Εργαλεία και συσκευές προβολής

Οι συσκευές κατάδειξης ή τα στοιχεία οθόνης είναι η βάση των συσκευών απεικόνισης πληροφοριών που έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν ένα ηλεκτρικό σήμα σε ορατή μορφή.

Ενδείξεις φωτός - χρησιμοποιήστε τη λάμψη ενός πυρακτώσιμου νήματος που θερμαίνεται από ηλεκτρικό ρεύμα. Είναι μικροσκοπικοί λαμπτήρες με νήμα πυρακτώσεως, που φωτίζουν έγχρωμες θήκες (φίλτρα) ενδείξεων και κουμπιών ή ορισμένες εικόνες, πινακίδες, σύμβολα.

Δείκτες ηλεκτροφωταύγειας - η λάμψη ορισμένων ουσιών χρησιμοποιείται υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Για παράδειγμα δείκτες φθορισμού κενού. Είναι λαμπτήρες πολλαπλών ανόδου με κάθοδο, που εκπέμπουν ηλεκτρόνια και πλέγμα που ελέγχει το ρεύμα του δείκτη. Οι άνοδοι κατασκευάζονται με τη μορφή τμημάτων σύνθεσης που καλύπτονται με φώσφορο. Όταν τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με την επιφάνεια των ανοδίων, ο φώσφορος του απαιτούμενου χρώματος λάμπει. Σε κάθε άνοδο εφαρμόζεται ξεχωριστή τάση τροφοδοσίας.

Παλαιότερα χρησιμοποιήθηκαν ευρέως, μετατοπίζονται από άλλους τύπους δεικτών. Επιτρέπουν τη λήψη μεγάλου αριθμού στοιχείων και χαρακτήρων με διαφορετικά χρώματα και υψηλή φωτεινότητα.

Συσκευές δέσμης ηλεκτρονίων — βασίζονται στη λάμψη των φωσφόρων όταν βομβαρδίζονται με ηλεκτρόνια.

Οι πιο εξέχοντες εκπρόσωποι των συσκευών καθοδικών ακτίνων είναι οι σωλήνες καθοδικών ακτίνων (CRT). Το CRT είναι μια ηλεκτρονική συσκευή κενού που χρησιμοποιεί μια δέσμη ηλεκτρονίων συγκεντρωμένη με τη μορφή δέσμης που ελέγχεται από ηλεκτρικό ή/και μαγνητικό πεδίο και δημιουργεί μια ορατή εικόνα σε μια ειδική οθόνη (Εικ. 1).

Χρησιμοποιούνται σε παλμογράφους — για την παρακολούθηση ηλεκτρονικών διεργασιών, στην τηλεόραση (κινοσκόπια) — για τη μετατροπή ενός ηλεκτρικού σήματος που περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη φωτεινότητα και το χρώμα της μεταδιδόμενης εικόνας, σε συσκευές απεικόνισης ραντάρ — για τη μετατροπή ηλεκτρικών σημάτων που περιέχουν πληροφορίες για τον περιβάλλοντα χώρο στο μια ορατή εικόνα.

Σχήμα 1 — Κατασκευή ενός σωλήνα δέσμης ηλεκτρονίων

Μετατοπίζονται έντονα από τους δείκτες υγρών κρυστάλλων: η παραγωγή οθονών CRT διακόπτεται, οι τηλεοράσεις CRT μειώνονται.

Συσκευές εκκένωσης αερίου (ιόντων) - Η λάμψη αερίου χρησιμοποιείται για ηλεκτρική εκκένωση.

Αποτελούνται από έναν σφραγισμένο κύλινδρο με ηλεκτρόδια συγκολλημένα σε αυτόν (στην απλούστερη περίπτωση, άνοδος και κάθοδος - ένας λαμπτήρας νέον) και γεμάτος με αδρανή αέρια (νέον, ήλιο, αργό, κρυπτό) σε χαμηλή πίεση. Όταν εφαρμόζεται τάση, παρατηρείται λάμψη αερίου. Το χρώμα της λάμψης καθορίζεται από τη σύνθεση του αερίου πλήρωσης. Χρησιμοποιείται για να δηλώσει τάσεις AC ή DC.

Σήμερα οι συσκευές εκκένωσης αερίου χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πάνελ πλάσματος.

