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Cinco trucos para usar pantallas LCD en ambientes fríos

Vistas:291     Autor:kalee     Hora de publicación: 2023-12-12      Origen:Sitio

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Cinco trucos para usar pantallas LCD en ambientes fríos

Las pantallas de cristal líquido, o LCD, se utilizan ampliamente en conjuntos de interfaz de usuario en casi todos los sectores, lugares y condiciones de trabajo.Debido a que las pantallas LCD son ahora mucho menos costosas que hace 20 años, muchos de los dispositivos cotidianos de los que dependemos ahora tienen tecnología LCD.

Es muy probable que esté leyendo este artículo de blog en una computadora portátil o tableta y que la pantalla misma represente la imagen en un panel de vidrio de bajo perfil utilizando tecnología LCD.Revisa tu bolsillo.Sí, lo más probable es que la pantalla de ese teléfono inteligente emplee tecnología LCD.¿Su tablero cobra vida tan pronto como ingresa a su automóvil con una intrincada interfaz de usuario?¿Qué tal el menú de tu restaurante de autoservicio de la zona?Estos son algunos ejemplos de aplicaciones comunes de la tecnología LCD.

Sin embargo, ¿sabía que el ejército estadounidense está utilizando pantallas LCD para mejorar las capacidades de interacción con el equipo de nuestros combatientes?Los equipos médicos que salvan vidas se monitorean y administran mediante una interfaz de pantalla táctil LCD en hospitales de todo el mundo.Mientras están en el mar, los capitanes pueden obtener datos de posición, dirección y velocidad en tiempo real utilizando sistemas de navegación y GPS marítimos.Es obvio que la capacidad de estos dispositivos para funcionar en una variedad de entornos es esencial para la vida de las personas.

Persiste una deficiencia fundamental de las pantallas LCD: funcionan mal a bajas temperaturas.Este problema sólo empeorará a medida que crezca el uso de pantallas LCD y los paneles de mayor tamaño se vuelvan aún más asequibles.Las pantallas LCD no funcionan en absoluto a bajas temperaturas para diversas aplicaciones.Esto es importante porque el rendimiento del cristal LCD comenzará a disminuir en automóviles, bienes de consumo para exteriores, aviones militares y otras aplicaciones donde la temperatura cae por debajo del punto de congelación.La usabilidad de la pantalla LCD en situaciones frías se verá restringida si muestra signos de píxeles dañados permanentemente, resolución lenta o visualización deficiente del color.Hay una serie de estrategias de diseño que pueden investigarse para disminuir el efecto que las bajas temperaturas tienen en las pantallas LCD.

1. Elija una pantalla LCD disponible en el mercado que tenga la clasificación correcta de baja temperatura.

Los píxeles de cristal líquido en color TFT (transistor de película delgada), la base de los miles de millones de paneles LCD que se utilizan en la actualidad, se utilizan en la mayoría de las pantallas LCD.A medida que desciende la temperatura ambiente, el fluido que utilizan los píxeles individuales para formar su material cristalino se vuelve más viscoso, lo que comprometerá el rendimiento.Las temperaturas inferiores a 0 °C se utilizan a menudo para indicar la degradación del rendimiento de las pantallas LCD.

¿Alguna vez ha intentado utilizar su teléfono inteligente para pescar en el hielo o esquiar?Para aquellos de ustedes que residen en latitudes del norte, ¿alguna vez dejaron su teléfono sin querer en su automóvil durante una noche cuando la temperatura cae muy por debajo del punto de congelación?Es posible que hayas notado una respuesta lenta de la pantalla, un contraste de color bajo o, peor aún, daños irreversibles en la pantalla.Aunque esto es típico, sigue siendo un inconveniente.El objetivo de un ingeniero de diseño es elegir una tecnología LCD que proporcione un rendimiento óptimo dentro del rango de temperatura especificado.Examine las hojas de datos del fabricante para conocer los rangos de temperatura de funcionamiento y almacenamiento si su pantalla LCD debe funcionar a temperaturas de congelación o inferiores.A continuación se enumeran dos pantallas LCD distintas disponibles en el mercado con diferentes clasificaciones de temperatura.Cabe mencionar que las pantallas disponibles en el mercado que puedan soportar temperaturas extremadamente bajas no están ampliamente disponibles.

