Rīki un displeja ierīces

Rādīšanas ierīces vai displeja elementi ir informācijas displeja ierīču pamatā, kas paredzētas elektriskā signāla pārvēršanai redzamā formā.

Gaismas indikatori - izmantojiet kvēlspuldzes kvēldiega, ko silda ar elektrisko strāvu, spīdumu. Tās ir miniatūras lampas ar kvēldiegu, kas izgaismo krāsainus indikatoru un pogu korpusus (filtrus) vai noteiktus attēlus, zīmes, simbolus.

Elektroluminiscējošie indikatori - dažu vielu mirdzums tiek izmantots elektriskā lauka ietekmē. Piemēram, vakuuma fluorescējošie indikatori. Tās ir vairāku anodu lampas ar katodu, izstaro elektronus un režģi, kas kontrolē indikatora strāvu. Anodi ir izgatavoti sintezējošu segmentu veidā, kas pārklāti ar fosforu. Elektroniem saduroties ar anodu virsmu, iedegas vajadzīgās krāsas fosfors. Katram anodam tiek pievienots atsevišķs barošanas spriegums.

Iepriekš plaši izmantotie rādītāji tiek aizstāti ar cita veida rādītājiem. Tie ļauj iegūt lielu skaitu elementu un rakstzīmju ar dažādām krāsām un augstu spilgtumu.

Elektronu staru ierīces — pamatojoties uz luminoforu mirdzumu, kad tos bombardē ar elektroniem.

Visizcilākie katodstaru ierīču pārstāvji ir katodstaru lampas (CRT). CRT ir elektroniska vakuumierīce, kas izmanto elektronu staru, kas koncentrēts stara veidā, ko kontrolē elektriskā un/vai magnētiskais lauks un rada redzamu attēlu uz īpaša ekrāna (1. att.).

Tos izmanto osciloskopos — elektronisko procesu uzraudzībai, televīzijā (kineskopos) — elektriskā signāla, kas satur informāciju par pārraidītā attēla spilgtumu un krāsu, pārveidošanai, radara attēlveidošanas ierīcēs — elektrisko signālu pārveidošanai, kas satur informāciju par apkārtējo telpu. redzams attēls.

1. attēls. Elektronu stara caurules uzbūve

Tos intensīvi izspiež šķidro kristālu indikatori: tiek pārtraukta CRT monitoru ražošana, samazinās CRT televizori.

Gāzes izlādes (jonu) ierīces — gāzes mirdzumu izmanto elektriskajai izlādei.

Tie sastāv no noslēgta cilindra ar tajā pielodētiem elektrodiem (vienkāršākajā gadījumā anods un katods - neona lampa) un zemā spiedienā piepildīti ar inertām gāzēm (neonu, hēliju, argonu, kriptonu). Pieliekot spriegumu, tiek novērota gāzes mirdzēšana. Mirdzuma krāsu nosaka uzpildes gāzes sastāvs. Izmanto, lai apzīmētu maiņstrāvas vai līdzstrāvas spriegumus.

Mūsdienās ražošanā tiek izmantotas gāzizlādes ierīču plazmas paneļi.

Plazmas panelis PDP (plazmas displeja panelis) ir šūnu matrica, kas atrodas starp divām stikla rūtīm. Katra šūna ir pārklāta ar fosforu (blakus esošās šūnas veido trīs krāsu triādes - sarkana, zaļa un zila R, G, B) un piepildīta ar inertu gāzi - neonu vai ksenonu (2. att.).Kad šūnas elektrodiem tiek pievadīta elektriskā strāva, gāze pārvēršas plazmas stāvoklī un izraisa luminofora spīdumu.

2. attēls. Plazmas paneļa elementu dizains

Plazmas paneļu galvenā priekšrocība ir lielie ekrāna izmēri — parasti no 42" līdz 65". Turklāt atsevišķus paneļus var salikt lielos ekrānos izmantošanai koncertzālēs, stadionos, laukumos utt.

Plazmas paneļiem ir augsta kontrasta attiecība (atšķirība starp melno un balto krāsu), plašs skata leņķis un plašs darba temperatūru diapazons.

Līdzās priekšrocībām ir arī trūkumi: tikai liela izmēra paneļi, pakāpeniska fosfora "sadedzināšana", salīdzinoši liels enerģijas patēriņš.

Pusvadītāju indikatori - darbības princips ir balstīts uz gaismas kvantu emisiju p-n krustojuma reģionā, kuram tiek pielikts spriegums.

Atšķirt:

— diskrētie (punktveida) pusvadītāju indikatori — gaismas diodes;

— rakstzīmju indikatori — lai parādītu ciparus un burtus;

— LED matricas.

Gaismas diodes jeb gaismas diodes (LED — Light Emission Diodes) ir kļuvušas plaši izplatītas, pateicoties to kompaktumam, spējai uztvert jebkādu izstarojuma krāsu, trauslas stikla spuldzes neesamību, zemu barošanas spriegumu un vieglu pārslēgšanu.

