แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์สำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์: คู่มือการเลือก

วิธีเลือกแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์สำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์: ความจุ ขนาด และอายุการใช้งาน

ป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์อาจอยู่ในโหมดพัก (sleep) เกือบทั้งวัน จากนั้นจึงเรียกร้องให้แบตเตอรี่จ่ายกระแสไฟฟ้าเป็นระยะเวลาสั้น ๆ เพื่อการสื่อสารแบบไร้สาย การอัปเดตหน้าจออี-เพเปอร์ หรือการแจ้งเตือนผ่านไฟ LED รูปแบบการใช้โหลดที่ไม่ธรรมดาเช่นนี้ ทำให้การเลือกแบตเตอรี่สำหรับ ESL ซับซ้อนยิ่งกว่าการจับคู่เพียงแค่แรงดันไฟฟ้าและความจุเท่านั้น

แบตเตอรี่ที่ทำงานได้ดีในอุปกรณ์สวมใส่ อาจไม่ให้อายุการใช้งานเท่ากันเมื่อใช้กับป้ายแสดงราคาดิจิทัล ผู้ออกแบบ ESL จำเป็นต้องพิจารณากระแสขณะพัก ความถี่ในการอัปเดต กระแสแบบพัลซ์ อุณหภูมิในการใช้งาน พื้นที่ที่มีอยู่ รวมทั้งวิธีการเปลี่ยนหรือชาร์จแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์อาจเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความบาง สามารถชาร์จซ้ำได้ หรือมีฟีเจอร์หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นโซลูชันที่ดีที่สุดโดยอัตโนมัติสำหรับการออกแบบป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ทุกรูปแบบ ป้ายแบบดั้งเดิมจำนวนมากยังคงใช้แบตเตอรี่ลิเธียมแมงกานีสไดออกไซด์แบบไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ เนื่องจากมีอัตราการคายประจุเองต่ำและอายุการเก็บรักษานาน

การตัดสินใจที่เหมาะสมเริ่มต้นจากการวิเคราะห์โพรไฟล์การใช้งานจริงของป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์

ป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ใช้แบตเตอรี่ประเภทใด

ป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ใช้จอแสดงผลแบบอี-เพเปอร์ร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้พลังงานต่ำ และระบบการสื่อสารแบบไร้สาย เช่น บลูทูธโลว์เอนเนอร์จี หรือโปรโตคอลเฉพาะตัวที่ทำงานในย่านความถี่ต่ำกว่า 1 กิกะเฮิร์ตซ์

เนื่องจากจอแสดงผลแบบอี-เพเปอร์สามารถรักษาภาพไว้ได้โดยไม่ต้องจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่อง ป้ายจึงสามารถอยู่ในโหมดสลีปได้นานหลายช่วงเวลา พลังงานจะถูกใช้หลักๆ เมื่อป้ายรับข้อมูล ปรับปรุงภาพบนหน้าจอ ส่งสัญญาณแสงจากแอลอีดี หรือสื่อสารกับเกตเวย์

มีสองหมวดหมู่ของแบตเตอรี่ที่มักนำมาพิจารณา

แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไม่สามารถชาร์จใหม่ได้

แบตเตอรี่ลิเธียมแมงกานีสไดออกไซด์แบบใช้ครั้งเดียว รวมถึงเซลล์รูปเหรียญและเซลล์แบบบางที่หุ้มด้วยฟอยล์ ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในป้ายแสดงราคาแบบใช้พลังงานต่ำ (ESL) ที่ออกแบบมาให้ทำงานได้นานหลายปีโดยไม่ต้องชาร์จ

ข้อได้เปรียบหลักของถุงผ้าฟลีซ ได้แก่:

• การออกของตัวเองที่ต่ํา

• อายุการเก็บรักษายาวนาน

• สถาปัตยกรรมระบบจ่ายพลังงานที่เรียบง่าย

• ไม่มีวงจรชาร์จ

• เหมาะสมดีสำหรับการอัปเดตข้อมูลบนหน้าจอที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก

ข้อจำกัดหลักคือ แบตเตอรี่จะต้องถูกเปลี่ยนในที่สุด หรือป้ายนั้นจะต้องถูกนำออกจากบริการ

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จซ้ำได้

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จซ้ำได้เหมาะสมกว่า กรณีที่ป้ายแสดงราคา (ESL) มีวิธีการชาร์จที่กำหนดไว้ชัดเจน หรือเมื่อฟีเจอร์ต่าง ๆ ของป้ายนั้นต้องการพลังงานมากกว่าป้ายแบบใช้พลังงานต่ำทั่วไป