Ένα πάνελ πλάσματος PDP (πλαίσιο οθόνης πλάσματος) είναι μια μήτρα κυψελών που περικλείεται μεταξύ δύο υαλοπινάκων. Κάθε κύτταρο καλύπτεται με φώσφορο (οι γειτονικές κυψέλες σχηματίζουν τριάδες τριών χρωμάτων — κόκκινο, πράσινο και μπλε R, G, B) και γεμίζουν με ένα αδρανές αέριο — νέον ή ξένο (Εικ. 2).Όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα στα ηλεκτρόδια του κυττάρου, το αέριο μετατρέπεται σε κατάσταση πλάσματος και προκαλεί τη λάμψη του φωσφόρου.

Εικόνα 2 — Σχεδιασμός κυττάρων πλάσματος πάνελ

Το κύριο πλεονέκτημα των πάνελ πλάσματος είναι τα μεγάλα μεγέθη οθόνης — συνήθως από 42" έως 65". Επιπλέον, μεμονωμένα πάνελ μπορούν να συναρμολογηθούν σε μεγάλες οθόνες για χρήση σε αίθουσες συναυλιών, στάδια, πλατείες κ.λπ.

Τα πάνελ πλάσματος έχουν υψηλό λόγο αντίθεσης (διαφορά μεταξύ μαύρου και λευκού), ευρεία γωνία θέασης και μεγάλο εύρος θερμοκρασιών λειτουργίας.

Μαζί με τα πλεονεκτήματα, υπάρχουν και μειονεκτήματα: μόνο πάνελ μεγάλου μεγέθους, σταδιακή «καύση» του φωσφόρου, σχετικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας.

Δείκτες ημιαγωγών - η αρχή λειτουργίας βασίζεται στην εκπομπή κβαντών φωτός στην περιοχή της διασταύρωσης p-n, στην οποία εφαρμόζεται τάση.

Διακρίνω:

— διακριτοί (σημειακοί) δείκτες ημιαγωγών — LED.

— ενδείξεις χαρακτήρων — για εμφάνιση αριθμών και γραμμάτων.

— Πίνακες LED.

Τα LED ή οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED — Light Emission Diodes) έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα λόγω της συμπαγούς τους, της ικανότητας λήψης οποιουδήποτε χρώματος εκπομπής, της απουσίας εύθραυστου γυάλινου λαμπτήρα, της χαμηλής τάσης τροφοδοσίας και της ευκολίας εναλλαγής.

Το LED αποτελείται από έναν ή περισσότερους κρυστάλλους (Εικ. 3) που εκπέμπουν ακτινοβολία και βρίσκονται στο ίδιο περίβλημα με έναν φακό και έναν ανακλαστήρα που σχηματίζει μια κατευθυνόμενη δέσμη φωτός στο ορατό ή υπέρυθρο (αόρατο) τμήμα του φάσματος.

Εικόνα 3 — Κατασκευή LED

Ενα παράδειγμα. Το Σχήμα 4 δείχνει ένα διάγραμμα αλλαγής του LED σε τροφοδοσία 12 V.Η πτώση τάσης στη δίοδο όταν συνδέεται απευθείας είναι περίπου 2,5 V, επομένως είναι απαραίτητο να ενεργοποιήσετε την αντίσταση σβέσης σε σειρά. Για να εξασφαλιστεί επαρκής φωτεινότητα, το ρεύμα της διόδου πρέπει να είναι της τάξης των 20 mA. Είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η αντίσταση της αντίστασης απόσβεσης R.

Εικόνα 4 — Σχέδιο για την ενεργοποίηση του LED

Για να γίνει αυτό, προσδιορίζουμε την τάση που πρέπει να πέσει (απενεργοποιήσει) στην αντίσταση: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Να παρέχει ένα δεδομένο ρεύμα στο κύκλωμα σε μια δεδομένη τάση, σύμφωνα με Νόμος του Ohm καθορίζουμε την τιμή αντίστασης της αντίστασης: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Στη συνέχεια επιλέγεται η πλησιέστερη μεγαλύτερη τυπική τιμή αντίστασης. Για αυτό το παράδειγμα, μπορείτε να επιλέξετε την πλησιέστερη τιμή των 470 ohms.

Τα ισχυρά LED χρησιμοποιούνται ως πηγές φωτός σε εσωτερικούς και εξωτερικούς φωτισμούς, προβολείς, φανάρια και προβολείς αυτοκινήτων. Η αδρανειακή απόδοση καθιστά τα LED απαραίτητα όταν απαιτείται υψηλή απόδοση.

