Prin structura sa toți indicatorii sunt împărțiți în diferite tipuri și tipuri. Până în prezent, unul dintre cele mai comune tipuri de indicatori este indicatorii de cristal lichid.
Cristalele lichide, pe de o parte, au fluiditate ca lichid izotrop, iar pe de altă parte, păstrează o anumită ordine în aranjarea moleculelor, ca un cristal. În unele cazuri, mezofaza se dovedește a fi stabilă pe o gamă largă de temperaturi, apoi vorbește despre cristale lichide. Cele mai multe cristale lichide sunt formate prin molecule de tije. În mod tipic, afișajul cu cristale lichide este o cuvă de sticlă cu o grosime mai mică de 20 pm, în care este plasat un cristal lichid. Direcția moleculelor cristalului lichid poate fi determinată prin tratarea suprafețelor celulei astfel încât moleculele să fie aliniate într-o anumită direcție paralelă cu planul celulei sau perpendiculare pe ea. O modalitate de tratare a suprafeței este aplicarea unui strat subțire de polimer solid și apoi "frecați" -ul într-o singură direcție. Folosind orientări diferite ale direcției moleculelor unui cristal lichid, inițial prin ordonarea suprafeței și apoi prin intermediul unui câmp electric, poate fi construit cel mai simplu afișaj.
1 - conducte, 2 - etanșare polimer, 3 - sticlă, 4 - acoperire cu oxid de staniu, 5 - amestec de cristale lichide
Fig. 1.7. Structura celulei afișate cu cristale lichide
Ecranul cu cristale lichide este alcătuit din mai multe straturi, unde un rol-cheie îl joacă două panouri de sticlă, între care se află un cristal lichid. Panoul este aplicat canelurilor. Sunt obținute zgârieturi ca rezultat al plasării pe suprafața sticlei a peliculelor subțiri din plastic transparent, care este prelucrat într-un mod special. Canalele sunt aranjate astfel încât să fie paralele pe fiecare panou, dar perpendicular pe canelurile panoului adiacent. În contact cu canelurile, moleculele din cristalele lichide sunt orientate identic pe întreaga suprafață. Drept urmare, direcția de orientare a moleculelor cristalului lichid se rotește de la panoul superior până la fund cu 90 °, rotindu-se astfel planul de polarizare a luminii. Imaginea este formată cu ajutorul filmelor polarizate plasate deasupra și dedesubtul ecranului cu cristale lichide. Dacă axele de polarizare ale acestor filme sunt perpendiculare unele pe altele, afișajul va fi transparent. Un strat subțire de metal care formează electrozii este aplicat panourilor de sticlă. Dacă acum se aplică tensiune la electrozi, moleculele de cristal lichid se desfășoară de-a lungul câmpului electric, rotația planului de polarizare dispare și lumina nu poate trece prin filmele de polarizare. Este important ca acțiunea câmpului electric să nu fie conectată la momentul dipol al moleculei și, prin urmare, nu depinde de direcția câmpului. Acest lucru vă permite să utilizați câmpul de variabilă pentru a controla indicatorul. Un câmp constant poate duce la electroliza unui cristal lichid și, în cele din urmă, la defectarea dispozitivului. Electrozii pe un afișaj cu cristale lichide sunt aplicați sub formă de puncte, pictograme sau segmente pentru a afișa diferite tipuri de informații, după cum sa discutat mai devreme.
Indicatorii cu cristale lichide sunt utilizați în două moduri de funcționare: în modul de reflectare a luminii și în modul de transmisie. Modul cel mai economic de a utiliza un afișaj cu cristale lichide este modul de reflexie. În acest mod, se utilizează surse de lumină exterioară, cum ar fi dispozitivele de iluminat de soare sau de interior. Indicatorii cristalului lichid de curent practic nu consumă. Când utilizați modul de reflecție, întregul afișaj este transparent. Informația este formată din zonele opace ale cristalelor lichide formate între electrozii când se aplică o tensiune alternativă.
