Verktyg och visningsenheter
Pekdon eller displayelement är grunden för informationsdisplayer som är utformade för att omvandla en elektrisk signal till en synlig form.
Ljusindikatorer - använd glöden från en glödtråd som värms upp av en elektrisk ström. De är miniatyrlampor med en glödtråd, som lyser upp färgade fall (filter) av indikatorer och knappar eller vissa bilder, tecken, symboler.
Elektroluminescerande indikatorer - glöden från vissa ämnen används under påverkan av ett elektriskt fält. Till exempel vakuum fluorescerande indikatorer. De är fleranodlampor med en katod, emitterande elektroner och ett rutnät som styr indikatorns ström. Anoder är gjorda i form av syntetiseringssegment täckta med fosfor. När elektronerna kolliderar med anodernas yta lyser fosforn med den önskade färgen. En separat matningsspänning appliceras på varje anod.
De har tidigare använts i stor omfattning och förskjuts av andra typer av indikatorer. De gör det möjligt att få ett stort antal element och karaktärer med olika färger och hög ljusstyrka.
Elektronstråleenheter - baserade på lyset från fosfor när de bombarderas med elektroner.
De mest framträdande representanterna för katodstråleanordningar är katodstrålerör (CRT). CRT är en elektronisk vakuumanordning som använder en elektronstråle koncentrerad i form av en stråle som styrs av ett elektriskt och/eller magnetiskt fält och skapar en synlig bild på en speciell skärm (Fig. 1).
De används i oscilloskop — för att övervaka elektroniska processer, i TV (kinescopes) — för att konvertera en elektrisk signal som innehåller information om ljusstyrkan och färgen på den överförda bilden, i radaravbildningsenheter — för att konvertera elektriska signaler som innehåller information om det omgivande utrymmet i en synlig bild.
Figur 1 — Konstruktion av ett elektronstrålerör
De förskjuts intensivt av flytande kristallindikatorer: produktionen av CRT-skärmar upphör, CRT-TV-apparater minskar.
Gasurladdningsanordningar (jon) - Gasglöden används för en elektrisk urladdning.
De består av en förseglad cylinder med elektroder lödda i den (i det enklaste fallet, anod och katod - en neonlampa), och fylld med inerta gaser (neon, helium, argon, krypton) vid lågt tryck. När spänning appliceras observeras gasglöd. Färgen på glöden bestäms av fyllgasens sammansättning. Används för att beteckna AC- eller DC-spänningar.
Idag används plasmapaneler för gasurladdningsanordningar för produktion.
En plasmapanel PDP (plasma display panel) är en matris av celler inneslutna mellan två glasrutor. Varje cell är täckt med fosfor (intilliggande celler bildar triader av tre färger - röd, grön och blå R, G, B) och fylld med en inert gas - neon eller xenon (Fig. 2).När en elektrisk ström appliceras på cellens elektroder omvandlas gasen till ett plasmatillstånd och får fosforn att glöda.
Figur 2 — Design av plasmapanelceller
Den största fördelen med plasmapaneler är de stora skärmstorlekarna - vanligtvis från 42" till 65". Dessutom kan enskilda paneler sättas ihop till stora skärmar för användning i konserthus, arenor, torg etc.
Plasmapaneler har ett högt kontrastförhållande (skillnaden mellan svart och vitt), en bred betraktningsvinkel och ett brett spektrum av driftstemperaturer.
Tillsammans med fördelarna finns det också nackdelar: endast stora paneler, gradvis "bränning" av fosforn, relativt hög energiförbrukning.
Halvledarindikatorer - funktionsprincipen är baserad på emissionen av ljuskvanta i området för p-n-övergången, till vilken en spänning appliceras.
Skilja på:
— diskreta (punkt) halvledarindikatorer — lysdioder;
— teckenindikatorer — för att visa siffror och bokstäver;
— LED-matriser.
Lysdioder eller lysdioder (LED — Light Emission Diodes) har blivit utbredda på grund av deras kompakthet, förmågan att ta emot vilken färg som helst, frånvaron av en ömtålig glaslampa, låg matningsspänning och lätt att byta.
Lysdioden består av en eller flera kristaller (Fig. 3) som avger strålning och placerade i samma hölje med en lins och en reflektor som bildar en riktad ljusstråle i den synliga eller infraröda (osynliga) delen av spektrumet.
Figur 3 — Konstruktion av en lysdiod
Ett exempel. Figur 4 visar ett diagram för att byta lysdioden till en 12 V-matning.Spänningsfallet över dioden när den ansluts direkt är cirka 2,5 V, så det är nödvändigt att slå på släckmotståndet i serie. För att säkerställa tillräcklig ljusstyrka bör diodströmmen vara i storleksordningen 20 mA. Det är nödvändigt att bestämma resistansen hos dämpningsmotståndet R.
Figur 4 — Schema för att slå på lysdioden
För att göra detta bestämmer vi spänningen som måste falla (stänga av) på motståndet: UR = UPP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V
Att ge en given ström i kretsen vid en given spänning, enligt Ohms lag vi bestämmer resistansvärdet för motståndet: R = UPP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm
Det närmaste större standardmotståndsvärdet väljs sedan. För det här exemplet kan du välja det närmaste värdet på 470 ohm.
Kraftfulla lysdioder används som ljuskällor i inomhus- och utomhusbelysning, strålkastare, trafikljus och bilstrålkastare. Tröghetsprestanda gör lysdioder oumbärliga när hög prestanda krävs.
Genom att kombinera sju lysdioder i ett hölje kan du skapa en teckenindikator med sju segment som låter dig visa 10 siffror och några bokstäver. I indikatorn som visas i diagrammet (fig. 5) är anoden gemensam för dioderna, matningsspänningen tillförs den och katoderna är anslutna till elektroniska omkopplare (transistorer) som ansluter dem till lådan. Vanligtvis styrs teckenindikatorn av en mikrokrets.
Figur 5 — Ikonisk halvledarindikator
LED-matriser (moduler) — ett visst antal lysdioder gjorda i form av ett komplett block och med en styrkrets. Dies används för produktion LED-skärmar (LED-skärmar).
LCD-skärmar (Liquid Crystal Displays) — baserade på förändringen i de optiska egenskaperna hos flytande kristaller under påverkan av ett elektriskt fält.
Flytande kristaller (LC) är organiska vätskor med ett ordnat arrangemang av molekyler som är karakteristiska för kristaller. Flytande kristaller är genomskinliga för ljusstrålar, men under påverkan av ett elektriskt fält störs deras struktur, molekylerna ordnas slumpmässigt och vätskan blir ogenomskinlig.
Enligt funktionsprincipen särskiljs LCD-skärmar som fungerar i transmitterat ljus (genom överföring) skapat av en bakgrundsbelysningskälla (urladdningslampor eller lysdioder) och i ljuset av någon källa (konstgjord eller naturlig) som reflekteras i indikatorn (för reflektion) ) . Att arbeta med ljus används i bildskärmar, mobiltelefonskärmar. Reflekterande indikatorer finns i mätare, klockor, miniräknare, hushållsapparater och mer.
Dessutom används ett antal indikatorer med en omkopplingsbar bakgrundsbelysning i ljusa förhållanden och med bakgrundsbelysningen påslagen i svagt ljus för att minska strömförbrukningen.
Figur 6 — Reflexionsindikator för flytande kristaller
Figur 6 visar en reflekterande LCD-display. Mellan två genomskinliga plattor finns ett skikt av flytande kristall (skiktets tjocklek 10 - 20 µm). Den övre plattan har genomskinliga elektroder i form av segment, siffror eller bokstäver.
Om det inte finns någon spänning till elektroderna, är LCD-skärmen genomskinlig, ljusstrålarna från den externa naturliga belysningen passerar genom den, reflekteras av den nedre spegelelektroden och kommer ut igen - vi ser en tom skärm.När en spänning läggs på någon elektrod blir LCD-skärmen under den elektroden ogenomskinlig, ljusstrålar passerar inte genom den delen av vätskan, och då ser vi ett segment, siffra, bokstav, tecken etc. på skärmen.
Indikatorer för flytande kristaller har ett antal fördelar, bland annat mycket låg strömförbrukning, hållbarhet och kompakthet.
Idag är LCD-skärmar (LCD-skärmar — flytande kristallskärm — flytande kristallmonitorer, TFT-skärmar — LCD-matris som använder tunnfilmstransistorer) den huvudsakliga typen av bildskärmar och tv-mottagare.