การใช้งานทั่วไปรวมถึง:

• ป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์แบบชาร์จซ้ำได้

• หน้าจอขนาดใหญ่ หรือหน้าจอที่ต้องอัปเดตบ่อยครั้ง

• ป้ายที่มีการใช้งานไฟ LED อย่างสม่ำเสมอ

• แท็กแบบโต้ตอบที่มีปุ่มหรือเซ็นเซอร์

• ฉลากสำหรับโลจิสติกส์และคลังสินค้าที่ใช้ซ้ำได้

• ระบบ ESL ที่ชาร์จด้วยพลังงานแสงอาทิตย์หรือการชาร์จผ่านการสัมผัส

• อุปกรณ์บางเฉียบพร้อมรูปแบบภายในที่ออกแบบเฉพาะ

เซลล์ลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จไฟได้มักมีแรงดันไฟฟ้าแบบนอมินัลที่ 3.7 โวลต์ หรือ 3.85 โวลต์ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและข้อกำหนดแรงดันขณะชาร์จ วงจรควบคุมการชาร์จ (charging IC) วงจรป้องกัน และช่วงแรงดันของระบบ จำเป็นต้องออกแบบให้สอดคล้องกับเซลล์ที่เลือกใช้

นอกจากนี้ การระบุแบตเตอรี่จากเพียงรูปลักษณ์ภายนอกเท่านั้นก็ไม่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่แบบซองบางและยืดหยุ่นอาจเป็นเซลล์ลิเธียมไอออนโพลิเมอร์แบบชาร์จไฟได้ หรืออาจเป็นเซลล์แมงกานีสไดออกไซด์ลิเธียมแบบไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ ผลิตภัณฑ์ทั้งสองชนิดนี้มีแรงดันไฟฟ้า ความต้องการในการชาร์จ และลักษณะอายุการใช้งานที่แตกต่างกัน

เมื่อใดที่แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์เหมาะสมสำหรับ ESL

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ให้คุณค่าสูงสุดเมื่อรูปร่าง ความหนา และความสามารถในการชาร์จซ้ำมีความสำคัญมากกว่าการบรรลุอายุการใช้งานโดยไม่ต้องดูแลนานที่สุดจากเซลล์แบบปฐมภูมิ

โครงสร้างแบบซองของมันช่วยให้แบตเตอรี่ใช้พื้นที่ภายในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือพื้นที่ที่จัดวางได้ยากอื่น ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเซลล์แบบเหรียญที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่ เซลล์นี้ยังสามารถจัดหาพร้อมสายไฟ ขั้วต่อ แท็บ วงจรป้องกัน และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ปรับแต่งตามความต้องการได้

ควรพิจารณาใช้ LiPo เมื่อ:

• ระบบป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ (ESL) รวมถึงขั้วต่อสำหรับการชาร์จ แท่นชาร์จ หรือการเก็บพลังงานจากสิ่งแวดล้อม

• เปลือกหุ้มมีความบางเกินไปหรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอสำหรับเซลล์แบบเหรียญมาตรฐาน

• ป้ายกำกับต้องอัปเดตบ่อยกว่าป้ายราคาแบบทั่วไป

• การออกแบบรวมถึงไฟ LED เซ็นเซอร์ ปุ่ม หรือฟังก์ชันโต้ตอบอื่น ๆ

• คาดว่าแบตเตอรี่จะต้องชาร์จซ้ำระหว่างอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์

• แบตเตอรี่มาตรฐานไม่สามารถใช้พื้นที่ภายในที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สำหรับ ESL ที่คาดว่าจะทำงานได้นานห้า สิบ หรือมากกว่านั้นปีโดยไม่ต้องชาร์จ สารเคมีลิเธียมแบบใช้แล้วทิ้งอาจยังคงเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า การเลือกเซลล์ LiPo แบบชาร์จซ้ำได้ควรพิจารณาจากเหตุผลอื่นนอกเหนือจากการที่มันพอดีกับเปลือกหุ้ม

1. เริ่มต้นด้วยพื้นที่ที่มีอยู่

ความหนาเป็นข้อจำกัดเชิงกลไกประการแรกที่มักเกิดขึ้นกับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ แบตเตอรี่จะตั้งอยู่ด้านหลังหรือข้างๆ จอแสดงผล ในขณะที่เปลือกหุ้มต้องบางพอที่จะใส่ลงในรางชั้นวางมาตรฐานได้