În modul de transmitere, există două posibile utilizări ale afișajului cu cristale lichide: formarea unei imagini convenționale, ca și în modul de reflexie și formarea unei imagini negative.
În modul imagine negativ, întregul afișaj rămâne opac și lumina trece numai prin zonele imaginii, care în acest caz apar ca vopsea vopsită. Modul negativ este format din filme polarizate cu polarizare coincidenta.
1 - particule de pigment electroforetice, 2 - suspetsiya cu 3 lichid colorat - placă de sticlă, 4 - electrod transparent, 5 - o garnitură, 6 - electrod 7 - Alimentare 8 - placă de bază
Fig. 1.8. Schema panoului indicator pe o bază electroforetică
Pentru iluminarea afișajului cu cristale lichide, se folosesc de obicei lămpi cu descărcare în gaz sau diode emise de lumină, deoarece aceste surse de lumină nu produc căldură care să dezactiveze ecranul cu cristale lichide. Un parametru important al indicatorului este timpul de relaxare - timpul necesar pentru ca moleculele cristalelor lichide să revină la starea inițială după oprirea câmpului. Acest timp este suficient pentru funcționarea diverșilor indicatori, dar depășește cu câteva ordine de mărime timpul necesar pentru funcționarea monitorului computerului. Timpul de relaxare depinde puternic de temperatura indicatorului de cristal lichid. Timpul de relaxare determină temperatura minimă de utilizare a indicatorilor cu cristale lichide. Timpul de relaxare al indicatorilor moderni de cristal lichid la o temperatură de -25 ° C atinge câteva secunde. Acest moment de schimbare a informațiilor este inacceptabil pentru majoritatea aplicațiilor practice.
Un parametru la fel de important al ecranului cu cristale lichide este contrastul imaginii. La o temperatură normală, contrastul imaginii atinge câteva sute. Pe măsură ce crește temperatura, contrastul imaginii scade, iar la o temperatură de ordinul + 50 ° C imaginea devine practic indistinguizabilă.
Următorul parametru care caracterizează LCD-ul este unghiul de vizualizare. Unghiul de vizionare al afișajului cu cristale lichide depinde în mod semnificativ de ciclul de funcționare al modului de afișare dinamic. Cu cât este mai mare ciclul de funcționare, cu atât este mai puțin unghiul indicatorului. Monitoarele monitoare pe calculator cu cristale lichide moderne utilizează o metodă specială de formare a unei formări de imagini statice cu o metodă dinamică de alimentare a acestora pe ecran. Cu noua tehnologie, în jurul fiecărui element de imagine se formează un condensator de memorie și un tranzistor cheie, care conectează acest condensator la circuitele de imagine numai atunci când informațiile sunt furnizate pentru acest element de imagine particular. Indicatorii de cristal lichid sunt de obicei realizați sub forma unei matrice, adică pot fi formate imagini pe acestea. Pentru a forma o imagine color, se folosește în principal modul de transmisie. În acest caz, un pixel al imaginii este alcătuit din trei elemente, fiecare din ele fiind propriul filtru: albastru, roșu și verde.
Indicatorul electroluminescent este un condensator a cărui plăci sunt o peliculă conductoare depusă pe sticlă, iar substratul între care se află un izolator cu un fosfor ponderat.
