Hulpmiddelen en weergaveapparaten

Aanwijsapparaten of weergave-elementen vormen de basis van informatieweergave-apparaten die zijn ontworpen om een ​​elektrisch signaal om te zetten in een zichtbare vorm.

Lichtindicatoren - gebruik de gloed van een gloeilamp die wordt verwarmd door een elektrische stroom. Het zijn miniatuurlampjes met een gloeidraad, verlichte gekleurde behuizingen (filters) van indicatoren en knoppen of bepaalde afbeeldingen, tekens, symbolen.

Elektroluminescente indicatoren - de gloed van sommige stoffen wordt gebruikt onder invloed van een elektrisch veld. Bijvoorbeeld vacuüm fluorescerende indicatoren. Het zijn lampen met meerdere anoden met een kathode die elektronen uitzendt en een rooster dat de stroom van de indicator regelt. Anoden worden gemaakt in de vorm van synthetiserende segmenten bedekt met fosfor. Wanneer de elektronen in botsing komen met het oppervlak van de anoden, gloeit de fosfor van de gewenste kleur. Aan elke anode wordt een aparte voedingsspanning aangelegd.

Ze werden voorheen veel gebruikt en worden vervangen door andere soorten indicatoren. Ze maken het mogelijk een groot aantal elementen en karakters met verschillende kleuren en hoge helderheid te verkrijgen.

Elektronenstraalapparaten - gebaseerd op de gloed van fosforen wanneer ze worden gebombardeerd met elektronen.

De meest prominente vertegenwoordigers van kathodestraalapparaten zijn kathodestraalbuizen (CRT). CRT is een elektronisch vacuümapparaat dat een bundel elektronen gebruikt die geconcentreerd is in de vorm van een bundel die wordt bestuurd door een elektrisch en/of magnetisch veld en een zichtbaar beeld creëert op een speciaal scherm (fig. 1).

Ze worden gebruikt in oscilloscopen — om elektronische processen te bewaken, in televisie (kinescopen) — om een ​​elektrisch signaal om te zetten dat informatie bevat over de helderheid en kleur van het uitgezonden beeld, in radarbeeldapparatuur — om elektrische signalen om te zetten die informatie bevatten over de omringende ruimte in een zichtbaar beeld.

Figuur 1 — Constructie van een elektronenstraalbuis

Ze worden intensief verdrongen door liquid crystal indicatoren: de productie van CRT-monitoren wordt stopgezet, CRT-tv's nemen af.

Apparaten voor gasontlading (ionen) - De gasgloed wordt gebruikt voor een elektrische ontlading.

Ze bestaan ​​uit een verzegelde cilinder met daarin gesoldeerde elektroden (in het eenvoudigste geval anode en kathode - een neonlamp) en gevuld met inerte gassen (neon, helium, argon, krypton) bij lage druk. Wanneer spanning wordt aangelegd, wordt gasgloed waargenomen. De kleur van de gloed wordt bepaald door de samenstelling van het vulgas. Gebruikt om AC- of DC-spanningen aan te duiden.

Tegenwoordig worden gasontladingsapparaten plasmapanelen gebruikt voor productie.

Een plasmapaneel PDP (Plasma Display Panel) is een matrix van cellen ingesloten tussen twee ruiten. Elke cel is bedekt met fosfor (aangrenzende cellen vormen drieklanken van drie kleuren - rood, groen en blauw R, G, B) en gevuld met een inert gas - neon of xenon (fig. 2).Wanneer een elektrische stroom wordt toegepast op de elektroden van de cel, verandert het gas in een plasmatoestand en zorgt ervoor dat de fosfor gloeit.

Figuur 2 — Ontwerp van plasmapaneelcellen

Het belangrijkste voordeel van plasmapanelen zijn de grote schermformaten - meestal variërend van 42 "tot 65". Daarnaast kunnen losse panelen worden samengevoegd tot grote schermen voor gebruik in concertzalen, stadions, pleinen etc.

Plasmapanelen hebben een hoge contrastverhouding (verschil tussen zwart en wit), een brede kijkhoek en een breed scala aan bedrijfstemperaturen.

Naast de voordelen zijn er ook nadelen: alleen grote panelen, geleidelijke "verbranding" van de fosfor, relatief hoog energieverbruik.

Halfgeleiderindicatoren - het werkingsprincipe is gebaseerd op de emissie van lichtkwanta in het gebied van de pn-overgang, waarop een spanning wordt aangelegd.

Onderscheiden:

— discrete (punt) halfgeleiderindicatoren — LED's;

— tekenindicatoren — om cijfers en letters weer te geven;

- LED-matrices.

LED's of lichtemitterende diodes (LED - Light Emission Diodes) zijn wijdverspreid geworden vanwege hun compactheid, het vermogen om elke kleur van emissie te ontvangen, de afwezigheid van een fragiele glazen lamp, lage voedingsspanning en gemak van schakelen.