การออกแบบควรพิจารณาไม่เพียงแต่ขนาดตามค่าที่ระบุไว้บนแบบร่างของเซลล์เท่านั้น

ต้องเว้นระยะสำหรับความคลาดเคลื่อนของความหนาและการขยายตัว

เซลล์แบบถุง (pouch cell) ไม่ควรถูกกดแน่นระหว่างฝาครอบด้านหลังกับโมดูลอี-พาเปอร์ เนื่องจากความหนาของเซลล์อาจแปรผันตามความคลาดเคลื่อนในการผลิต ระดับการชาร์จ อุณหภูมิ และอายุการใช้งาน

ระยะเว้นที่จำเป็นควรตกลงร่วมกับผู้จัดจำหน่ายแบตเตอรี่โดยอ้างอิงข้อมูลจำเพาะจริงของเซลล์ ห้ามใช้ร้อยละคงที่เดียวกันกับแบตเตอรี่ทุกชนิด เพราะพฤติกรรมการขยายตัวขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี ความจุ โครงสร้าง และสภาวะการใช้งานของเซลล์

การออกแบบเชิงกลไกควร:

• หลีกเลี่ยงการกดโดยตรงต่อจอแสดงผลอี-พาเปอร์

• จัดวางเซลล์ให้ห่างจากขอบพลาสติกที่แหลมคมและฐานยึดสกรู

• เว้นระยะว่างรอบขอบและบริเวณรอยซีลของเซลล์แบบถุง

• ป้องกันการเคลื่อนที่โดยไม่บีบอัดเซลล์อย่างแข็งกระด้าง

• รองรับสายไฟและแท็บให้ทนต่อแรงดึงซ้ำๆ หรือการสั่นสะเทือน

• พิจารณาการถอดและเปลี่ยนแบตเตอรี่ระหว่างการบำรุงรักษา

สามารถใช้วัสดุโฟม พื้นที่กาวที่ควบคุมได้ หรือถาดใส่แบตเตอรี่ที่เหมาะสมเพื่อยึดแบตเตอรี่ให้มั่นคง วัสดุที่เลือกต้องเข้ากันได้กับเซลล์แบบพอช (pouch) และช่วงอุณหภูมิที่คาดว่าจะเกิดขึ้น

อย่าเลือกแบตเตอรี่จากขนาดหน้าจอเพียงอย่างเดียว

หน้าจอที่ใหญ่กว่ามักต้องการพลังงานมากขึ้นต่อการรีเฟรชหนึ่งครั้ง แต่ขนาดหน้าจอไม่ใช่ปัจจัยเดียว ป้ายสองตัวที่มีขนาดจอแสดงผลเท่ากันอาจมีความต้องการพลังงานที่ต่างกันมาก เนื่องจากโปรโตคอลวิทยุ ความถี่ในการอัปเดต พฤติกรรมของ LED และเฟิร์มแวร์

ขนาดสุดท้ายของแบตเตอรี่ควรกำหนดจากเลย์เอาต์เชิงกลทั้งหมดและโปรไฟล์กำลังที่วัดได้จริง

สถานการณ์การออกแบบ ESL	แนวทางการออกแบบแบตเตอรี่โดยทั่วไป	ประเด็นหลักที่ต้องตรวจสอบ
ป้ายกำกับแบบพกพา ชาร์จซ้ำได้	แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์เซลล์เดียวแบบบาง พร้อมสายหรือแท็บที่ออกแบบเฉพาะ	ความหนาต่ำสุด วิธีการชาร์จ และกระแสสูงสุด
ป้ายกำกับขนาดกลางที่อัปเดตบ่อย	แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์เซลล์เดียวความจุสูงกว่า	พลังงานสำหรับรีเฟรชจอแสดงผล เหตุการณ์ผ่านคลื่นวิทยุ และความจุที่ใช้งานได้จริง
ป้ายกำกับขนาดใหญ่หรือแบบมีปฏิสัมพันธ์	แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ขนาดใหญ่ขึ้น หรือโซลูชันแบบเชื่อมต่อขนานหลายเซลล์	ภาระโหลดของ LED ความถี่ในการอัปเดต วงจรป้องกัน และเวลาในการชาร์จ
ป้ายกำกับสำหรับเก็บในที่เย็น	เซลล์ที่ทำงานได้ดีในอุณหภูมิต่ำ หรือเซลล์เคมีแบบปฐมภูมิทางเลือก	แรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์ ประสิทธิภาพการคายประจุ และข้อจำกัดในการชาร์จ
ฉลากบ่งชี้อายุการใช้งานยาวนานโดยไม่ต้องชาร์จ	แบตเตอรี่ลิเธียมแบบปฐมภูมิมักเป็นที่นิยม	การคายประจุเอง ความสามารถในการให้กระแสพัลส์ และกลยุทธ์การเปลี่ยนแบตเตอรี่

