Alati i uređaji za prikaz

Pokazivački uređaji ili zaslonski elementi osnova su uređaja za prikaz informacija namijenjenih pretvaranju električnog signala u vidljivi oblik.

Svjetlosni indikatori - koriste se sjajem žarne niti zagrijane električnom strujom. One su minijaturne svjetiljke sa žarnom niti, koje osvjetljavaju obojena kućišta (filtre) indikatora i gumba ili određene slike, znakove, simbole.

Elektroluminiscentni indikatori - koristi se sjaj nekih tvari pod utjecajem električnog polja. Na primjer vakuumski fluorescentni indikatori. To su svjetiljke s više anoda s katodom koja emitira elektrone i rešetkom koja kontrolira struju indikatora. Anode su izrađene u obliku sintetizirajućih segmenata obloženih fosforom. Kada se elektroni sudare s površinom anoda, fosfor željene boje svijetli. Na svaku anodu se dovodi poseban napon napajanja.

Prethodno naširoko korišteni, istiskuju ih druge vrste indikatora. Omogućuju dobivanje velikog broja elemenata i znakova različitih boja i visoke svjetline.

Uređaji s elektronskim snopom — temeljeni na sjaju fosfora pri bombardiranju elektronima.

Najistaknutiji predstavnici katodnih uređaja su katodne cijevi (CRT). CRT je elektronički vakuumski uređaj koji koristi snop elektrona koncentriran u obliku snopa kontroliranog električnim i/ili magnetskim poljem i stvara vidljivu sliku na posebnom ekranu (slika 1).

Koriste se u osciloskopima — za praćenje elektroničkih procesa, u televiziji (kineskopi) — za pretvaranje električnog signala koji sadrži informacije o svjetlini i boji odaslane slike, u uređajima za radarsko snimanje — za pretvaranje električnih signala koji sadrže informacije o okolnom prostoru u vidljivu sliku.

Slika 1 — Konstrukcija cijevi s elektronskim snopom

Intenzivno ih istiskuju indikatori s tekućim kristalima: proizvodnja CRT monitora je prekinuta, CRT televizori opadaju.

Uređaji s plinskim (ionskim) pražnjenjem - Sjaj plina koristi se za električno pražnjenje.

Sastoje se od zapečaćenog cilindra u koji su zalemljene elektrode (u najjednostavnijem slučaju anoda i katoda — neonska svjetiljka) i ispunjene inertnim plinovima (neon, helij, argon, kripton) pod niskim tlakom. Kada se napon primijeni, uočava se sjaj plina. Boja sjaja određena je sastavom plina za punjenje. Koristi se za označavanje izmjeničnog ili istosmjernog napona.

Danas se za proizvodnju uređaja s plinskim pražnjenjem koriste plazma ploče.

Plazma panel PDP (plasma display panel) je matrica ćelija zatvorena između dva stakla. Svaka je ćelija prekrivena fosforom (susjedne ćelije tvore trijade od tri boje — crvena, zelena i plava R, G, B) i ispunjena inertnim plinom — neonom ili ksenonom (slika 2).Kada se električna struja primijeni na elektrode ćelije, plin prelazi u stanje plazme i uzrokuje sjaj fosfora.

Slika 2 — Dizajn ćelija plazma ploče

Glavna prednost plazma panela su velike veličine zaslona — obično u rasponu od 42" do 65". Osim toga, pojedinačne ploče mogu se sastaviti u velike zaslone za korištenje u koncertnim dvoranama, stadionima, trgovima itd.

Plazma ploče imaju visok omjer kontrasta (razlika između crne i bijele), širok kut gledanja i širok raspon radnih temperatura.

Uz prednosti, postoje i nedostaci: samo velike ploče, postupno "sagorijevanje" fosfora, relativno visoka potrošnja energije.

Poluvodički indikatori - princip rada temelji se na emisiji svjetlosnih kvanta u području p-n spoja, na koji se dovodi napon.

razlikovati:

— diskretni (točkasti) poluvodički indikatori — LED diode;

— indikatori znakova — za prikaz brojeva i slova;

— LED matrice.

LED diode ili diode koje emitiraju svjetlost (LED — Light Emission Diodes) postale su široko rasprostranjene zbog svoje kompaktnosti, mogućnosti primanja bilo koje boje emisije, nepostojanja krhke staklene žarulje, niskog napona napajanja i lakoće prebacivanja.