De LED bestaat uit een of meer kristallen (fig. 3) die straling uitzenden en zich in dezelfde behuizing bevinden met een lens en een reflector die een gerichte lichtbundel vormt in het zichtbare of infrarode (onzichtbare) deel van het spectrum.

Figuur 3 — Constructie van een led

Een voorbeeld. Afbeelding 4 toont een diagram van het schakelen van de LED naar een voeding van 12 V.De spanningsval over de diode bij directe aansluiting is ongeveer 2,5 V, dus het is noodzakelijk om de blusweerstand in serie aan te zetten. Om voldoende helderheid te garanderen, moet de diodestroom in de orde van grootte van 20 mA zijn. Het is noodzakelijk om de weerstand van de dempingsweerstand R te bepalen.

Figuur 4 — Schema voor het inschakelen van de LED

Om dit te doen, bepalen we de spanning die moet dalen (uitschakelen) op de weerstand: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Om een ​​bepaalde stroom in het circuit te leveren bij een bepaalde spanning, volgens De wet van Ohm we bepalen de weerstandswaarde van de weerstand: R = UP / I = 9,5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

Vervolgens wordt de dichtstbijzijnde grotere standaardweerstandswaarde geselecteerd. Voor dit voorbeeld kunt u de dichtstbijzijnde waarde van 470 ohm kiezen.

Krachtige LED's worden gebruikt als lichtbronnen in binnen- en buitenverlichting, schijnwerpers, verkeerslichten en koplampen van auto's. Inertiële prestaties maken LED's onmisbaar wanneer hoge prestaties vereist zijn.

Door zeven LED's in één behuizing te combineren, kunt u een tekenindicator met zeven segmenten maken waarmee u 10 cijfers en enkele letters kunt weergeven. In de indicator die in het diagram wordt getoond (Fig. 5), is de anode gemeenschappelijk voor de diodes, wordt de voedingsspanning eraan geleverd en zijn de kathodes verbonden met elektronische schakelaars (transistors) die ze met de doos verbinden. Gewoonlijk wordt de karakterindicator bestuurd door een microschakeling.

Figuur 5 — Iconische halfgeleiderindicator

LED-matrices (modules) — een bepaald aantal LED's gemaakt in de vorm van een compleet blok en met een regelcircuit. Matrijzen worden gebruikt voor de productie LED-schermen (LED-displays).

Liquid crystal displays (LCD) - gebaseerd op de verandering in de optische eigenschappen van vloeibare kristallen onder invloed van een elektrisch veld.

Vloeibare kristallen (LC) zijn organische vloeistoffen met een geordende rangschikking van moleculen die kenmerkend zijn voor kristallen. Vloeibare kristallen zijn transparant voor lichtstralen, maar onder invloed van een elektrisch veld wordt hun structuur verstoord, de moleculen worden willekeurig gerangschikt en de vloeistof wordt ondoorzichtig.

Volgens het werkingsprincipe worden LCD-schermen onderscheiden die werken in doorvallend licht (door transmissie) gecreëerd door een achtergrondverlichtingsbron (ontladingslampen of LED's) en in het licht van elke bron (kunstmatig of natuurlijk) die wordt gereflecteerd in de indicator (voor reflectie ) . Werken met licht wordt gebruikt in monitoren, displays van mobiele telefoons. Reflecterende indicatoren zijn te vinden in meters, klokken, rekenmachines, displays van huishoudelijke apparaten en meer.

Daarnaast wordt een aantal indicatoren gebruikt met een inschakelbare achtergrondverlichting in heldere omstandigheden en met de achtergrondverlichting ingeschakeld bij weinig licht om het stroomverbruik te verminderen.

Figuur 6 — Liquid Crystal Reflectie-indicator

Afbeelding 6 toont een reflecterend LCD-scherm. Tussen twee transparante platen bevindt zich een laag vloeibaar kristal (dikte van de laag 10 - 20 µm). De bovenplaat heeft transparante elektroden in de vorm van segmenten, cijfers of letters.

Als er geen spanning op de elektroden staat, is het LCD-scherm transparant, de lichtstralen van de externe natuurlijke verlichting gaan er doorheen, worden gereflecteerd door de onderste spiegelelektrode en komen weer naar buiten - we zien een leeg scherm.Wanneer een spanning wordt toegepast op een elektrode, wordt het LCD-scherm onder die elektrode ondoorzichtig, lichtstralen gaan niet door dat deel van de vloeistof en dan zien we een segment, cijfer, letter, teken, etc. op het scherm.

Liquid crystal indicatoren hebben een aantal voordelen, waaronder een zeer laag stroomverbruik, duurzaamheid en compactheid.

Tegenwoordig zijn LCD-monitoren (LCD-monitoren - liquid crystal display - liquid crystal monitoren, TFT-monitoren - LCD-matrix met dunne-filmtransistors) het belangrijkste type monitoren en televisieontvangers.