ตารางนี้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการออกแบบ ไม่ใช่คำแนะนำด้านความจุ ความจุต้องคำนวณจากค่าการใช้พลังงานที่วัดได้จริงของอุปกรณ์

2. จัดทำงบประมาณพลังงานที่สมเหตุสมผล

ค่ากระแสเฉลี่ยของ ESL อาจดูต่ำมาก แต่กระแสเฉลี่ยเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบ่งชี้ได้ว่าแบตเตอรี่สามารถรองรับการอัปเดตหน้าจอแต่ละครั้งได้หรือไม่

งบประมาณพลังงานที่เหมาะสมควรประกอบด้วย:

• กระแสขณะ MCU อยู่ในโหมดพัก

• กระแสไฟฟ้าขณะรอรับสัญญาณและรับสัญญาณวิทยุ

• กระแสไฟฟ้าขณะส่งสัญญาณ

• กระแสไฟฟ้าและระยะเวลาในการอัปเดตหน้าจออี-เปเปอร์

• กระแสไฟฟ้าของไดโอดเปล่งแสง (LED) และระยะเวลาการกระพริบ

• กิจกรรมของเซนเซอร์หรือปุ่ม

• การสูญเสียพลังงานจากวงจรควบคุมแรงดัน

• การใช้พลังงานของวงจรป้องกันแบตเตอรี่

• กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรชาร์จในภาวะไม่ทำงาน

• ความล้มเหลวในการอัปเดตที่คาดไว้และการส่งซ้ำ

สามารถประมาณการการใช้พลังงานต่อวันได้ดังนี้:

การใช้ความจุต่อวัน = การใช้พลังงานขณะพัก + การใช้พลังงานในการสื่อสาร + การใช้พลังงานในการรีเฟรชหน้าจอ + การใช้พลังงานของอุปกรณ์เสริม

สำหรับเหตุการณ์แต่ละรายการ:

การใช้พลังงานของเหตุการณ์ (หน่วยมิลลิแอมแปร์-ชั่วโมง) = กระแสไฟฟ้าของเหตุการณ์ (หน่วยมิลลิแอมแปร์) × ระยะเวลาของเหตุการณ์ (หน่วยชั่วโมง) × จำนวนเหตุการณ์ต่อวัน

จากนั้นควรปรับค่าภาระที่คำนวณได้โดยประมาณตลอดช่วงเวลาการใช้งานที่ตั้งใจไว้ ตามปัจจัยต่อไปนี้:

• ความจุที่ใช้งานได้ที่แรงดันไฟฟ้าตัดการทำงานของระบบ

• การลดลงของความจุที่เกิดจากอุณหภูมิต่ำ

• การเสื่อมสภาพของเซลล์แบตเตอรี่ตามอายุการใช้งาน

• การปล่อยตัวเอง

• การสูญเสียจากการแปลงไฟฟ้า

• ความแปรผันจากการผลิตจริง

• ส่วนสำรองเชิงวิศวกรรม

ห้ามคำนวณอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จากความจุที่ระบุไว้หารด้วยกระแสเฉลี่ยแล้วหยุดเพียงเท่านั้น วิธีนี้ไม่ได้พิจารณาถึงการตกของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากสัญญาณแบบเป็นจังหวะ อุณหภูมิ และความจุที่ยังคงเหลืออยู่แต่ไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่ระบบสามารถทำงานได้

วัดต้นแบบที่ใช้งานได้

เอกสารข้อมูลจำเพาะของส่วนประกอบมีประโยชน์ในช่วงการออกแบบเบื้องต้น แต่การเลือกแบตเตอรี่สุดท้ายควรอิงจากการวัดจากต้นแบบ ESL จริง

