Eszközök és megjelenítő eszközök

A mutatóeszközök vagy kijelzőelemek az információs megjelenítő eszközök alapját képezik, amelyeket arra terveztek, hogy az elektromos jelet látható formává alakítsák.

Fényjelzők - használja az elektromos árammal felmelegített izzószál izzását. Miniatűr izzószálas lámpák, amelyek megvilágítják az indikátorok és gombok színes tokjait (szűrőit), vagy bizonyos képeket, jeleket, szimbólumokat.

Elektrolumineszcens indikátorok - egyes anyagok izzását elektromos mező hatására használják. Például vákuum fluoreszcens indikátorok. Ezek több anódos lámpák katóddal, elektronokat bocsátanak ki, és egy rácsot, amely szabályozza az indikátor áramát. Az anódokat foszforral borított szintetizáló szegmensek formájában készítik. Amikor az elektronok az anódok felületével ütköznek, a kívánt színű fénypor világít. Minden anódra külön tápfeszültség kerül.

A korábban széles körben használt mutatókat más típusú mutatók váltják ki. Lehetővé teszik nagyszámú elem és karakter megszerzését különböző színekkel és nagy fényerővel.

Elektronsugaras eszközök – a fényporok izzásán alapulnak, amikor elektronokkal bombázzák őket.

A katódsugár-eszközök legjelentősebb képviselői a katódsugárcsövek (CRT). A CRT egy elektronikus vákuumkészülék, amely elektromos és/vagy mágneses térrel vezérelt nyaláb formájában koncentrált elektronsugarat használ, és látható képet hoz létre egy speciális képernyőn (1. ábra).

Oszcilloszkópokban használják - elektronikus folyamatok figyelésére, televízióban (kineszkóp) - a továbbított kép fényességére és színére vonatkozó információkat tartalmazó elektromos jel átalakítására, radar képalkotó eszközökben - a környező térre vonatkozó információkat tartalmazó elektromos jelek átalakítására. látható kép.

1. ábra – Elektronsugárcső felépítése

Intenzíven kiszorítják őket a folyadékkristályos indikátorok: a katódsugárcsöves monitorok gyártása megszűnik, a katódsugárcsöves tévék fogynak.

Gázkisülési (ionos) eszközök – A gázfény elektromos kisülésre szolgál.

Zárt hengerből állnak, amelybe elektródákat forrasztottak (a legegyszerűbb esetben anódot és katódot - neonlámpát), és alacsony nyomáson inert gázokkal (neon, hélium, argon, kripton) vannak feltöltve. Feszültség rákapcsolásakor gáz izzás figyelhető meg. Az izzás színét a töltőgáz összetétele határozza meg. AC vagy DC feszültségek jelölésére szolgál.

Manapság a gázkisülési eszközök plazmapaneljeit használják a gyártáshoz.

A plazma panel PDP (plazma kijelző panel) cellák mátrixa, amely két üvegtábla közé van zárva. Mindegyik cellát foszfor borítja (a szomszédos sejtek három színű hármast alkotnak - piros, zöld és kék R, G, B), és inert gázzal töltik meg - neon vagy xenon (2. ábra).Amikor elektromos áramot vezetnek a cella elektródáira, a gáz plazmaállapotba alakul, és a foszfor izzását okozza.

2. ábra – Plazma panel cellák kialakítása

A plazmapanelek fő előnye a nagy képernyőméret – általában 42" és 65" között mozog. Ezenkívül az egyes panelek nagy képernyőkké állíthatók össze koncerttermekben, stadionokban, tereken stb.

A plazmapanelek nagy kontrasztaránnyal (fekete-fehér különbség), széles betekintési szöggel és széles üzemi hőmérséklet-tartománysal rendelkeznek.

Az előnyök mellett vannak hátrányok is: csak nagy méretű panelek, a foszfor fokozatos "égése", viszonylag magas energiafogyasztás.

Félvezető indikátorok - a működési elv a fénykvantumok kibocsátásán alapul a p-n átmenet tartományában, amelyre feszültséget kapcsolnak.

Megkülönböztetni:

— diszkrét (pontos) félvezető indikátorok — LED-ek;

— karakterjelzők — számok és betűk megjelenítésére;

- LED mátrixok.

A LED-ek vagy fénykibocsátó diódák (LED – Light Emission Diodes) széles körben elterjedtek kompaktságuk, bármilyen sugárzási szín vételére való képességük, törékeny üvegkörte hiánya, alacsony tápfeszültség és könnyű kapcsolás miatt.

A LED egy vagy több sugárzást kibocsátó kristályból (3. ábra) áll, és ugyanabban a házban helyezkedik el egy lencsével és egy reflektorral, amely irányított fénysugarat képez a spektrum látható vagy infravörös (láthatatlan) részében.