1 - un electrod opac, 2 - un material izolat, 3 - un fosfor, 4 - un electrod transparent, 5 - un fascicul de lumină
Fig. Pulbere Designul indicatorului electroluminescent
În prezent, indicatorii de electroluminescent pulbere sunt fabricați prin pulverizarea unui electrod transparent pe o placă de sticlă și apoi prin aplicarea unui strat de emisie de lumină la electrod. Ca o conexiune, se folosește un material cu o constantă dielectrică înaltă. Introducerea activatorilor în fosfor poate produce diferite culori de strălucire - albastru, galben, verde, roșu. Luminescenta albă este obținută prin utilizarea luminiscenței în cascadă, strălucirea fluorescentă albastră excită colorantul organic mixt și devine alb. Dacă treci printr-un astfel de condensator un curent alternativ, atunci din cauza transformării energiei electrice în energie luminoasă, puteți străluci verde, albastru, portocaliu, galben și alte culori. Luminozitatea strălucirii depinde de frecvența și tensiunea curentului de alimentare. Cu o luminozitate crescândă, luminescența crește. Limita superioară a tensiunii este limitată de valoarea tensiunii opuse a dielectricului stratului electroluminescent și a frecvenței prin curentul maxim admisibil prin acesta. În concordanță cu acestea, sunt identificați indicatori luminiscenți și indicatori semiconductori, cunoscuți sub numele de diode emise de lumină.
1 - electrod opac, 2 - material izolant, 3 - fosfor, 4 - material izolant, 5 - electrod transparent, 6 - placă de sticlă, 7 - fascicul de lumină
Fig. 1.10. Construcția unui indicator de electroluminiscent de film
Un indicator de descărcare a gazului este un dispozitiv ionic pentru afișarea informațiilor complexe utilizând o descărcare cu strălucire.
vederi din partea superioară a vederii
1 - plăci de sticlă, 2 - matrice dielectrică, 3 - electrozi
Fig. 1.11. Indicatorul de descărcare a gazului
Comparativ cu un singur indicator, lampa cu neon are mai multe posibilități. Pentru a produce un dispozitiv de afișare cu o anumită complexitate de indicatori de descărcare a gazelor, mai puțin decât ar fi necesar pentru o unitate comparabilă de dispozitive cu lumină neonică.
1 - anod de afișare, 2 - pereți celulă dielectrică, 3 - catod, 4 - anod
Fig. 1.12. Schema schematică a indicatorului de descărcare a gazului
O altă structură indicatoare vom lua în considerare utilizarea indicatorului cu șapte segmente. Pentru a afișa informații digitale în sistemele bazate pe microcontrolere, se folosesc indicatori LED cu șapte segmente. Ele sunt ușor de operat, au o luminozitate ridicată, o gamă largă de temperaturi de funcționare și costuri reduse. Dezavantajele indicatorilor LED includ consumul ridicat de energie, lipsa unui controler de control și oportunități slabe de a furniza informații alfabetice. Indicatorul LED cu șapte segmente este un grup de LED-uri aranjate într-o anumită ordine și combinate constructiv.
Fig. 1.13. Circuit indicator digital cu dimensiuni
Prin aprinderea simultană a mai multor LED-uri, este posibil să se formeze simboluri ale cifrelor formate din segmente de indicatoare pe indicator.
Figura 1.14. Aspectul panoului de afișare și diagramei de circuite
Indicatorii diferă în funcție de tipul de conectare a LED-urilor - un anod comun, un catod comun, în ceea ce privește numărul de cifre afișate - un singur bit, două biți și în culoare - roșu, verde, galben. Indicatorul cu șapte segmente poate fi controlat static sau dinamic.
Cu un control static, biții indicatori sunt conectați la microcontroler independent unul de celălalt și informațiile despre acestea sunt trimise în mod continuu. Această metodă de control este mai simplă decât dinamică, dar fără a utiliza elemente suplimentare, cum ar fi registrele de deplasare, conectarea unui indicator multi-bit cu șapte segmente la microcontroler va fi problematică - este posibil să nu existe suficiente conductori.
Controlul dinamic sau indicația dinamică implică aprinderea alternativă a biților indicatori la o frecvență care nu este percepută de ochiul uman. Schema de conectare a indicatorului în acest caz este un ordin de mărime mai economic datorită faptului că aceleași segmente ale cifrelor indicatoare sunt combinate.