ใช้เครื่องวิเคราะห์กำลังไฟฟ้าหรือเครื่องบันทึกกระแสไฟฟ้าเพื่อบันทึกค่าต่อไปนี้

• กระแสไฟฟ้าขณะอยู่ในโหมดพักลึก

• เหตุการณ์การเชื่อมต่อเกตเวย์

• การอัปเดตหน้าจอตามปกติ

• การอัปเดตหน้าจอแบบเต็มหน้าจอหรือหลายสี

• การทำงานของหลอด LED

• เหตุการณ์การสื่อสารล้มเหลวและการลองใหม่

• การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุด

การวัดนี้มักเปิดเผยภาระชั่วคราวที่ไม่ปรากฏในสเปรดชีตฉบับเริ่มต้น

3. ตรวจสอบกระแสพัลส์และแรงดันไฟฟ้าที่จุดสิ้นสุดอายุการใช้งาน

วิทยุ ESL และจอแสดงผลแบบอี-เปเปอร์ สร้างกระแสพัลส์สั้น ๆ แม้ว่าพลังงานรวมที่ใช้ในแต่ละพัลส์จะมีค่าน้อย แรงดันแบตเตอรี่ก็อาจลดลงชั่วคราวได้เนื่องจากความต้านทานภายในเซลล์

ปัญหานี้จะรุนแรงยิ่งขึ้นเมื่อ:

• แบตเตอรี่อยู่ในสภาพเย็น

• ความจุที่เหลืออยู่ต่ำ

• เซลล์เสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน

• กระแสสำหรับการอัปเดตสูง

• วงจรป้องกันหรือขั้วต่อเพิ่มความต้านทาน

หากแรงดันลดต่ำกว่าเกณฑ์ล็อกเอาต์แรงดันต่ำของไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ป้ายอาจรีเซ็ตระหว่างการอัปเดต จากนั้นอาจเริ่มทำงานใหม่ เชื่อมต่อใหม่ และทำกระบวนการเดิมซ้ำอีก ซึ่งจะใช้พลังงานมากขึ้นไปอีก

ดังนั้น การประเมินแบตเตอรี่ควรประกอบด้วย:

• ความต้านทานภายในแบบกระแสตรง

• แรงดันไฟฟ้าภายใต้ภาระแบบพัลส์ที่คาดไว้

• ระยะเวลาของชั้นพัลส์

• แรงดันไฟฟ้าตัดระบบ

• เกณฑ์แรงดันต่ำสุดของไมโครคอนโทรลเลอร์

• ความต้านทานของขั้วต่อและสายไฟ

• ประสิทธิภาพเมื่อประจุเหลือน้อย

• ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิการใช้งานต่ำสุด

ความจุที่ระบุไว้สูงกว่าไม่จำเป็นต้องแก้ปัญหาพัลส์ได้เสมอไป โครงสร้างเซลล์ การออกแบบขั้วไฟฟ้า อุณหภูมิ และความต้านทานในวงจร ล้วนมีความสำคัญเทียบเท่ากัน

4. ควรพิจารณาคำกล่าวอ้างเกี่ยวกับอายุการใช้งานอย่างระมัดระวัง

คำกล่าวอ้างเกี่ยวกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ESL จะมีผลใช้ได้เฉพาะเมื่อกำหนดเงื่อนไขการใช้งานอย่างชัดเจน

คำกล่าวเช่น "สูงสุดสิบปี" ควรระบุอย่างชัดเจน หรืออย่างน้อยต้องอ้างอิงจาก:

• จำนวนครั้งที่อัปเดตต่อวัน

• ประเภทจอแสดงผลและจำนวนสี

• ความถี่การสื่อสารแบบไร้สาย

• การใช้งาน LED

• อุณหภูมิในการทำงาน

• เงื่อนไขของเครือข่าย

• กระแสไฟฟ้าขณะอยู่ในโหมดพัก

• เคมีแบตเตอรี่

• แรงดันไฟฟ้าตัดระบบ

เซลล์ลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จซ้ำได้มีปรากฏการณ์การคายประจุเอง (self-discharge) และการเสื่อมสภาพตามเวลา (calendar aging) แม้จะไม่ถูกชาร์จ-ปล่อยประจุบ่อยครั้ง ความสามารถในการเก็บประจุระยะยาวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ระดับประจุ (state of charge) และการออกแบบเซลล์ ดังนั้นจึงไม่ปลอดภัยที่จะสมมุติว่าเซลล์ LiPo ทุกตัวมีอัตราการคายประจุเองต่อปีเพียงร้อยละหนึ่งหรือสองเท่านั้น

สำหรับโครงการที่ดำเนินการหลายปี ให้ขอข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถในการเก็บประจุ (retention) การจัดเก็บ (storage) และการเสื่อมสภาพตามเวลา (aging) ของเซลล์ที่เสนอจากผู้จัดจำหน่าย ผลการทดสอบแบบเร่ง (accelerated test) ควรพิจารณาร่วมกับสภาวะการใช้งานจริง