Gaismas diode sastāv no viena vai vairākiem kristāliem (3. att.), kas izstaro starojumu un atrodas vienā korpusā ar lēcu un reflektoru, kas veido vērstu gaismas staru spektra redzamajā jeb infrasarkanajā (neredzamajā) daļā.

3. attēls. LED uzbūve

Piemērs. 4. attēlā parādīta diagramma LED pārslēgšanai uz 12 V barošanu.Sprieguma kritums pāri diodei, kad tie ir pievienoti tieši, ir aptuveni 2,5 V, tāpēc ir nepieciešams virknē ieslēgt dzēšanas rezistoru. Lai nodrošinātu pietiekamu spilgtumu, diodes strāvai jābūt apmēram 20 mA. Ir nepieciešams noteikt amortizācijas rezistora R pretestību.

4. attēls. LED ieslēgšanas shēma

Lai to izdarītu, mēs nosakām spriegumu, kuram ir jāsamazinās (jāizslēdzas) uz rezistora: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Lai nodrošinātu noteiktu strāvu ķēdē pie noteikta sprieguma, saskaņā ar Oma likums mēs nosakām rezistora pretestības vērtību: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Pēc tam tiek atlasīta tuvākā lielākā standarta rezistora vērtība. Šajā piemērā varat izvēlēties tuvāko vērtību 470 omi.

Jaudīgas gaismas diodes tiek izmantotas kā gaismas avoti iekštelpu un āra apgaismojumā, prožektoros, luksoforos un automašīnu priekšējos lukturos. Inerciālā veiktspēja padara gaismas diodes neaizstājamas, ja ir nepieciešama augsta veiktspēja.

Septiņu gaismas diožu apvienošana vienā korpusā ļauj izveidot septiņu segmentu rakstzīmju indikatoru, kas ļauj attēlot 10 ciparus un dažus burtus. Diagrammā redzamajā indikatorā (5. att.) anods ir kopīgs diodēm, tam tiek piegādāts barošanas spriegums, un katodi ir savienoti ar elektroniskajiem slēdžiem (tranzistoriem), kas savieno tos ar kārbu. Parasti rakstzīmju indikatoru kontrolē mikroshēma.

5. attēls. Ikonisks pusvadītāja indikators

LED matricas (moduļi) — noteikts skaits gaismas diožu, kas izgatavotas pilna bloka veidā un ar vadības ķēdi. Ražošanai izmanto presformas LED ekrāni (LED displeji).

Šķidro kristālu displeji (LCD) — pamatojoties uz šķidro kristālu optisko īpašību izmaiņām elektriskā lauka ietekmē.

Šķidrie kristāli (LC) ir organiski šķidrumi ar sakārtotu molekulu izvietojumu, kas raksturīgs kristāliem. Šķidrie kristāli ir caurspīdīgi gaismas stariem, taču elektriskā lauka ietekmē tiek izjaukta to struktūra, molekulas izkārtojas nejauši un šķidrums kļūst necaurspīdīgs.

Saskaņā ar darbības principu izšķir LCD displejus, kas darbojas caurlaidīgā gaismā (caur caurlaidību), ko rada fona apgaismojuma avots (izlādes spuldzes vai LED), un jebkura avota (mākslīgā vai dabiskā) gaismā, kas atspoguļojas indikatorā (atspoguļošanai). ) . Darbs pie gaismas tiek izmantots monitoros, mobilo tālruņu displejos. Atstarojošie indikatori ir atrodami skaitītājos, pulksteņos, kalkulatoros, sadzīves tehnikas displejos u.c.

Turklāt vairāki indikatori tiek izmantoti ar pārslēdzamu fona apgaismojumu gaišos apstākļos un ar ieslēgtu fona apgaismojumu vājā apgaismojumā, lai samazinātu enerģijas patēriņu.

6. attēls — šķidro kristālu atstarojuma indikators

6. attēlā parādīts atstarojošs LCD displejs. Starp divām caurspīdīgām plāksnēm ir šķidro kristālu slānis (slāņa biezums 10-20 µm). Augšējā plāksnē ir caurspīdīgi elektrodi segmentu, ciparu vai burtu veidā.

Ja elektrodiem nav sprieguma, tad LCD ir caurspīdīgs, ārējā dabiskā apgaismojuma gaismas stari iziet cauri tam, tiek atspoguļoti apakšējā spoguļa elektrodā un atgriežas - mēs redzam tukšu ekrānu.Kad jebkuram elektrodam tiek pielikts spriegums, LCD displejs zem šī elektroda kļūst necaurspīdīgs, gaismas stari neiziet cauri šai šķidruma daļai, un tad ekrānā redzam segmentu, ciparu, burtu, zīmi utt.

Šķidro kristālu indikatoriem ir vairākas priekšrocības, starp kurām ir ļoti zems enerģijas patēriņš, izturība un kompaktums.

Mūsdienās LCD monitori (LCD monitori — šķidro kristālu displejs — šķidro kristālu monitori, TFT monitori — LCD matrica, izmantojot plānslāņa tranzistorus) ir galvenais monitoru un televīzijas uztvērēju veids.