2. Tenga en cuenta el montaje de un calentador de perfil bajo en la parte posterior de la pantalla LCD.

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Muchas aplicaciones militares requieren que un producto tenga una temperatura de funcionamiento de -30 °C y una temperatura de almacenamiento de -51 °C para cumplir con varios estándares mil.La pregunta sigue en pie: dado que el dispositivo está diseñado para una temperatura máxima de funcionamiento de -20°C, ¿cómo se puede utilizar una pantalla LCD a -30°C?La solución es utilizar una fuente de calor para que la temperatura de la pantalla alcance un rango razonable.La pantalla puede calentarse por sí sola si hay un motor cercano u otra fuente que produzca calor.De lo contrario, un calentador especializado de bajo perfil es una excelente opción en la que pensar.

Un calentador plano de poliimida flexible, que está compuesto por una capa de acero grabada y cubierto con una sustancia aislante eléctrica, es una excelente opción en situaciones en las que la energía y el espacio son limitados.Estos dispositivos funcionan como calentadores resistivos y pueden funcionar con una variedad de voltajes de hasta 120 V.Además, estos calentadores son compatibles con fuentes de alimentación de CA y CC.Su producción de calor debe dimensionarse de acuerdo con las especificaciones del producto y comúnmente se expresa en vatios por unidad de área.Además, la parte posterior de estos calentadores tiene un adhesivo sensible a la presión que permite 'pegarlos' a cualquier superficie.Se puede admitir cualquier tipo de conector personalizado personalizando aún más los cables volantes que salen del calentador.Cualquier aplicación LCD que requiera un calentador personalizado de bajo perfil puede beneficiarse de la asistencia de un socio de fabricación de servicio completo como Kelai para crear una solución única.

3. Incluya un circuito de retroalimentación en tiempo real y sensores de temperatura

En menos de unos pocos minutos de funcionamiento, los calentadores de poliimida pueden alcanzar temperaturas superiores a los 100 °C porque carecen de masa térmica para disipar el calor.Para controlar los impactos de las bajas temperaturas en una pantalla LCD, un calentador por sí solo es insuficiente.¿Qué sucede si la pantalla LCD resulta dañada por un calentador de tamaño incorrecto?¿Qué sucede si deja el calentador encendido durante un período prolongado y destruye otras partes de su sistema?Es fundamental incluir un circuito de retroalimentación de detección de temperatura real para regular el funcionamiento de encendido/apagado del calentador, al igual que el termostato de su hogar.

El primer paso es elegir sensores de temperatura que sean lo suficientemente pequeños como para caber dentro de un sobre pequeño y que se puedan conectar a la pantalla.La temperatura de la superficie de la pantalla se puede medir con un costo comparativamente bajo y una gran confiabilidad utilizando pantallas de resistencia-termistor (RTD), termopares o termopares.Además, este tipo de sensores ofrecen una salida eléctrica ajustable al rango de temperatura requerido.

El siguiente paso es encontrar la cantidad de sensores de temperatura y su ubicación general en la pantalla.Se recomienda que el calentador se controle mediante el uso de un mínimo de dos sensores de temperatura.Esto minimiza el calentamiento no uniforme al emplear un promedio ponderado de los datos de temperatura y varios sensores para proporcionar redundancia del circuito.La posición de los sensores de temperatura y la masa térmica de los materiales involucrados determinarán la mejor manera de optimizar el circuito de control para regular la función de encendido/apagado del calentador.

La forma en que se montarán los distintos sensores en la pantalla es un factor crucial a tener en cuenta al elegir un sensor de temperatura.La mayoría de las pantallas LCD tienen incorporada una base de chapa metálica, que proporciona la superficie perfecta para montar los sensores de temperatura.Los epoxis térmicamente conductores vienen en una variedad de formas y ofrecen una solución confiable y asequible para fijar objetos frágiles a la pantalla.Seleccionar un epoxi con la vida útil y el tiempo de curado adecuados es crucial, ya que hay varias variedades para elegir.

Por ejemplo, puede resultarle difícil terminar el proyecto antes de que el epoxi comience a solidificarse si está instalando 20 pantallas LCD y el epoxi térmico tiene una vida útil de 8 minutos.

4. Examine la transferencia de calor del sistema.

Es fundamental comprender a fondo la transmisión de calor del sistema antes de construir cualquier tipo de prototipo de conjunto calentador LCD.El calentador de poliimida flexible producirá calor, que luego se transferirá a la pantalla LCD y a otros componentes del sistema.El calor se transferirá principalmente por conducción, aunque también se irradiará, convectará y será transportado fuera del calentador.Esto es crucial porque el calor será atraído hacia el disipador de calor si su calentador está en contacto con un disipador de calor grande, como un chasis de aluminio, lo que afectará su capacidad para calentar la pantalla LCD.

Se pueden utilizar espacios de aire, materiales aislantes y otras técnicas en el diseño para controlar el flujo de calor en su sistema a medida que se acerca a la condición de 'estado estable'.Se pueden construir prototipos con muchos sensores de temperatura para mapear la transferencia de calor durante el desarrollo.Esto permite la mejor ubicación de los sensores de temperatura, un calentador del tamaño adecuado y un circuito de retroalimentación gestionado adecuadamente.

5. Incluya pruebas a bajas temperaturas en su estrategia de desarrollo.

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Es crucial realizar primero pruebas de baja temperatura en cualquier proyecto que requiera que un panel LCD funcione a bajas temperaturas antes de congelar el diseño, juego de palabras.Para este tipo de pruebas, a menudo se necesita una cámara térmica, un método para hacer funcionar el sistema y un dispositivo para medir la temperatura en función del tiempo.La mayoría de las cámaras térmicas tienen un puerto de acceso u otra forma de pasar cables dentro de la cámara sin sacrificar la funcionalidad.De esta manera, se pueden obtener datos de los sensores de temperatura y se puede suministrar electricidad al calentador y a la pantalla.

Descubrir los verdaderos impactos de la exposición al frío en el panel LCD es el objetivo principal de las pruebas a baja temperatura. ¿La pantalla LCD funciona cuando hace frío? ¿El frío afecta más a unos colores que a otros?¿Qué tan lenta aparece la pantalla?¿Funciona mejor el sistema cuando vuelve a estar en condiciones ambientales en la pantalla LCD?Sin realizar pruebas reales, es prácticamente difícil proporcionar respuestas significativas y pertinentes a cualquiera de estas inquietudes.

Sinopsis

Las pantallas LCD se utilizarán aún más ampliamente mientras sean un componente vital de nuestra cultura.Con pantallas cada vez más grandes entrando en producción cada año, los costos solo bajarán.Esto implica que surgirán más aplicaciones, incluidas aquellas que requieran que funcionen en climas extremadamente fríos o cálidos.Las pantallas LCD prácticamente siempre son utilizables gracias al uso de elementos de diseño que reducen los efectos negativos del frío sobre ellas.Sin embargo, no siempre es fácil.Los ingenieros deben ser conscientes de las limitaciones impuestas al diseño, así como de las estrategias para superar los principales obstáculos.

Una forma valiosa de poder diseñar, desarrollar y producir sistemas que superen los límites del hardware disponible en el mercado, como las pantallas LCD, es trabajar con un socio de fabricación de servicio completo como Kelai.Este hecho acorta el tiempo de comercialización de cualquier proyecto de desarrollo de alto riesgo y reduce el costo efectivo del programa.

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