3. ábra – LED felépítése

Egy példa. A 4. ábra a LED 12 V-os tápra kapcsolásának diagramját mutatja.A feszültségesés a diódán közvetlenül csatlakoztatva körülbelül 2,5 V, ezért sorosan kell bekapcsolni az oltóellenállást. A megfelelő fényerő biztosítása érdekében a dióda áramának 20 mA nagyságrendűnek kell lennie. Meg kell határozni az R csillapító ellenállás ellenállását.

4. ábra – A LED bekapcsolásának sémája

Ehhez meghatározzuk azt a feszültséget, amelynek le kell esnie (ki kell kapcsolnia) az ellenálláson: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Adott áramerősség biztosítása az áramkörben adott feszültség mellett, aszerint Ohm törvénye meghatározzuk az ellenállás ellenállás értékét: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Ezután a legközelebbi nagyobb szabványos ellenállásérték kerül kiválasztásra. Ebben a példában kiválaszthatja a legközelebbi 470 ohmos értéket.

Az erős LED-eket fényforrásként használják beltéri és kültéri világításban, reflektorokban, közlekedési lámpákban és autók fényszóróiban. Az inerciális teljesítmény nélkülözhetetlenné teszi a LED-eket, amikor nagy teljesítményre van szükség.

Hét LED-et egy házban kombinálva hétszegmenses karakterjelzőt hozhat létre, amely 10 szám és néhány betű megjelenítését teszi lehetővé. Az ábrán látható jelzőn (5. ábra) az anód közös a diódákkal, a tápfeszültség rá van szolgáltatva, a katódokat pedig elektronikus kapcsolókra (tranzisztorokra) kötjük, amelyek a dobozhoz kötik őket. Általában a karakterjelzőt egy mikroáramkör vezérli.

5. ábra – Ikonikus félvezető jelző

LED-mátrixok (modulok) - bizonyos számú LED teljes blokk formájában és vezérlőáramkörrel. A gyártáshoz szerszámokat használnak LED képernyők (LED kijelzők).

Folyadékkristályos kijelzők (LCD) – a folyadékkristályok optikai tulajdonságainak elektromos tér hatására bekövetkező változásán alapul.

A folyadékkristályok (LC) olyan szerves folyadékok, amelyek a kristályokra jellemző molekulák rendezett elrendezésével rendelkeznek. A folyadékkristályok átlátszóak a fénysugarak számára, de az elektromos tér hatására szerkezetük felborul, a molekulák véletlenszerűen rendeződnek el, a folyadék átlátszatlanná válik.

A működési elv szerint megkülönböztetik azokat az LCD-kijelzőket, amelyek háttérfényforrás (kisülési lámpák vagy LED-ek) által létrehozott áteresztett fényben (áteresztő fényben) és bármely (mesterséges vagy természetes) forrás fényében működnek, amely a jelzőfényben tükröződik (visszaverődés céljából). ) . A fényen való munkavégzést monitorokban, mobiltelefon-kijelzőkben használják. A fényvisszaverő indikátorok mérőórákban, órákban, számológépekben, háztartási gépek kijelzőiben és egyebekben találhatók.

Ezen túlmenően, számos jelzőfényt használnak kapcsolható háttérvilágítással erős fényviszonyok mellett, illetve bekapcsolt háttérvilágítással gyenge fényviszonyok mellett az energiafogyasztás csökkentése érdekében.

6. ábra – Folyadékkristályos visszaverődés jelző

A 6. ábra egy tükröződő LCD kijelzőt mutat. Két átlátszó lemez között van egy folyadékkristályréteg (a réteg vastagsága 10-20 µm). A felső lemezen átlátszó elektródák vannak szegmensek, számok vagy betűk formájában.

Ha nincs feszültség az elektródákon, akkor az LCD átlátszó, a külső természetes világítás fénysugarai áthaladnak rajta, visszaverődnek az alsó tükörelektródáról, és visszajönnek - üres képernyőt látunk.Ha bármely elektródára feszültséget kapcsolunk, az alatta lévő LCD-kijelző átlátszatlanná válik, a fénysugarak nem haladnak át a folyadék azon részén, majd a képernyőn egy szegmenst, számot, betűt, jelet stb.

A folyadékkristályos indikátorok számos előnnyel rendelkeznek, köztük a nagyon alacsony energiafogyasztás, a tartósság és a kompaktság.

Ma az LCD-monitorok (LCD-monitorok – folyadékkristályos kijelző – folyadékkristályos monitorok, TFT-monitorok – vékonyréteg-tranzisztorokat használó LCD-mátrix) a monitorok és televízió-vevőkészülékek fő típusai.