Työkalut ja näyttölaitteet

Osoitinlaitteet tai näyttöelementit ovat tietojen näyttölaitteiden perusta, jotka on suunniteltu muuttamaan sähköinen signaali näkyvään muotoon.

Valoilmaisimet - käytä sähkövirralla lämmitetyn hehkulangan hehkua. Ne ovat miniatyyrilamppuja, joissa on hehkulanka, valaisevat merkkivalojen ja painikkeiden värillisiä koteloita (suodattimia) tai tiettyjä kuvia, merkkejä, symboleja.

Elektroluminesenssiindikaattorit - joidenkin aineiden hehkua käytetään sähkökentän vaikutuksen alaisena. Esimerkiksi tyhjiöfluoresoivat indikaattorit. Ne ovat monianodilamppuja, joissa on katodi, emittoivat elektroneja ja hila, joka ohjaa indikaattorin virtaa. Anodit valmistetaan syntetisoivien segmenttien muodossa, jotka on päällystetty fosforilla. Kun elektronit törmäävät anodien pintaan, vaaditun värinen loiste hohtaa. Jokaiseen anodiin syötetään erillinen syöttöjännite.

Aiemmin laajalti käytettyjä ne syrjäytyvät muuntyyppisillä indikaattoreilla. Niiden avulla voidaan saada suuri määrä elementtejä ja merkkejä eri väreillä ja korkealla kirkkaudella.

Elektronisuihkulaitteet — perustuvat fosforien hehkuun, kun niitä pommitetaan elektroneilla.

Katodisädelaitteiden merkittävimmät edustajat ovat katodisädeputket (CRT). CRT on elektroninen tyhjiölaite, joka käyttää sähkö- ja/tai magneettikentän ohjaamana säteen muotoon keskittynyttä elektronisädettä ja luo näkyvän kuvan erityiselle näytölle (kuva 1).

Niitä käytetään oskilloskoopeissa — elektronisten prosessien tarkkailuun, televisiossa (kineskoopit) — siirrettävän kuvan kirkkaudesta ja väristä tietoa sisältävän sähköisen signaalin muuntamiseen, tutkakuvauslaitteissa — ympäröivästä avaruudesta tietoa sisältävien sähköisten signaalien muuntamiseen näkyvä kuva.

Kuva 1 – Elektronisuihkuputken rakenne

Nestekide-indikaattorit syrjäyttävät niitä voimakkaasti: CRT-näyttöjen tuotanto lopetetaan, CRT-televisiot vähenevät.

Kaasunpurkauslaitteet (ioni) - Kaasun hehkua käytetään sähköpurkaukseen.

Ne koostuvat suljetusta sylinteristä, johon on juotettu elektrodeja (yksinkertaisimmassa tapauksessa anodi ja katodi - neonlamppu), ja täytetty inertillä kaasulla (neon, helium, argon, krypton) alhaisessa paineessa. Kun jännite kytketään, havaitaan kaasun hehkua. Hehkun väri määräytyy täyttökaasun koostumuksen mukaan. Käytetään osoittamaan AC- tai DC-jännitteitä.

Nykyään tuotannossa käytetään kaasupurkauslaitteiden plasmapaneeleja.

Plasmapaneeli PDP (plasma display panel) on solumatriisi, joka on suljettu kahden lasiruudun väliin. Jokainen kenno on peitetty fosforilla (viereiset solut muodostavat kolmen värin kolmikkoja - punainen, vihreä ja sininen R, G, B) ja täytetty inertillä kaasulla - neonilla tai ksenonilla (kuva 2).Kun sähkövirta johdetaan kennon elektrodeihin, kaasu muuttuu plasmatilaan ja saa loisteaineen hehkumaan.

Kuva 2 – Plasmapaneelikennojen suunnittelu

Plasmapaneelien tärkein etu on suuret näyttökoot - yleensä 42" - 65". Lisäksi yksittäisistä paneeleista voidaan koota suuria näyttöjä käytettäväksi konserttisaleissa, stadioneilla, aukioilla jne.

Plasmapaneeleilla on korkea kontrastisuhde (ero mustan ja valkoisen välillä), laaja katselukulma ja laaja käyttölämpötila-alue.

Etujen ohella on myös haittoja: vain suuret paneelit, fosforin asteittainen "polttaminen", suhteellisen korkea energiankulutus.

Puolijohdeindikaattorit - toimintaperiaate perustuu valokvanttien säteilyyn p-n-liitoksen alueella, johon syötetään jännite.

Erottaa:

— erilliset (piste)puolijohdeilmaisimet — LEDit;

— merkkiosoittimet — numeroiden ja kirjainten näyttämiseen;

- LED-matriisit.

LEDit tai valoa emittoivat diodit (LED — Light Emission Diodes) ovat yleistyneet niiden kompaktiuden, kyvyn vastaanottaa minkä tahansa värin säteilyn, herkän lasisipulin puuttumisen, alhaisen syöttöjännitteen ja helppouden vuoksi.

