Verktøy og visningsenheter

Pekeenheter eller visningselementer er grunnlaget for informasjonsvisningsenheter designet for å konvertere et elektrisk signal til en synlig form.

Lysindikatorer - bruk gløden fra en glødende glødetråd oppvarmet av en elektrisk strøm. De er miniatyrlamper med en glødende glødetråd, som lyser opp fargede tilfeller (filtre) av indikatorer og knapper eller visse bilder, tegn, symboler.

Elektroluminescerende indikatorer - gløden til noen stoffer brukes under påvirkning av et elektrisk felt. For eksempel vakuum fluorescerende indikatorer. De er multianodelamper med en katode, som sender ut elektroner og et rutenett som styrer strømmen til indikatoren. Anoder er laget i form av syntetiseringssegmenter dekket med fosfor. Når elektronene kolliderer med overflaten av anodene, lyser fosforet med den nødvendige fargen. En separat forsyningsspenning påføres hver anode.

Tidligere mye brukt, blir de fortrengt av andre typer indikatorer. De lar deg få et stort antall elementer og karakterer med forskjellige farger og høy lysstyrke.

Elektronstråleenheter - basert på lyset fra fosfor når de bombarderes med elektroner.

De mest fremtredende representantene for katodestråleenheter er katodestrålerør (CRT). CRT er en elektronisk vakuumenhet som bruker en stråle av elektroner konsentrert i form av en stråle kontrollert av et elektrisk og/eller magnetisk felt og skaper et synlig bilde på en spesiell skjerm (fig. 1).

De brukes i oscilloskoper - for å overvåke elektroniske prosesser, i TV (kinescopes) - for å konvertere et elektrisk signal som inneholder informasjon om lysstyrken og fargen til det overførte bildet, i radaravbildningsenheter - for å konvertere elektriske signaler som inneholder informasjon om det omkringliggende rommet i et synlig bilde.

Figur 1 — Konstruksjon av et elektronstrålerør

De er intensivt fortrengt av flytende krystallindikatorer: produksjonen av CRT-skjermer er avviklet, CRT-TV-er avtar.

Gassutladningsenheter (ione) - Gassgløden brukes til en elektrisk utladning.

De består av en forseglet sylinder med elektroder loddet inn i den (i det enkleste tilfellet, anode og katode - en neonlampe), og fylt med inerte gasser (neon, helium, argon, krypton) ved lavt trykk. Når spenning påføres, observeres gassglød. Fargen på gløden bestemmes av sammensetningen av påfyllingsgassen. Brukes for å betegne AC eller DC spenninger.

I dag brukes plasmapaneler for gassutladning til produksjon.

Et plasmapanel PDP (plasma display panel) er en matrise av celler innelukket mellom to glassruter. Hver celle er dekket med fosfor (tilstøtende celler danner triader av tre farger - rød, grønn og blå R, G, B) og fylt med en inert gass - neon eller xenon (fig. 2).Når en elektrisk strøm påføres cellens elektroder, forvandles gassen til plasmatilstand og får fosforet til å gløde.

Figur 2 — Design av plasmapanelceller

Den største fordelen med plasmapaneler er de store skjermstørrelsene - vanligvis fra 42" til 65". I tillegg kan individuelle paneler settes sammen til store skjermer for bruk i konsertsaler, stadioner, torg m.m.

Plasmapaneler har et høyt kontrastforhold (forskjell mellom svart og hvitt), en bred visningsvinkel og et bredt spekter av driftstemperaturer.

Sammen med fordelene er det også ulemper: bare store paneler, gradvis "brenning" av fosforet, relativt høyt energiforbruk.

Halvlederindikatorer - operasjonsprinsippet er basert på utslipp av lyskvanter i området til p-n-krysset, som en spenning påføres.

Skille:

— diskrete (punkt) halvlederindikatorer — lysdioder;

— tegnindikatorer — for å vise tall og bokstaver;

— LED-matriser.

LED eller lysemitterende dioder (LED — Light Emission Diodes) har blitt utbredt på grunn av deres kompakthet, evnen til å motta alle emisjonsfarger, fraværet av en skjør glasspære, lav forsyningsspenning og enkel veksling.

