أدوات وأجهزة العرض

أجهزة التأشير أو عناصر العرض هي أساس أجهزة عرض المعلومات المصممة لتحويل الإشارة الكهربائية إلى شكل مرئي.

مؤشرات الضوء - استخدم توهج خيوط متوهجة يتم تسخينها بواسطة تيار كهربائي. إنها مصابيح مصغرة ذات خيوط متوهجة ، تضيء علب ملونة (مرشحات) من المؤشرات والأزرار أو بعض الصور والعلامات والرموز.

مؤشرات الإنارة الكهربائية - يستخدم توهج بعض المواد تحت تأثير المجال الكهربائي. على سبيل المثال مؤشرات الفلورسنت الفراغ. إنها مصابيح متعددة الأنود مع كاثود وإلكترونات تنبعث منها وشبكة تتحكم في تيار المؤشر. تصنع الأنودات على شكل شرائح تركيبية مغطاة بالفوسفور. عندما تصطدم الإلكترونات بسطح الأنودات ، يضيء فوسفور اللون المطلوب. يتم تطبيق جهد إمداد منفصل لكل أنود.

كانت تستخدم في السابق على نطاق واسع ، ويتم استبدالها بأنواع أخرى من المؤشرات. أنها تسمح بالحصول على عدد كبير من العناصر والأحرف بألوان مختلفة وسطوع عالي.

أجهزة شعاع الإلكترون - تعتمد على وهج الفوسفور عند قصفها بالإلكترونات.

من أبرز ممثلي أجهزة أشعة الكاثود أنابيب أشعة الكاثود (CRT). CRT عبارة عن جهاز تفريغ إلكتروني يستخدم حزمة من الإلكترونات المركزة في شكل حزمة يتحكم فيها مجال كهربائي و / أو مغناطيسي ويخلق صورة مرئية على شاشة خاصة (الشكل 1).

يتم استخدامها في راسمات الذبذبات - لمراقبة العمليات الإلكترونية ، في التلفزيون (مناظير الحركة) - لتحويل إشارة كهربائية تحتوي على معلومات حول سطوع ولون الصورة المرسلة ، في أجهزة التصوير بالرادار - لتحويل الإشارات الكهربائية التي تحتوي على معلومات حول الفضاء المحيط في صورة مرئية.

الشكل 1 - بناء أنبوب شعاع الإلكترون

يتم إزاحتها بشكل مكثف بواسطة مؤشرات الكريستال السائل: توقف إنتاج شاشات CRT ، أجهزة تلفزيون CRT آخذة في الانخفاض.

أجهزة تفريغ الغاز (أيون) - يستخدم توهج الغاز في التفريغ الكهربائي.

وهي تتكون من أسطوانة محكمة الغلق مع أقطاب كهربائية ملحومة بها (في أبسط الحالات ، الأنود والكاثود - مصباح نيون) ، ومليئة بالغازات الخاملة (نيون ، هيليوم ، أرجون ، كريبتون) عند ضغط منخفض. عندما يتم تطبيق الجهد ، لوحظ توهج الغاز. يتم تحديد لون التوهج من خلال تكوين غاز التعبئة. تستخدم للدلالة على جهد التيار المتردد أو التيار المستمر.

اليوم أجهزة تفريغ الغاز تستخدم لوحات البلازما للإنتاج.

لوحة البلازما PDP (لوحة عرض البلازما) عبارة عن مصفوفة من الخلايا محاطة بين لوحين من الزجاج. كل خلية مغطاة بالفوسفور (الخلايا المجاورة تشكل ثلاثيات من ثلاثة ألوان - الأحمر والأخضر والأزرق R و G و B) ومليئة بغاز خامل - نيون أو زينون (الشكل 2).عندما يتم تطبيق تيار كهربائي على أقطاب الخلية ، يتحول الغاز إلى حالة بلازما ويسبب توهج الفوسفور.

الشكل 2 - تصميم خلايا البلازما

الميزة الرئيسية لألواح البلازما هي أحجام الشاشة الكبيرة - تتراوح عادة من 42 "إلى 65". بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تجميع الألواح الفردية في شاشات كبيرة لاستخدامها في قاعات الحفلات الموسيقية والملاعب والساحات وما إلى ذلك.