LED koostuu yhdestä tai useammasta säteilyä lähettävästä kiteestä (kuva 3) ja sijaitsee samassa kotelossa linssin ja heijastimen kanssa, joka muodostaa suunnatun valonsäteen spektrin näkyvään tai infrapuna (näkymättömään) osaan.

Kuva 3 – LEDin rakenne

Esimerkki. Kuvassa 4 on kaavio LEDin kytkemisestä 12 V:n syöttöön.Jännitehäviö diodin yli kytkettäessä suoraan on noin 2,5 V, joten sammutusvastus on kytkettävä päälle sarjaan. Riittävän kirkkauden varmistamiseksi diodivirran tulee olla luokkaa 20 mA. On tarpeen määrittää vaimennusvastuksen R resistanssi.

Kuva 4 – Kaavio LEDin sytyttämiseksi

Tätä varten määritämme jännitteen, jonka on pudotettava (sammuttava) vastuksessa: UR = UP - UVD = 12 - 2,5 = 9,5 V

Antaaksesi tietyn virran piiriin tietyllä jännitteellä, mukaan Ohmin laki määritämme vastuksen resistanssiarvon: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Tämän jälkeen valitaan lähin suurempi vakiovastuksen arvo. Tässä esimerkissä voit valita lähimmän arvon 470 ohmia.

Tehokkaita ledejä käytetään valonlähteinä sisä- ja ulkovalaistuksessa, valonheittimissä, liikennevaloissa ja auton ajovaloissa. Inertiateho tekee LEDeistä välttämättömiä, kun vaaditaan korkeaa suorituskykyä.

Yhdistämällä seitsemän LEDiä yhdeksi koteloksi voit luoda seitsemän segmentin merkkiosoittimen, jonka avulla voit näyttää 10 numeroa ja joitakin kirjaimia. Kaavion osoittimessa (kuva 5) anodi on yhteinen diodeille, siihen syötetään syöttöjännite ja katodit on kytketty elektronisiin kytkimiin (transistoreihin), jotka yhdistävät ne laatikkoon. Yleensä merkkivaloa ohjataan mikropiirillä.

Kuva 5 — Ikoninen puolijohteen ilmaisin

LED-matriisit (moduulit) - tietty määrä LED-valoja, jotka on valmistettu täydellisen lohkon muodossa ja ohjauspiirillä. Tuotannossa käytetään muotteja LED-näytöt (LED-näytöt).

Nestekidenäyttö (LCD) - perustuu nestekiteiden optisten ominaisuuksien muutokseen sähkökentän vaikutuksesta.

Nestekiteet (LC) ovat orgaanisia nesteitä, joissa on kiteille tyypillinen molekyylien järjestynyt järjestys. Nestekiteet ovat läpinäkyviä valonsäteille, mutta sähkökentän vaikutuksesta niiden rakenne häiriintyy, molekyylit asettuvat satunnaisesti ja neste muuttuu läpinäkymättömäksi.

Toimintaperiaatteen mukaan erotetaan LCD-näytöt, jotka toimivat taustavalonlähteen (purkauslamput tai LEDit) luomassa läpäisevässä valossa (läpäisevässä valossa) ja minkä tahansa indikaattoriin heijastuvan lähteen (keinotekoinen tai luonnollinen) valossa (heijastusta varten) ) . Valon käsittelyä käytetään näytöissä, matkapuhelinnäytöissä. Heijastavat ilmaisimet löytyvät metreistä, kelloista, laskimista, kodinkoneiden näytöistä ja muista.

Lisäksi useita ilmaisimia käytetään kytkettävällä taustavalolla kirkkaissa olosuhteissa ja taustavalon ollessa päällä heikossa valaistuksessa virrankulutuksen vähentämiseksi.

Kuva 6 – Nestekideheijastusosoitin

Kuvassa 6 on heijastava LCD-näyttö. Kahden läpinäkyvän levyn välissä on nestekidekerros (kerroksen paksuus 10-20 µm). Ylälevyssä on läpinäkyvät elektrodit segmenttien, numeroiden tai kirjainten muodossa.

Jos elektrodeihin ei ole jännitettä, LCD on läpinäkyvä, ulkoisen luonnonvalon valonsäteet kulkevat sen läpi, heijastuvat alemmasta peilielektrodista ja tulevat takaisin ulos - näemme tyhjän näytön.Kun jännite kohdistetaan mihin tahansa elektrodiin, tämän elektrodin alapuolella oleva LCD-näyttö muuttuu läpinäkymättömäksi, valonsäteet eivät kulje nesteen kyseisen osan läpi, ja sitten näemme näytöllä segmentin, numeron, kirjaimen, merkin jne.

Nestekide-indikaattoreilla on useita etuja, joita ovat erittäin alhainen virrankulutus, kestävyys ja kompakti.

Nykyään LCD-näytöt (LCD-näytöt — nestekidenäyttö — nestekidenäyttö, TFT-näytöt — ohutkalvotransistoreja käyttävät LCD-matriisi) ovat näyttöjen ja televisiovastaanottimien päätyyppi.