Fig. 1.15. Diagrama combinată a controlului indicatorului pe șapte segmente
Indicatorul de șapte segmente este un dispozitiv pentru afișarea informațiilor digitale. Aceasta este cea mai simplă implementare a unui indicator care poate afișa cifre arabe. Indicatorul pe șapte segmente, așa cum spune numele său, constă din șapte elemente de afișare, adică segmente care se pornesc și se opresc separat. Includându-le în combinații diferite, se pot compune imagini simplificate cu cifre arabe. Deseori, șapte indicatoare segmente sunt făcute în contur italic, ceea ce crește lizibilitatea. Figurile 6, 7 și 9 au două vederi diferite asupra indicatorului de șapte segmente. Segmentele sunt notate cu litere de la A la G; al optulea segment H este un punct zecimal destinat afișării numerelor fracționate. Ocazional, un indicator de șapte segmente afișează litere.
Fig. 1.16. Indicator pe șapte segmente cu dimensiuni
Pentru a afișa literele au apărut paisprezece indicatori de segment și șaisprezece indicatori de segment, dar acum sunt aproape peste tot înlocuiți cu ecrane punct matrice. Și numai în cazul în care este necesar să se afișeze numai informații digitale, indicatorii pe șapte segmente au rămas indispensabili - din simplitate, contrast și recunoaștere. Majoritatea indicatorilor utilizează LED-uri. Există însă și alternative - lămpi cu descărcare prin descărcare, indicatoare de electrovacuum, catodoluminiscent, lămpi cu incandescență, lămpi cu incandescență, cristale lichide.
Indicatoarele LED au o formă extrem de simplă, deoarece utilizează LED-uri turnate sub formă de segmente, iar cu cât mai puține tipuri de LED-uri sunt mai ieftine, dispozitivul este mai ieftin.
Tabela de adevăr a indicatorului cu șapte segmente
În afișajul cu LED-uri obișnuit, nouă știfturi, unul se duce la catodii din toate segmentele, iar ceilalți opt la anodul fiecărui segment. Această schemă este denumită circuit cu un catod comun, există și circuite cu un anod comun.
Fig. 1.17. Diagrame de conectare cu segmente comune anodice și catodice
Indicatorii multi-biți sunt aranjați adesea în conformitate cu principiul matricei. Concluziile tuturor acelorași segmente ale tuturor cifrelor sunt legate între ele. Pentru a afișa informații despre un astfel de indicator, cipul de control trebuie să alimenteze ciclic curentul către bornele comune ale tuturor biților, în timp ce segmentul conduce la debitul curent, în funcție de faptul dacă acest segment este aprins în această descărcare.
Astfel, pentru a obține un calculator cu ecran de zece cifre, aveți nevoie doar de optsprezece pini. Tastatura calculatorului este scanată în mod similar. Există microcircuite speciale pentru decodoarele cu șapte segmente care traduc un cod de patru biți în reprezentarea sa pe șapte segmente.
Fig. 1.18. Circuitul controlerului afișajului cu cristale lichide
Uneori decodoarele sunt construite direct în indicator. Pe lângă zece cifre, indicatorii cu șapte segmente pot afișa litere. Numai câteva dintre litere au o viziune intuitivă de șapte segmente. Prin urmare, indicatorii cu șapte segmente sunt utilizați numai pentru a afișa cele mai simple mesaje. Pe microcalculatorul inversat, puteți obține o anumită gamă de litere, care se bazează pe jocuri cu un calculator.
Nou-segment indicator este un dispozitiv pentru afișarea informațiilor digitale și alfabetice. Aceasta este continuarea unui indicator simplu cu șapte segmente, care are două segmente diagonale sau verticale suplimentare între segmentele orizontale superioare, medii și inferioare. Aceasta oferă cea mai ușoară cale de a afișa caractere alfanumerice
Articole similare
-
Supapă cu trei căi pentru încălzire - principiul funcționării, instalării și conectării
-
Structura cunoștințelor științifice naturale - o bancă de rezumate gratuite, cursuri, teze
Trimiteți-le prietenilor: