سرد بودن هوا می‌تواند اختلالات جزئی و حتی قابل توجهی را در زندگی روزمره‌ی ما ایجاد کند. برای مثل تأخیر زمانی حرکت قطارها و پرواز هواپیماها، تعطیلی مدارس و بسته شدن راه‌های جاده‌ای از جمله‌ی این موارد هستند. علاوه‌بر این‌ها، گاهی اوقات فناوری‌های در دسترس ما هم تحت تاثیر سردی هوا قرار می‌گیرند و در دماهای زیر صفر درجه کارآیی خود را از دست می‌دهند. باتری‌ها، صفحه‌نمایش‌ها و سنسورها، اجزای سبک وزنی هستند که به پیشبرد زندگی مدرن ما کمک می‌کنند. بااین‌حال، این ابزارهای در هوای بسیار سرد دچار مشکل می‌شوند.

باتری‌

چه دستگاه‌هایی را در طول روز به برق متصل می‌کنید؟ احتمالا پاسخ شما شامل تعداد دستگاه‌های زیادی باشد. به‌غیر از آیتم‌های روزمره مانند گوشی و لپ‌تاپ، موارد دیگری نظیر ردیاب‌ تناسب اندام، ساعت‌ هوشمند، هدفون‌ بلوتوث، دوربین دیجیتال، کتابخوان الکترونیکی، سیگار الکترونیکی، کوادکوپتر و لامپ‌های قابل شارژ دوچرخه را می‌توان نام برد. انرژی الکتریکی اکثر این دستگاه‌ها توسط باتری‌های لیتیوم یونی تأمین می‌شود؛ این نوع باتری‌ها چگالی انرژی بالایی دارند و می‌توانند بسته به نوع استفاده‌ای که دارند در جریان‌های ضعیف و قوی به کار روند. بااین‌حال، در درجه حرارت زیر صفر درجه‌ی سانتی‌گراد، در بعضی از خواص این نوع باتری مشکلاتی ایجاد می‌شود.

باتری‌های لیتیوم یونی در دماهای بسیار پایین عملکرد ضعیفی از خود نشان می‌دهند؛ زیرا مقاومت داخلی آن‌ها به‌شدت پایین است. هر چه مقاومت یک قطعه کم‌تر باشد، به این معنا است که انرژی کم‌تری را به‌عنوان گرما آزاد می‌کند؛ خاصیتی که در شرایط دمایی متعادل یک امتیاز تلقی می‌شود. بااین‌حال، عدم تولید گرما باعث می‌شود که قطعه در دماهای پایین آسیب‌پذیر شود. هرچه هوا سردتر می‌شود، سرعت واکنش شیمیایی داخل باتری هم کندتر خواهد شد. در نتیجه شارژ باتری سریع‌تر تمام می‌شود. ممکن است برای شما هم این اتفاق افتاده باشد که شارژ باتری گوشی‌تان در حالت ۲۵ درصد باشد، اما فقط با ارسال یک پیام متنی، شارژ گوشی افت ناگهانی پیدا کند. درواقع، به همراه داشتن گوشی در دمای زیر صفرجه‌ی سانتی‌گراد می‌تواند شارژ گوشی را در عرض ۵ دقیقه تمام کند.

چنین مشکلاتی برای گوشی‌های هوشمند که در تمام روز روشن هستند، بیشتر قابل‌توجه است. زیرا باتری آن‌ها جریان کافی صرف گرم کردن خود نمی‌کند. اما دستگاه‌هایی مانند کوادکوپترها که در مدت زمان کوتاهی نیاز به تأمین انرژی دارند، می‌توانند گرمای کافی مورد نیاز باتری خود را تأمین کنند. هر چند چنین جبرانی سطح کارایی آن‌ها را کاهش می‌دهد.

آب و هوای سرد برای وسایل حمل‌و‌نقل الکتریکی هم نوعی چالش است. برای مثال اسکوترهای برقی در هوای سرد بسیار آسب‌پذیر هستند. دراین‌میان، کارایی هر محصول، براساس سازنده، مدل باتری و استهلاک آن متفاوت است. به همین علت، تولیدکننده‌ای مانند اپل به مصرف‌کنندگان خود پیشنهاد می‌دهد که در دماهای‌ پایین‌تر از صفر درجه سانتی‌گراد، گوشی‌های خود را روشن نکنند. آمازون هم در خصوص کتابخوان کیندل خود همین توصیه را دارد. از طرفی، فیت‌بیت، حداقل دمای قابل قبول برای ابزارهای پوشیدنی‌اش را ۱۰- درجه سانتی‌گراد اعلام کرده است. این در حالی است که قوانین عمومی برای کلیه‌ی دستگاه‌های مجهز به باتری‌های لیتیومی یکسان است.

