Įrankiai ir rodymo įrenginiai

Rodyklės įtaisai arba rodymo elementai yra informacijos rodymo įtaisų, skirtų elektros signalui paversti matoma forma, pagrindas.

Šviesos indikatoriai – naudokite elektros srove šildomo kaitinamojo siūlo švytėjimą. Tai miniatiūrinės lempos su kaitinamuoju siūlu, apšviečiančios spalvotus indikatorių ir mygtukų korpusus (filtrus) arba tam tikrus vaizdus, ​​ženklus, simbolius.

Elektroliuminescenciniai indikatoriai – kai kurių medžiagų švytėjimas naudojamas veikiant elektriniam laukui. Pavyzdžiui, vakuuminiai fluorescenciniai indikatoriai. Tai kelių anodų lempos su katodu, skleidžiančiomis elektronus ir tinkleliu, kuris valdo indikatoriaus srovę. Anodai gaminami sintezuojančių segmentų, padengtų fosforu, pavidalu. Elektronams susidūrus su anodų paviršiumi, švyti reikiamos spalvos fosforas. Kiekvienam anodui tiekiama atskira maitinimo įtampa.

Anksčiau plačiai naudotus, juos išstumia kitų tipų rodikliai. Jie leidžia gauti daugybę elementų ir simbolių su skirtingomis spalvomis ir dideliu ryškumu.

Elektronų pluošto įtaisai – pagrįsti fosforo švytėjimu, kai jie bombarduojami elektronais.

Ryškiausi katodinių spindulių prietaisų atstovai yra katodinių spindulių vamzdžiai (CRT). CRT yra elektroninis vakuuminis įrenginys, kuris naudoja elektronų pluoštą, koncentruotą pluošto pavidalu, valdomą elektriniu ir (arba) magnetiniu lauku ir sukuria matomą vaizdą specialiame ekrane (1 pav.).

Naudojami osciloskopuose – elektroniniams procesams stebėti, televizijoje (kineskopuose) – elektriniam signalui, turinčiam informacijos apie perduodamo vaizdo ryškumą ir spalvą, konvertuoti, radariniuose vaizdavimo įrenginiuose – elektros signalams, turintiems informacijos apie aplinkinę erdvę, konvertuoti. matomas vaizdas.

1 pav. Elektronų pluošto vamzdžio konstrukcija

Juos intensyviai išstumia skystųjų kristalų indikatoriai: nutraukiama kineskopinių monitorių gamyba, mažėja kineskopinių televizorių.

Dujų iškrovos (jonų) įtaisai – dujų švytėjimas naudojamas elektros išlydžiui.

Jie susideda iš sandaraus cilindro su į jį įlituotais elektrodais (paprasčiausiu atveju anodas ir katodas - neoninė lempa), ir užpildyti inertinėmis dujomis (neonas, helis, argonas, kriptonas) esant žemam slėgiui. Įjungus įtampą, stebimas dujų švytėjimas. Švytėjimo spalvą lemia užpildymo dujų sudėtis. Naudojamas kintamos arba nuolatinės srovės įtampai žymėti.

Šiandien gamybai naudojamos dujų išlydžio įrenginių plazminės plokštės.

Plazminis skydelis PDP (plazminis ekranas) yra ląstelių matrica, uždaryta tarp dviejų stiklo plokščių. Kiekviena ląstelė yra padengta fosforu (gretimos ląstelės sudaro trijų spalvų triadas - raudoną, žalią ir mėlyną R, G, B) ir užpildyta inertinėmis dujomis - neonu arba ksenonu (2 pav.).Kai elektros srovė pavedama į elemento elektrodus, dujos virsta plazmos būsena ir sukelia fosforo švytėjimą.

2 pav. Plazminių skydelių elementų konstrukcija

Pagrindinis plazminių plokščių privalumas yra dideli ekrano dydžiai – paprastai nuo 42 colių iki 65 colių. Be to, atskiras plokštes galima surinkti į didelius ekranus, skirtus naudoti koncertų salėse, stadionuose, aikštėse ir kt.

Plazminės plokštės turi didelį kontrasto santykį (skirtumas tarp juodos ir baltos spalvos), platų žiūrėjimo kampą ir platų darbo temperatūrų diapazoną.

Kartu su privalumais yra ir trūkumų: tik didelių gabaritų plokštės, laipsniškas fosforo „deginimas“, palyginti didelės energijos sąnaudos.

Puslaidininkiniai indikatoriai – veikimo principas pagrįstas šviesos kvantų išskyrimu p-n sandūros srityje, kuriai tiekiama įtampa.

Išskirti:

— diskretieji (taškiniai) puslaidininkiniai indikatoriai — šviesos diodai;

— simbolių indikatoriai — rodyti skaičius ir raides;

- LED matricos.

Šviesos diodai arba šviesos diodai (LED – Light Emission Diodes) tapo plačiai paplitę dėl savo kompaktiškumo, galimybės priimti bet kokią spinduliavimo spalvą, trapios stiklinės lemputės nebuvimo, žemos maitinimo įtampos ir lengvo perjungimo.