หากไม่มีวิธีการชาร์จ และข้อกำหนดหลักคืออายุการใช้งานแบบไม่ต้องบำรุงรักษานานที่สุด ให้เปรียบเทียบการออกแบบ LiPo กับโซลูชันลิเธียมแบบใช้แล้วทิ้ง (primary lithium) ที่เหมาะสม ก่อนสรุปสถาปัตยกรรมสุดท้าย

5. พิจารณาการดำเนินงานแบบห่วงโซ่ความเย็นตั้งแต่เนิ่นๆ

ป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในพื้นที่จัดแสดงสินค้าเย็นและพื้นที่สินค้าแช่แข็งมีข้อจำกัดด้านแบตเตอรี่ที่ต่างออกไป

เมื่ออุณหภูมิต่ำ ความต้านทานภายในเซลล์จะเพิ่มขึ้น และความจุที่ใช้งานได้จะลดลง การตกของแรงดันไฟฟ้าระหว่างการส่งสัญญาณวิทยุหรือการรีเฟรชหน้าจออี-เปเปอร์อาจมากพอที่จะทำให้ระบบเริ่มทำงานใหม่ แม้ว่าแบตเตอรี่ยังเก็บพลังงานที่ใช้งานได้อยู่ก็ตาม

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จซ้ำได้ยังมีข้อจำกัดสำคัญในการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ เซลล์ลิเธียมโพลีเมอร์มาตรฐานไม่ควรชาร์จที่อุณหภูมิต่ำกว่าค่าที่ผู้ผลิตกำหนด ระบบอาจต้องการ:

• เซลล์ที่ออกแบบให้ใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำ

• เครื่องชาร์จที่มีเซ็นเซอร์ตรวจวัดอุณหภูมิและสามารถหยุดการชาร์จได้เมื่ออุณหภูมิต่ำ

• กระแสการชาร์จที่ลดลง

• เคมีของแบตเตอรี่ชนิดอื่น

• เฟิร์มแวร์ที่จำกัดเหตุการณ์ที่ต้องใช้โหลดสูงเมื่อแบตเตอรี่มีอุณหภูมิต่ำ

• ระยะห่างของแรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นเหนือค่าแรงดันตัดของไมโครคอนโทรลเลอร์

สำหรับการใช้งานในตู้แช่แข็ง ให้ทดสอบฉลากทั้งหมดในห้องควบคุมอุณหภูมิ ข้อมูลความจุที่อุณหภูมิห้องไม่สามารถทำนายประสิทธิภาพในการจ่ายกระแสแบบกระชากที่อุณหภูมิต่ำได้อย่างแม่นยำ

6. ประเมินโครงสร้างของเซลล์โดยไม่พึ่งพาฉลากเพียงหนึ่งเดียว

โครงสร้างขั้วไฟฟ้าแบบซ้อนกันอาจเหมาะสำหรับเซลล์ที่บางมาก และอาจให้การควบคุมมิติที่ดี ขณะที่โครงสร้างแบบม้วนก็ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน และสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือหากออกแบบและผลิตอย่างเหมาะสม

การสมมุติว่าเซลล์แบบซ้อนกันทุกชนิดดีกว่าเซลล์แบบม้วนทุกชนิดนั้นเป็นเรื่องง่ายเกินไป

แทนที่จะเป็นเช่นนั้น ให้เปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะจริงและผลการทดสอบสำหรับ:

• ความอดทนความหนา

• ความต้านทานภายในแบบกระแสตรง

• ประสิทธิภาพในการจ่ายกระแสแบบกระชาก

• วงจรชีวิต

• พฤติกรรมระหว่างการเก็บรักษา

• การบวมภายใต้สภาวะที่ระบุไว้

• การคายประจุที่อุณหภูมิต่ำ

• การเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูง

• ความสม่ำเสมอระหว่างแต่ละล็อต

โครงสร้างที่เหมาะสมคือโครงสร้างที่ตอบสนองความต้องการด้านไฟฟ้าและกลศาสตร์ของ ESL ได้อย่างสม่ำเสมอ และผลิตได้ด้วยคุณภาพที่คงที่

7. ยืนยันข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและการขนส่ง

ควรวางแผนด้านความสอดคล้องก่อนที่ขนาดของแบตเตอรี่และแบบแปลนการออกแบบทางไฟฟ้าจะถูกกำหนดอย่างเป็นทางการ

ข้อกำหนดต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับตลาดแต่ละแห่ง และขึ้นอยู่กับว่าเซลล์จะถูกจัดส่งแยกต่างหาก ติดตั้งไว้ในอุปกรณ์ หรือประกอบเข้ากับแพ็กแบตเตอรี่ที่มีระบบป้องกันแล้ว มาตรฐานและวิธีทดสอบที่พบบ่อยอาจรวมถึง:

• UN 38.3 สำหรับการทดสอบการขนส่งแบตเตอรี่ลิเธียม

• IEC 62133-2 สำหรับเซลล์ลิเธียมแบบชาร์จซ้ำได้ชนิดปิดผนึกที่ใช้พกพา

• UL 1642 สำหรับเซลล์ลิเธียมในแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้อง

• UL 2054 สำหรับแพ็กแบตเตอรี่บางประเภทที่ใช้ในครัวเรือนและเชิงพาณิชย์

• ข้อกำหนดระดับภูมิภาคที่ใช้กับผลิตภัณฑ์ ESL แบบครบวงจร

รายงานผลการทดสอบสำหรับโมเดลเซลล์หนึ่งรุ่นไม่ครอบคลุมโดยอัตโนมัติซึ่งโครงสร้างที่ปรับเปลี่ยน ชุดเซลล์ที่ต่างออกไป หรือแพ็กแบตเตอรี่ที่ออกแบบใหม่ทั้งหมด โปรดยืนยันว่าเอกสารทั้งหมดสอดคล้องตรงกับแบตเตอรี่ที่จัดส่งให้กับโครงการนั้น ๆ อย่างแม่นยำ

ข้อกำหนดของแบตเตอรี่ควรระบุเพิ่มเติมดังนี้:

• แรงดันชาร์จสูงสุด

• กระแสไฟฟ้าขณะชาร์จและปล่อยประจุ

• ขีดจำกัดการป้องกัน

• อุณหภูมิในการทำงานและเก็บรักษา

• การระบุเซลล์และแพ็ค

• ขั้วต่อของขั้วเชื่อมต่อ

• ข้อกำหนดเกี่ยวกับสายไฟและแท็บ

• การติดตามย้อนกลับในการผลิต

8. คำถามที่ควรถามผู้จัดจำหน่ายแบตเตอรี่ ESL

ก่อนสั่งซื้อต้นแบบ ให้แจ้งข้อมูลแก่ผู้จัดจำหน่ายมากกว่าเพียงแค่แรงดันไฟฟ้าและความจุที่ต้องการ

คำขอแบตเตอรี่ ESL ที่มีประโยชน์ควรมีรายละเอียดดังนี้:

1. ขนาดของช่องติดตั้งแบตเตอรี่ที่มีอยู่

2. ความหนาสูงสุดที่อนุญาต

3. ช่วงแรงดันไฟฟ้าแบบนามิคอลและแรงดันไฟฟ้าในการใช้งาน

4. กระแสไฟฟ้าขณะพักที่วัดได้

5. กระแสไฟฟ้าสูงสุดแบบช่วงสั้นและระยะเวลา

6. จำนวนครั้งที่อัปเดตต่อวัน

7. โปรโตคอลการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุ

8. ขนาดหน้าจอและการตั้งค่าสี

9. รูปแบบการใช้งานของ LED หรือเซ็นเซอร์

10. อุณหภูมิในการทำงานและเก็บรักษา

11. อายุการใช้งานตามที่ออกแบบไว้

12. วิธีการชาร์จ (ถ้ามี)

13. ข้อกำหนดเกี่ยวกับขั้วต่อ สายไฟ แท็บ และขั้วขั้วบวก-ขั้วลบ

14. ใบรับรองที่จำเป็นและตลาดปลายทาง

15. ปริมาณต้นแบบและปริมาณการผลิตต่อปี

การให้ข้อมูลนี้ตั้งแต่เนิ่นๆ จะช่วยให้ประเมินได้ง่ายขึ้นว่าเซลล์แบตเตอรี่มาตรฐานเหมาะสมหรือไม่ หรือจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่แบบพิเศษเฉพาะการใช้งาน

คำถามที่พบบ่อย

แบตเตอรี่แบบใดดีที่สุดสำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ (ESL)

ไม่มีแบตเตอรี่แบบใดแบบหนึ่งที่ดีที่สุดสำหรับ ESL ทุกชนิด โดยแบตเตอรี่ลิเธียมแมงกานีสไดออกไซด์แบบใช้แล้วทิ้งนั้นถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายสำหรับป้ายที่ต้องการอายุการใช้งานยาวนานและอัปเดตน้อย ส่วนแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จซ้ำได้นั้นเหมาะกว่าสำหรับการออกแบบ ESL ที่มีความบาง สามารถชาร์จซ้ำได้ อัปเดตบ่อย หรือมีฟีเจอร์หลากหลาย

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์สามารถจ่ายพลังงานให้กับ ESL ได้นานสิบปีหรือไม่

ไม่ควรสรุปเช่นนั้นโดยไม่มีการทดสอบเฉพาะตามการใช้งานจริง เนื่องจากอายุการใช้งานขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ ความจุ อัตราการคายประจุเอง อุณหภูมิ กระแสไฟฟ้าขณะอยู่ในโหมดพัก ความถี่ในการอัปเดต และประสิทธิภาพในการจ่ายกระแสแบบกระชาก นอกจากนี้ ระบบลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จซ้ำได้ยังจำเป็นต้องมีกลยุทธ์การชาร์จหรือการบำรุงรักษาที่สมเหตุสมผล

คำนวณความจุแบตเตอรี่ของ ESL อย่างไร

ความจุควรคำนวณจากกระแสขณะพักที่วัดได้ เหตุการณ์ไร้สาย การรีเฟรชหน้าจอ ไฟ LED และภาระอื่นๆ ผลลัพธ์ที่ได้ต้องรวมถึงการสูญเสียพลังงาน ผลกระทบจากการใช้งานนานขึ้น อุณหภูมิ ความจุที่ใช้งานได้จริงที่แรงดันตัดออก และสำรองเชิงวิศวกรรม

เหตุใด ESL จึงรีเซ็ตระหว่างการอัปเดตหน้าจอ

สาเหตุทั่วไปคือแรงดันลดลงชั่วคราวภายใต้ภาระแบบพัลซ์ อุณหภูมิต่ำ แบตเตอรี่เสื่อมสภาพ ความต้านทานภายในสูง สายไฟบางเกินไป หรือความต้านทานของขั้วต่อ อาจทำให้แรงดันจ่ายต่ำกว่าระดับต่ำสุดที่ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถทำงานได้

สามารถใช้เซลล์ LiPo มาตรฐานใน ESL ที่แช่แข็งได้หรือไม่

ได้ก็ต่อเมื่อเซลล์นั้นมีการระบุและทดสอบให้รองรับอุณหภูมิที่กำหนดไว้ ทั้งความสามารถในการจ่ายกระแสที่อุณหภูมิต่ำและการจำกัดการชาร์จต้องพิจารณาอย่างรอบด้าน โครงการห่วงโซ่เย็นบางโครงการอาจเหมาะสมกว่าหากใช้เซลล์ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับอุณหภูมิต่ำ หรือใช้เคมีภัณฑ์ลิเธียมแบบปฐมภูมิ

ข้อคิดเห็นสุดท้าย

การเลือกแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์สำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์เป็นการตัดสินใจเชิงวิศวกรรมระดับระบบ ความจุมีความสำคัญ แต่ความทนทานต่อความหนา กระแสพัลซ์ แรงดันตัดตอน ภาวะอุณหภูมิ การเสื่อมสภาพ และกลยุทธ์การชาร์จก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน

สำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์แบบบางที่สามารถชาร์จได้ แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์แบบออกแบบเฉพาะอาจใช้พื้นที่ภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และทำให้การรวมเข้ากับโครงสร้างทางกลง่ายขึ้น สำหรับป้ายแบบทั่วไปที่คาดว่าจะทำงานได้นานหลายปีโดยไม่ต้องชาร์จ แบตเตอรี่ลิเธียมแบบใช้ครั้งเดียวอาจให้สมดุลที่เหมาะสมกว่าระหว่างอายุการใช้งานและต้นทุนการบำรุงรักษา

โคเวียนสนับสนุนโครงการแบตเตอรี่สำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ด้วยตัวเลือกแบตเตอรี่ทั้งแบบมาตรฐานและแบบออกแบบเฉพาะ รวมถึงการประเมินขนาดเซลล์ สายไฟ ขั้วต่อ แท็บ วงจรป้องกัน และการจัดวางแบตเตอรี่ที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะ

เพื่อประเมินแบตเตอรี่สำหรับป้ายแสดงราคาอิเล็กทรอนิกส์ โปรดส่งข้อมูลเกี่ยวกับพื้นที่ที่มีให้ติดตั้งแบตเตอรี่ ช่วงแรงดัน ความถี่ในการอัปเดต อุณหภูมิขณะใช้งาน และปริมาณที่คาดว่าจะสั่งซื้อต่อปีมาให้เรา ทีมงานของเราจะช่วยตรวจสอบข้อกำหนดและแนะนำโซลูชันแบตเตอรี่ที่เหมาะสม