cristaux liquides de 10⁻¹²cm² V/s à 25 degrés et jusqu'à 10⁻¹⁴cm² V/s autour de -40 degrés, ce qui provoque l'accumulation du reste. Contre-polarité avec circuits de commande ayant des impulsions de polarité alternée (bipolaire). La consommation d'énergie est augmentée de 30 %. Des thermostats industriels ont été testés avec lui et il y avait un flou à -20 degrés à un taux de 40 %, mais lorsqu'il a été commuté pour améliorer le lecteur bipolaire, il s'est avéré qu'il consommait 45 mW de puissance en plus, mais il s'agissait d'une très bonne amélioration pour être meilleur que le lecteur unipolaire.
Et réchauffer/refroidir. Les films polarisants seront affectés par la chaleur/le refroidissement. Les matériaux d'étanchéité sont soumis à la chaleur/au refroidissement.
À basse température, le taux de retrait du polariseur est de 0,3 %/degré, ce qui entraîne une chute de l'efficacité de polarisation à 80 % à -40 degrés alors qu'elle est de 95 % à 25 degrés. Compensez la perte de lumière par une augmentation de la luminosité du rétroéclairage : 25 %, augmentant ainsi la consommation électrique des LED. Une mesure particulière d'un certain projet d'instrument de voiture- révèle qu'après l'application d'un polariseur PVA à base de fluor, la consommation d'énergie du rétroéclairage -à -30 degrés a été réduite de 120 mW à 90 mW, soit une réduction de 25 %.
Problème d'adaptation à basse température-du circuit de conduite, du choix des pièces à l'optimisation de la forme.
Comme une falaise, l’efficacité de la pompe de charge a diminué.
À basse température, l'efficacité de conversion des pompes de charge traditionnelles diminue considérablement : de 85 % à température ambiante à seulement 40 % à - 40 degrés. Pompe de charge comme de 3. 3V à 12V, il faudrait que le courant d'entrée augmente jusqu'à 50 mA, lorsque -40 degrés centigrades sont atteints, la consommation électrique totale de l'ensemble du système augmente de près de 150 %. Certains projets de capteurs industriels ont réduit la consommation d'énergie de 60 % à -40 °C grâce à l'utilisation d'un convertisseur DC-DC externe qui a amélioré le niveau d'efficacité de 88 %.
Équilibre opposé du cycle de service et de la fréquence d'images
Afin d'éviter le gel des molécules de cristaux liquides, il est nécessaire d'augmenter la fréquence d'images du lecteur de sa valeur typique de 32 Hz à 128 Hz, et en même temps de réduire son cycle de service à 1/2 afin que sa consommation électrique globale puisse rester sous contrôle. Les tests des terminaux de surveillance de la chaîne du froid ont indiqué que l'utilisation d'une fréquence d'images de 128 hz + 1/2 peut entraîner une consommation d'énergie maximale pouvant atteindre 380 mW. Cependant, cela nous permet de réduire notre délai d'affichage de 500 ms à seulement 80 ms et de répondre aux exigences d'alerte en temps réel-.
Coût énergétique de la technologie overdrive
Tension d'impulsion=1.5 * tension à l'état stable appliquée pendant la transition entre les codes sur n'importe quel segment et maintenue tout au long du commutateur (3 - 5 ms), cela accélérera le processus de retournement de la molécule mais entraînera également une augmentation de la puissance de pointe utilisée. Selon les mesures réelles de certains wattmètres, après l'utilisation de la technologie over-, le code à segment unique de commutation à -40 degrés Celsius est passé de 80 mW à 120 mW, mais la période complète de mise à jour de l'affichage est passée de 1,2 seconde à 150 millisecondes.
Une solution au niveau du système pour l'optimisation de la puissance : de l'innovation matérielle à l'algorithme
Nouveaux progrès dans les applications des matériaux à cristaux liquides antigel
Pour le composé à cristaux liquides perfluoré, la Tg (tel que le cyclohexylbiphényle fluoré) est inférieure à -60 degrés et sa viscosité à -40 degrés n'est que de 250 cP (un quart des cristaux liquides conventionnels). Et après avoir utilisé ce truc, la tension de commande d'un autre équipement scientifique polaire qu'ils utilisent a chuté considérablement, passant du besoin de 12 volts pour pouvoir le faire fonctionner à celui de pouvoir fonctionner sur 8 volts à la place, ce qui réduit la consommation d'énergie d'environ la moitié ou 56 pour cent de moins qu'auparavant. Ajoutez entre 5 et 10 % de cristaux liquides à chaîne latérale de siloxane pour réduire la viscosité de 15 à 20 % supplémentaires et réduire les temps de retournement moléculaire au-delà de 60 ms.
Conception d'électrodes pilotée par des micro/nanostructures
Grâce à la création photolithographique de très petites structures en forme de bosse-au-dessus de la couche conductrice transparente connue sous le nom d'ITO, les intensités du champ électrique local (E=U/d) sont renforcées, réduisant ainsi la tension nécessaire d'environ 30 %. Dans certains tests HMI pour le projet réalisés dans l'industrie, lors de l'utilisation de micro et nano électrodes, on constate qu'à -40 degrés, la consommation d'énergie de conduite est passée de 450 mW à 320 mW, ce qui représente une baisse de 29 %.
TECHNOLOGIE DE CHAUFFAGE PAR IMPULSIONS AU NIVEAU MILLISECONDE
Le film chauffant en graphène occupe 1/4 de la surface de l'écran. Fixez-le à l'arrière d'un panneau LCD afin de réchauffer l'endroit à proximité par des impulsions de 10 ms avec un rapport cyclique de 10 % nous faisant passer de -40 degrés jusqu'à -20 degrés. Les chiffres réels d’un véritable projet de compteurs intelligents indiquent que même un petit chauffage consomme moins de 45 mW ; et pourtant, il fait baisser la tension de commande en passant de 12 V à 8 V, ce qui fait chuter la consommation totale d'énergie de 60 % !
Algorithme de rafraîchissement piloté par les événements
Concevez un mécanisme d'actualisation à la demande-pour le caractère d'affichage "statique + mise à jour soudaine" dans l'appareil IoT : actualisé toutes les 10 secondes lorsqu'il est statique, une mise à jour soudaine se transformera en actualisation rapide à 128 Hz. L'algorithme de test des terminaux logistiques de la chaîne du froid réduit la consommation d'énergie moyenne de 150 mW à 80 mW et prolonge la durée de vie de la batterie de 90 %.
Cas d'applications industrielles : Etude scientifique polaire & chaîne du froid industrielle.
Capteur d'étude scientifique polaire
Une certaine station de recherche scientifique de l'Antarctique a adopté un certain type de dispositif de détection de température qui utilise ce type de composé cristallin liquide d'acide perfluorocarboxylique avec ce type particulier de micro-nanoélectrode installée afin de pouvoir fournir une mise à jour complète de l'affichage une fois toutes les 150 millisecondes dans un environnement où l'atmosphère extérieure peut descendre jusqu'à -50 Celsius sans consommer plus de cent quatre-vingts milliwatts d'énergie pendant qu'elle est également alimentée par deux AA. les batteries durent environ deux ans au maximum dans des conditions normales.
Terminaux de surveillance de la chaîne du froid industrielle
Une entreprise particulière de logistique de la chaîne du froid a utilisé une solution de renouvellement ponctuel -+couche chaude de graphène. Elle a réduit sa consommation d'énergie moyenne de moins de la moitié, diminuant de 120 mW dans une atmosphère de -25 degrés jusqu'à 65 mW. Elle a également prolongé la durée de changement de nos batteries d'environ 2 mois en une période de 4 à 5 mois.
Systèmes d'instruments pour engins spatiaux
Une sorte de dispositif de détection d'espace lointain utilise des techniques de rétroéclairage à points quantiques et de gradation dynamique, grâce au réglage de la luminosité qui varie en fonction des conditions d'éclairage ambiant (-100 degrés - 80 % à 1 000 lux, -25 % à 50 lux) réduisant la consommation d'énergie du rétroéclairage de 45 w à 15 w, ce qui entraîne un taux de réduction global de 67 %.