Šviesos diodas susideda iš vieno ar daugiau kristalų (3 pav.), skleidžiančių spinduliuotę ir yra tame pačiame korpuse su lęšiu ir reflektoriumi, kuris formuoja nukreiptą šviesos spindulį matomoje arba infraraudonojoje (nematomoje) spektro dalyje.

3 pav. Šviesos diodo konstrukcija

Pavyzdys. 4 paveiksle parodyta šviesos diodo perjungimo į 12 V maitinimo schema.Įtampos kritimas per diodą tiesiogiai prijungus yra apie 2,5 V, todėl būtina nuosekliai įjungti gesinimo rezistorių. Norint užtikrinti pakankamą ryškumą, diodo srovė turi būti maždaug 20 mA. Būtina nustatyti slopinimo rezistoriaus R varžą.

4 pav. Šviesos diodo įjungimo schema

Norėdami tai padaryti, nustatome įtampą, kuri turi nukristi (išjungti) ant rezistoriaus: UR = UP - UVD = 12 - 2,5 = 9,5 V

Norint suteikti tam tikrą srovę grandinėje esant tam tikrai įtampai, pagal Omo dėsnis nustatome rezistoriaus varžos reikšmę: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Tada parenkama artimiausia didesnė standartinė rezistoriaus vertė. Šiame pavyzdyje galite pasirinkti artimiausią 470 omų vertę.

Galingi šviesos diodai naudojami kaip šviesos šaltiniai vidaus ir lauko apšvietime, prožektoriuose, šviesoforuose ir automobilių priekiniuose žibintuose. Dėl inercinio veikimo šviesos diodai yra būtini, kai reikia didelio našumo.

Sujungus septynis šviesos diodus į vieną korpusą, galima sukurti septynių segmentų simbolių indikatorių, leidžiantį atvaizduoti 10 skaičių ir kai kurias raides. Diagramoje parodytame indikatoriuje (5 pav.) anodas yra bendras diodams, į jį tiekiama maitinimo įtampa, o katodai prijungti prie elektroninių jungiklių (tranzistorių), kurie jungia juos prie dėžutės. Paprastai simbolio indikatorius valdomas mikroschema.

5 pav. Ikoninis puslaidininkio indikatorius

LED matricos (moduliai) - tam tikras skaičius šviesos diodų, pagamintų pilno bloko pavidalu ir su valdymo grandine. Gamybai naudojami štampai LED ekranai (LED ekranai).

Skystųjų kristalų ekranai (LCD) – pagrįsti skystųjų kristalų optinių savybių pasikeitimu veikiant elektriniam laukui.

Skystieji kristalai (LC) yra organiniai skysčiai, kurių molekulių išdėstymas būdingas kristalams. Skystieji kristalai yra skaidrūs šviesos spinduliams, tačiau veikiant elektriniam laukui sutrinka jų struktūra, molekulės išsidėsto atsitiktinai ir skystis tampa neskaidrus.

Pagal veikimo principą išskiriami skystųjų kristalų ekranai, veikiantys skleidžiamoje šviesoje (per pralaidumą), kurią sukuria foninio apšvietimo šaltinis (išlydžio lempos arba šviesos diodai) ir bet kokio šaltinio (dirbtinio ar natūralaus) šviesoje, atsispindinčioje indikatoriuje (atspindėjimui). ). Darbas su šviesa naudojamas monitoriuose, mobiliųjų telefonų ekranuose. Šviesą atspindintys indikatoriai yra skaitikliuose, laikrodžiuose, skaičiuotuvuose, buitinės technikos ekranuose ir kt.

Be to, kai kurie indikatoriai naudojami su perjungiamu foniniu apšvietimu esant ryškioms sąlygoms ir įjungus foninį apšvietimą esant silpnam apšvietimui, siekiant sumažinti energijos suvartojimą.

6 pav. Skystųjų kristalų atspindžio indikatorius

6 paveiksle parodytas atspindintis LCD ekranas. Tarp dviejų skaidrių plokščių yra skystųjų kristalų sluoksnis (sluoksnio storis 10–20 µm). Viršutinėje plokštėje yra skaidrūs elektrodai segmentų, skaičių arba raidžių pavidalu.

Jei elektrodams nėra įtampos, tada skystųjų kristalų ekranas yra skaidrus, išorinio natūralaus apšvietimo šviesos spinduliai praeina pro jį, atsispindi apatiniame veidrodžio elektrodo ir grįžta atgal - matome tuščią ekraną.Kai kuriam nors elektrodui pavedama įtampa, po to elektrodu esantis LCD ekranas tampa nepermatomas, šviesos spinduliai nepraeina pro tą skysčio dalį, tada ekrane matome segmentą, skaičių, raidę, ženklą ir pan.

Skystųjų kristalų indikatoriai turi daug privalumų, tarp kurių yra labai mažas energijos suvartojimas, ilgaamžiškumas ir kompaktiškumas.

Šiandien LCD monitoriai (LCD monitoriai – skystųjų kristalų ekranas – skystųjų kristalų monitoriai, TFT monitoriai – skystųjų kristalų matrica naudojant plonasluoksnius tranzistorius) yra pagrindinis monitorių ir televizijos imtuvų tipas.