بنابراین، چنانچه مجبور هستید که در هوای بسیار سرد، بیرون از محیط بسته بروید، تا حد امکان گوشی خود را نزدیک به بدن‌تان نگه دارید. در مورد هدست‌های بی‌سیم، آن‌ها را داخل منزل قرار داده و در صورت بیرون آوردن، بیشتر از ۵ دقیقه از آن استفاده نکنید. چنانچه دستگاه شما در اثر سرمای شدید دچار اختلال شد، در حالت سرد آن را به برق متصل نکنید. قبل از شروع به شارژ، اجازه دهید تا دمای آن به دمای اتاق برسد. زیرا در صورت اتصال دستگاه سرد به برق، نوعی واکنش شیمیایی ناخواسته در باتری آن شکل می‌گیرد که باعث آسیب‌ دایمی به باتری خواهد شد.

صفحه‌نمایش

باتری‌ها نشان دادند که به هیچ عنوان نمی‌توان در آب و هوای خیلی سرد روی آن‌ها حساب کرد. صفحات نمایش هم رفتاری شبیه به باتری‌ها دارند. نمایشگرهای LCD از اجزای جدانشدنی گوشی‌ها، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها، دوربین‌های دیجیتال، ساعت‌های هوشمند، جی‌پی‌اس خودروها و سیستم‌های کنترلی ما هستند. LCD‌ها شامل لایه‌ای حاوی میلیون‌ها پیکسل رنگی هستند که هر کدام از آن‌ها توسط یک ترانزیستور مجزا کنترل می‌شود. هنگام روشن شدن صفحه‌ی نمایش، کریستال‌های مایع نور پلاریزه را می‌چرخانند و همین چرخاندن باعث روشن یا خاموش شدن پیکسل‌ها خواهد شد. به این ترتیب، میلیون‌ها پیکسل تمام رنگ‌‌های یک تصویر را به نمایش می‌گذارند.

بااین‌حال، فناوری LCD در هوای بسیار گرم یا بسیار سرد کارآیی چندان جالبی ندارد. بهترین عملکرد کریستا‌ل‌های مایع در محدوده‌ی دمایی صفر تا ۵۰ درجه ی سانتی‌گراد است. در دماهای پایین‌تر، زمان پاسخ‌دهی سیگنال الکتریکی به انتقال پیکسل کندتر خواهد شد و همین امر موجب نمایش تار و مبهم تصویر می‌شود.

حسگر

سنسورهایی که در دستگاه‌های خود داریم اطلاعات زیادی به ما می‌دهند:‌ به کجا می‌رویم؟ چه زمانی به مقصد می‌رسیم؟ چند قدم برداشته‌ایم؟ یا چه مقدار کالری سوزانده‌ایم؟ این اجزا با اندازه‌گیری جهت‌گیری دستگاه و سرعت آن بخشی از فعالیت‌های روزانه‌ی ما را ردیابی می‌کنند. بااین‌حال، عملکرد سنسورها هم در دماهای بسیار بالا و بسیار پایین با مشکل مواجه می‌شود.

هرچه جنس یک حسگر مرغوب‌تر باشد، در محدوده ی دمایی بالاتری کارکرد خواهد داشت. در حالت معمولی، اکثر سنسورها در بازه‌ی دمایی ۱۰ تا ۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد کارآمد هستند. ازاین‌رو، در شرایط دمایی بسیار سرد، دقت سنسورها دچار مشکل خواهد شد. بااین‌حال، اکثر مصرف‌کنندگان دستگاه‌های الکترونیکی ترجیح می‌دهند هزینه‌ی ارزان‌تر را بپردازند.

به‌عنوان مثال، ساعت‌های دیجیتال را در نظر بگیرید. فرقی ندارد ساعت هوشمند شما از نوع اپل واچ بوده یا یک ساعت پلاستیکی ارزان‌قیمت باشد؛ جنس بخش پشتی هر کدام از آن‌ها فلزی است. نوسانگر داخلی هر دو نوع ساعت روی دمای ۳۷ درجه‌ی سانتی‌گراد که همان دمای تقریبی بدن است، کالیبره شده است و در این محدوده‌ی دمایی بالاترین دقت را از خود نشان می‌دهد. چنانچه این ساعت‌ها را در دمای ۵۰- درجه‌ی سانتی‌گراد قرار دهید، چند ثانیه از روزتان را نشان ندهد. حتی ممکن است این مدت زمان به دقیقه هم برسد. چنانچه به دقت زمانی احتیاج داشته باشید، حالت ایده‌آلی نیست؛ اما شاید یکی از راه‌های سریع‌تر گذراندن یک روز به‌شدت سرد، همین باشد!