Araçlar ve görüntüleme cihazları

İşaretleme cihazları veya görüntüleme elemanları, bir elektrik sinyalini görünür bir forma dönüştürmek için tasarlanmış bilgi görüntüleme cihazlarının temelidir.

Işıklı göstergeler - elektrik akımıyla ısıtılan akkor filamanın parlamasını kullanın. Akkor filamanlı, göstergelerin ve düğmelerin veya belirli görüntülerin, işaretlerin, sembollerin renkli kasalarını (filtrelerini) aydınlatan minyatür lambalardır.

Elektrolüminesan göstergeler - bazı maddelerin parlaması, bir elektrik alanının etkisi altında kullanılır. Örneğin, vakum floresan göstergeleri. Katotlu, elektron yayan ve göstergenin akımını kontrol eden bir ızgaraya sahip çok anotlu lambalardır. Anotlar, fosforla kaplı sentezlenen segmentler şeklinde yapılır. Elektronlar anotların yüzeyi ile çarpıştığında, gerekli rengin fosforu parlar. Her anoda ayrı bir besleme voltajı uygulanır.

Daha önce yaygın olarak kullanılan göstergeler, diğer gösterge türleri tarafından değiştirilmektedir. Farklı renklere ve yüksek parlaklığa sahip çok sayıda eleman ve karakter elde edilmesini sağlarlar.

Elektron ışını cihazları - elektronlarla bombardıman edildiğinde fosforların parlamasına dayanır.

Katot ışın cihazlarının en belirgin temsilcileri katot ışın tüpleridir (CRT). CRT, bir elektrik ve / veya manyetik alan tarafından kontrol edilen bir ışın şeklinde konsantre bir elektron demeti kullanan ve özel bir ekranda görünür bir görüntü oluşturan elektronik bir vakum cihazıdır (Şekil 1).

Osiloskoplarda - elektronik süreçleri izlemek için, televizyonda (kineskoplar) - iletilen görüntünün parlaklığı ve rengi hakkında bilgi içeren bir elektrik sinyalini dönüştürmek için, radar görüntüleme cihazlarında - çevredeki alan hakkında bilgi içeren elektrik sinyallerini dönüştürmek için kullanılırlar. görünen bir görüntü

Şekil 1 - Bir elektron ışını tüpünün yapısı

Yoğun bir şekilde likit kristal göstergelerle yer değiştiriyorlar: CRT monitörlerinin üretimi durduruldu, CRT TV'ler düşüyor.

Gaz Boşaltma (İyon) Cihazları - Gaz kızdırma, elektrik boşalması için kullanılır.

Elektrotların içine lehimlendiği (en basit durumda, anot ve katot - bir neon lamba) ve düşük basınçta inert gazlarla (neon, helyum, argon, kripton) doldurulmuş sızdırmaz bir silindirden oluşurlar. Voltaj uygulandığında gaz parlaması gözlenir. Işımanın rengi, dolum gazının bileşimi tarafından belirlenir. AC veya DC voltajları belirtmek için kullanılır.

Günümüzde gaz deşarj cihazlarının üretimi için plazma paneller kullanılmaktadır.

Plazma panel PDP (plazma ekran paneli), iki cam levha arasına kapatılmış bir hücre matrisidir. Her hücre fosforla kaplıdır (bitişik hücreler üç renkli üçlü oluşturur - kırmızı, yeşil ve mavi R, G, B) ve inert bir gazla - neon veya ksenonla doldurulur (Şekil 2).Hücrenin elektrotlarına bir elektrik akımı uygulandığında, gaz plazma haline dönüşür ve fosforun parlamasına neden olur.

Şekil 2 — Plazma panel hücrelerinin tasarımı

Plazma panellerin ana avantajı, genellikle 42" ile 65" arasında değişen geniş ekran boyutlarıdır. Ayrıca konser salonlarında, stadyumlarda, meydanlarda vb. kullanım için bireysel paneller büyük ekranlara monte edilebilir.

Plazma paneller, yüksek kontrast oranına (siyah ve beyaz arasındaki fark), geniş görüş açısına ve geniş bir çalışma sıcaklık aralığına sahiptir.

Avantajların yanı sıra dezavantajlar da vardır: yalnızca büyük boyutlu paneller, fosforun kademeli olarak "yanması", nispeten yüksek enerji tüketimi.

Yarı iletken göstergeler - çalışma prensibi, voltajın uygulandığı p-n bağlantı bölgesinde ışık miktarının yayılmasına dayanır.

Ayırt etmek:

— ayrık (nokta) yarı iletken göstergeler — LED'ler;

— karakter göstergeleri — sayıları ve harfleri görüntülemek için;

— LED matrisleri.

LED'ler veya ışık yayan diyotlar (LED - Işık Emisyon Diyotları), kompakt olmaları, herhangi bir emisyon rengini alabilmeleri, kırılgan bir cam ampulün olmaması, düşük besleme voltajı ve anahtarlama kolaylığı nedeniyle yaygınlaştı.

LED, radyasyon yayan bir veya daha fazla kristalden (Şekil 3) oluşur ve bir mercek ve spektrumun görünür veya kızılötesi (görünmez) kısmında yönlendirilmiş bir ışık demeti oluşturan bir reflektör ile aynı mahfazaya yerleştirilmiştir.

Şekil 3 - Bir LED'in Yapısı

Bir örnek. Şekil 4, LED'i 12 V'luk bir kaynağa geçirme şemasını göstermektedir.Doğrudan bağlandığında diyot üzerindeki voltaj düşüşü yaklaşık 2,5 V'tur, bu nedenle söndürme direncini seri olarak açmak gerekir. Yeterli parlaklığı sağlamak için diyot akımı 20 mA mertebesinde olmalıdır. Sönümleme direnci R'nin direncini belirlemek gereklidir.

Şekil 4 - LED'i açma şeması

Bunu yapmak için, direnç üzerinde düşmesi (kapanması) gereken voltajı belirleriz: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Belirli bir voltajda devrede belirli bir akım sağlamak için, göre Ohm Yasası direncin direnç değerini belirliyoruz: R = UP / I = 9.5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Daha sonra en yakın daha büyük standart direnç değeri seçilir. Bu örnek için en yakın değer olan 470 ohm'u seçebilirsiniz.

Güçlü LED'ler, iç ve dış aydınlatmada, projektörlerde, trafik ışıklarında ve araba farlarında ışık kaynağı olarak kullanılır. Atalet performansı, yüksek performans gerektiğinde LED'leri vazgeçilmez kılar.

Yedi LED'i tek bir muhafazada birleştirmek, 10 rakam ve bazı harfleri görüntülemenizi sağlayan yedi bölümlü bir karakter göstergesi oluşturmanıza olanak tanır. Şemada gösterilen göstergede (Şekil 5), anot diyotlar için ortaktır, ona besleme voltajı verilir ve katotlar, onları kutuya bağlayan elektronik anahtarlara (transistörler) bağlanır. Genellikle karakter göstergesi bir mikro devre tarafından kontrol edilir.

Şekil 5 — İkonik yarı iletken göstergesi

LED matrisleri (modüller) — tam bir blok şeklinde ve bir kontrol devresi ile yapılmış belirli sayıda LED. Kalıplar üretim için kullanılır LED ekranlar (LED ekranlar).

Sıvı kristal ekranlar (LCD) — bir elektrik alanının etkisi altında sıvı kristallerin optik özelliklerindeki değişikliğe dayanır.

Sıvı kristaller (LC), kristallere özgü düzenli bir molekül düzenlemesine sahip organik sıvılardır. Sıvı kristaller ışık ışınlarına karşı şeffaftır, ancak bir elektrik alanının etkisi altında yapıları bozulur, moleküller rastgele düzenlenir ve sıvı opak hale gelir.

Çalışma prensibine göre, bir arka ışık kaynağı (deşarj lambaları veya LED'ler) tarafından oluşturulan iletilen ışıkta (iletim yoluyla) ve göstergeye yansıyan herhangi bir kaynağın (yapay veya doğal) ışığında (yansıma için) çalışan LCD ekranlar ayırt edilir. ) . Işıkla çalışma, monitörlerde, cep telefonu ekranlarında kullanılır. Yansıtıcı göstergeler sayaçlarda, saatlerde, hesap makinelerinde, ev aletleri ekranlarında ve daha fazlasında bulunur.

Ek olarak, güç tüketimini azaltmak için parlak koşullarda değiştirilebilir arka ışıkla ve düşük ışıkta arka ışık açıkken bir dizi gösterge kullanılır.

Şekil 6 — Sıvı Kristal Yansıtma Göstergesi

Şekil 6, yansıtıcı bir LCD ekranı göstermektedir. İki şeffaf plaka arasında bir sıvı kristal tabakası vardır (tabakanın kalınlığı 10 - 20 µm). Üst plaka, segmentler, sayılar veya harfler şeklinde şeffaf elektrotlara sahiptir.

Elektrotlarda voltaj yoksa, LCD şeffaftır, dış doğal aydınlatmanın ışık ışınları içinden geçer, alt ayna elektrodu tarafından yansıtılır ve geri gelir - boş bir ekran görürüz.Herhangi bir elektrota voltaj uygulandığında o elektrotun altındaki LCD ekran opak hale gelir, sıvının o kısmından ışık ışınları geçmez ve ekranda segment, sayı, harf, işaret vb. görürüz.

Sıvı kristal göstergelerin çok düşük güç tüketimi, dayanıklılık ve kompaktlık gibi bir dizi avantajı vardır.

Günümüzde LCD monitörler (LCD monitörler — likit kristal ekran — likit kristal monitörler, TFT monitörler — ince film transistör kullanan LCD matris) ana monitör ve televizyon alıcı türüdür.