Ο συνδυασμός επτά LED σε ένα περίβλημα σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε μια ένδειξη χαρακτήρων επτά τμημάτων που σας επιτρέπει να εμφανίσετε 10 αριθμούς και μερικά γράμματα. Στην ένδειξη που φαίνεται στο διάγραμμα (Εικ. 5), η άνοδος είναι κοινή με τις διόδους, η τάση τροφοδοσίας τροφοδοτείται σε αυτήν και οι κάθοδοι συνδέονται με ηλεκτρονικούς διακόπτες (τρανζίστορ) που τις συνδέουν με το κουτί. Συνήθως η ένδειξη χαρακτήρων ελέγχεται από ένα μικροκύκλωμα.

Εικόνα 5 — Εικονική ένδειξη ημιαγωγών

Πίνακες LED (ενότητες) — ένας ορισμένος αριθμός LED που κατασκευάζονται με τη μορφή πλήρους μπλοκ και με κύκλωμα ελέγχου. Οι μήτρες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή Οθόνες LED (οθόνες LED).

Οθόνες υγρών κρυστάλλων (LCD) — με βάση την αλλαγή στις οπτικές ιδιότητες των υγρών κρυστάλλων υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου.

Οι υγροί κρύσταλλοι (LC) είναι οργανικά υγρά με διατεταγμένη διάταξη μορίων χαρακτηριστική των κρυστάλλων. Οι υγροί κρύσταλλοι είναι διαφανείς στις ακτίνες φωτός, αλλά υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου η δομή τους διαταράσσεται, τα μόρια διατάσσονται τυχαία και το υγρό γίνεται αδιαφανές.

Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, διακρίνονται οι οθόνες LCD που λειτουργούν στο μεταδιδόμενο φως (μέσω μετάδοσης) που δημιουργείται από μια πηγή οπίσθιου φωτισμού (λάμπες εκκένωσης ή LED) και υπό το φως οποιασδήποτε πηγής (τεχνητής ή φυσικής) που αντανακλάται στον δείκτη (για ανάκλαση ) . Η εργασία στο φως χρησιμοποιείται σε οθόνες, οθόνες κινητών τηλεφώνων. Οι ανακλαστικοί δείκτες βρίσκονται σε μετρητές, ρολόγια, αριθμομηχανές, οθόνες οικιακών συσκευών και πολλά άλλα.

Επιπλέον, ένας αριθμός ενδείξεων χρησιμοποιούνται με διακόπτη οπίσθιου φωτισμού σε συνθήκες φωτεινότητας και με τον οπίσθιο φωτισμό ενεργοποιημένο σε χαμηλό φωτισμό για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.

Εικόνα 6 — Δείκτης ανάκλασης υγρών κρυστάλλων

Το σχήμα 6 δείχνει μια ανακλαστική οθόνη LCD. Ανάμεσα σε δύο διαφανείς πλάκες υπάρχει ένα στρώμα υγρού κρυστάλλου (πάχος του στρώματος 10 — 20 μm). Η επάνω πλάκα έχει διαφανή ηλεκτρόδια με τη μορφή τμημάτων, αριθμών ή γραμμάτων.

Εάν δεν υπάρχει τάση στα ηλεκτρόδια, τότε η οθόνη LCD είναι διαφανής, οι φωτεινές ακτίνες του εξωτερικού φυσικού φωτισμού περνούν μέσα από αυτήν, αντανακλώνται από το κάτω ηλεκτρόδιο καθρέφτη και επανέρχονται - βλέπουμε μια κενή οθόνη.Όταν εφαρμόζεται τάση σε οποιοδήποτε ηλεκτρόδιο, η οθόνη LCD κάτω από αυτό το ηλεκτρόδιο γίνεται αδιαφανής, οι ακτίνες φωτός δεν περνούν από αυτό το μέρος του υγρού και, στη συνέχεια, βλέπουμε ένα τμήμα, έναν αριθμό, ένα γράμμα, ένα σύμβολο κ.λπ. στην οθόνη.

Οι δείκτες υγρών κρυστάλλων έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα, μεταξύ των οποίων είναι η πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η ανθεκτικότητα και η συμπαγής κατασκευή.

Σήμερα, οι οθόνες LCD (οθόνες LCD — οθόνη υγρών κρυστάλλων — οθόνες υγρών κρυστάλλων, οθόνες TFT — μήτρα LCD που χρησιμοποιούν τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης) είναι ο κύριος τύπος οθονών και τηλεοπτικών δεκτών.