LED se sastoji od jednog ili više kristala (slika 3) koji emitiraju zračenje i koji se nalaze u istom kućištu s lećom i reflektorom koji formiraju usmjerenu svjetlosnu zraku u vidljivom ili infracrvenom (nevidljivom) dijelu spektra.

Slika 3 — Konstrukcija LED-a

Primjer. Slika 4 prikazuje dijagram uključivanja LED diode na napajanje od 12 V.Pad napona na diodi kada je izravno spojen je oko 2,5 V, pa je potrebno serijski uključiti otpornik za gašenje. Kako bi se osigurala dovoljna svjetlina, struja diode bi trebala biti reda veličine 20 mA. Potrebno je odrediti otpor prigušnog otpornika R.

Slika 4 — Shema za uključivanje LED diode

Da bismo to učinili, odredimo napon koji mora pasti (isključiti) na otporniku: UR = GORE — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Za osiguranje zadane struje u krugu pri zadanom naponu, prema Ohmov zakon određujemo vrijednost otpora otpornika: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Zatim se odabire najbliža veća standardna vrijednost otpornika. Za ovaj primjer možete odabrati najbližu vrijednost od 470 ohma.

Snažne LED diode koriste se kao izvori svjetlosti u unutarnjoj i vanjskoj rasvjeti, reflektorima, semaforima i prednjim svjetlima automobila. Inercijska izvedba čini LED diode nezamjenjivima kada su potrebne visoke performanse.

Kombinacija sedam LED dioda u jedno kućište omogućuje vam stvaranje indikatora znakova od sedam segmenata koji vam omogućuje prikaz 10 brojeva i nekoliko slova. U indikatoru prikazanom na dijagramu (sl. 5) anoda je zajednička diodama, na nju se dovodi napon napajanja, a katode su spojene na elektroničke sklopke (tranzistori) koje ih povezuju s kutijom. Obično indikatorom znakova upravlja mikro krug.

Slika 5 — Ikonični indikator poluvodiča

LED matrice (moduli) — određeni broj LED dioda izrađenih u obliku cjelovitog bloka i s upravljačkim krugom. Za proizvodnju se koriste matrice LED zasloni (LED zasloni).

Zasloni s tekućim kristalima (LCD) — temeljeni na promjeni optičkih svojstava tekućih kristala pod utjecajem električnog polja.

Tekući kristali (LC) su organske tekućine s uređenim rasporedom molekula karakterističnim za kristale. Tekući kristali su prozirni za svjetlosne zrake, ali pod utjecajem električnog polja dolazi do poremećaja njihove strukture, molekule se raspoređuju nasumično i tekućina postaje neprozirna.

Prema principu rada razlikuju se LCD zasloni koji rade u propusnom svjetlu (putem transmisije) koje stvara izvor pozadinskog osvjetljenja (žarulje s izbojem ili LED) te u svjetlu bilo kojeg izvora (umjetnog ili prirodnog) koji se reflektira u indikatoru (za refleksiju ) . Rad na svjetlu koristi se u monitorima, zaslonima mobilnih telefona. Reflektirajući indikatori nalaze se u mjeračima, satovima, kalkulatorima, zaslonima kućanskih aparata itd.

Osim toga, koriste se brojni indikatori s promjenjivim pozadinskim osvjetljenjem u svijetlim uvjetima i s uključenim pozadinskim osvjetljenjem pri slabom osvjetljenju kako bi se smanjila potrošnja energije.

Slika 6 — Indikator refleksije tekućeg kristala

Slika 6 prikazuje reflektirajući LCD zaslon. Između dvije prozirne ploče nalazi se sloj tekućeg kristala (debljina sloja 10 — 20 µm). Gornja ploča ima prozirne elektrode u obliku segmenata, brojeva ili slova.

Ako nema napona na elektrodama, onda je LCD proziran, svjetlosne zrake vanjskog prirodnog osvjetljenja prolaze kroz njega, reflektiraju se od donje zrcalne elektrode i izlaze natrag - vidimo prazan ekran.Kada se na bilo koju elektrodu dovede napon, LCD displej ispod te elektrode postaje neproziran, svjetlosne zrake ne prolaze kroz taj dio tekućine i tada na ekranu vidimo segment, broj, slovo, znak itd.

Indikatori s tekućim kristalima imaju niz prednosti, među kojima su vrlo niska potrošnja energije, trajnost i kompaktnost.

Danas su LCD monitori (LCD monitori — zaslon s tekućim kristalima — monitori s tekućim kristalima, TFT monitori — LCD matrica koja koristi tankoslojne tranzistore) glavna vrsta monitora i televizijskih prijamnika.