LED-en består av en eller flere krystaller (fig. 3) som sender ut stråling og er plassert i samme hus med en linse og en reflektor som danner en rettet lysstråle i den synlige eller infrarøde (usynlige) delen av spekteret.

Figur 3 — Konstruksjon av en LED

Et eksempel. Figur 4 viser et diagram for å bytte LED til en 12 V-forsyning.Spenningsfallet over dioden når den kobles direkte er ca 2,5 V, så det er nødvendig å slå på quenching-motstanden i serie. For å sikre tilstrekkelig lysstyrke bør diodestrømmen være i størrelsesorden 20 mA. Det er nødvendig å bestemme motstanden til dempemotstanden R.

Figur 4 — Skjema for å slå på LED

For å gjøre dette bestemmer vi spenningen som må falle (slå av) på motstanden: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Å gi en gitt strøm i kretsen ved en gitt spenning, iht Ohms lov vi bestemmer motstandsverdien til motstanden: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Den nærmeste større standard motstandsverdien velges deretter. For dette eksemplet kan du velge den nærmeste verdien på 470 ohm.

Kraftige lysdioder brukes som lyskilder i innendørs og utendørs belysning, flomlys, trafikklys og billykter. Treghetsytelse gjør LED uunnværlige når høy ytelse er nødvendig.

Ved å kombinere syv lysdioder i ett hus kan du lage en tegnindikator med syv segmenter som lar deg vise 10 tall og noen bokstaver. I indikatoren vist i diagrammet (fig. 5) er anoden felles for diodene, forsyningsspenningen tilføres den, og katodene er koblet til elektroniske brytere (transistorer) som kobler dem til boksen. Vanligvis styres tegnindikatoren av en mikrokrets.

Figur 5 — Ikonisk halvlederindikator

LED-matriser (moduler) — et visst antall lysdioder laget i form av en komplett blokk og med en kontrollkrets. Dies brukes til produksjon LED-skjermer (LED-skjermer).

Flytende krystallskjermer (LCD) - basert på endringen i de optiske egenskapene til flytende krystaller under påvirkning av et elektrisk felt.

Flytende krystaller (LC) er organiske væsker med et ordnet arrangement av molekyler som er karakteristisk for krystaller. Flytende krystaller er gjennomsiktige for lysstråler, men under påvirkning av et elektrisk felt blir strukturen deres forstyrret, molekylene er ordnet tilfeldig og væsken blir ugjennomsiktig.

I henhold til operasjonsprinsippet kjennetegnes LCD-skjermer som fungerer i transmittert lys (gjennom overføring) skapt av en bakgrunnsbelysningskilde (utladningslamper eller LED-er) og i lyset fra enhver kilde (kunstig eller naturlig) reflektert i indikatoren (for refleksjon) ). Arbeid med lys brukes i skjermer, mobiltelefonskjermer. Reflekterende indikatorer finnes i målere, klokker, kalkulatorer, skjermer for husholdningsapparater og mer.

I tillegg brukes en rekke indikatorer med en koblingsbar bakgrunnsbelysning i lyse forhold og med bakgrunnsbelysningen slått på i lite lys for å redusere strømforbruket.

Figur 6 — Refleksjonsindikator for flytende krystall

Figur 6 viser en reflekterende LCD-skjerm. Mellom to gjennomsiktige plater er det et lag med flytende krystall (tykkelse på laget 10 - 20 µm). Den øvre platen har gjennomsiktige elektroder i form av segmenter, tall eller bokstaver.

Hvis det ikke er spenning til elektrodene, er LCD-skjermen gjennomsiktig, lysstrålene fra den eksterne naturlige belysningen passerer gjennom den, reflekteres av den nedre speilelektroden og kommer ut igjen - vi ser en tom skjerm.Når en spenning påføres en hvilken som helst elektrode, blir LCD-skjermen under den elektroden ugjennomsiktig, lysstråler passerer ikke gjennom den delen av væsken, og så ser vi et segment, tall, bokstav, tegn osv. på skjermen.

Indikatorer for flytende krystaller har en rekke fordeler, blant annet svært lavt strømforbruk, holdbarhet og kompakthet.

I dag er LCD-skjermer (LCD-skjermer — flytende krystallskjerm — flytende krystallmonitorer, TFT-skjermer — LCD-matrise som bruker tynnfilmtransistorer) hovedtypen av skjermer og TV-mottakere.