تتميز لوحات البلازما بنسبة تباين عالية (الفرق بين الأسود والأبيض) وزاوية رؤية واسعة ونطاق واسع من درجات حرارة التشغيل.

إلى جانب المزايا ، هناك أيضًا عيوب: الألواح كبيرة الحجم فقط ، "الاحتراق" التدريجي للفوسفور ، استهلاك طاقة مرتفع نسبيًا.

مؤشرات أشباه الموصلات - يعتمد مبدأ التشغيل على انبعاث كمات الضوء في منطقة تقاطع pn ، حيث يتم تطبيق الجهد.

يميز:

- مؤشرات أشباه الموصلات المنفصلة (النقطية) - المصابيح ؛

- مؤشرات الأحرف - لعرض الأرقام والحروف ؛

- مصفوفات LED.

أصبحت مصابيح LED أو الثنائيات الباعثة للضوء (LED - Light Emission Diodes) منتشرة على نطاق واسع بسبب انضغاطها ، والقدرة على تلقي أي لون من الانبعاثات ، وغياب المصباح الزجاجي الهش ، والجهد المنخفض للإمداد وسهولة التبديل.

يتكون LED من بلورة واحدة أو أكثر (الشكل 3) تنبعث من الإشعاع وتقع في نفس السكن مع عدسة وعاكس يشكل شعاعًا ضوئيًا موجهًا في الجزء المرئي أو الجزء تحت الأحمر (غير المرئي) من الطيف.

الشكل 3 - بناء الصمام

مثال. يوضح الشكل 4 مخططًا لتحويل مؤشر LED إلى مصدر طاقة 12 فولت.يبلغ انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي عند التوصيل المباشر حوالي 2.5 فولت ، لذلك من الضروري تشغيل مقاوم التبريد في سلسلة. لضمان سطوع كافٍ ، يجب أن يكون تيار الصمام الثنائي في حدود 20 مللي أمبير. من الضروري تحديد مقاومة مقاوم التخميد R.

الشكل 4 - مخطط لتشغيل الصمام

للقيام بذلك ، نحدد الجهد الذي يجب أن ينخفض ​​(إيقاف) على المقاوم: UR = UP - UVD = 12 - 2.5 = 9.5 V

لتوفير تيار معين في الدائرة بجهد معين ، وفقًا لـ قانون أوم نحدد قيمة المقاومة للمقاوم: R = UP / I = 9.5 / 20 • 10-3 = 475 أوم

ثم يتم تحديد أقرب قيمة مقاومة قياسية أكبر. في هذا المثال ، يمكنك اختيار أقرب قيمة 470 أوم.

تُستخدم مصابيح LED القوية كمصادر للضوء في الإضاءة الداخلية والخارجية والأضواء الكاشفة وإشارات المرور والمصابيح الأمامية للسيارة. الأداء بالقصور الذاتي يجعل مصابيح LED لا غنى عنها عند الحاجة إلى أداء عالٍ.

يتيح لك الجمع بين سبعة مصابيح LED في مبيت واحد إنشاء مؤشر حرف مكون من سبعة أجزاء يسمح لك بعرض 10 أرقام وبعض الأحرف. في المؤشر الموضح في الرسم البياني (الشكل 5) ، يكون الأنود مشتركًا في الثنائيات ، ويتم توفير جهد التغذية لها ، ويتم توصيل الكاثودات بالمفاتيح الإلكترونية (الترانزستورات) التي تربطها بالصندوق. عادة ما يتم التحكم في مؤشر الحرف بواسطة دائرة كهربائية صغيرة.

الشكل 5 - مؤشر أيقونة أشباه الموصلات

مصفوفات LED (وحدات) - عدد معين من مصابيح LED مصنوعة على شكل كتلة كاملة وبدائرة تحكم. تستخدم القوالب للإنتاج شاشات LED (شاشات LED).

شاشات الكريستال السائل (LCD) - بناءً على التغيير في الخصائص البصرية للبلورات السائلة تحت تأثير المجال الكهربائي.

البلورات السائلة (LC) هي سوائل عضوية ذات ترتيب منظم للجزيئات المميزة للبلورات. البلورات السائلة شفافة للأشعة الضوئية ، ولكن تحت تأثير المجال الكهربائي ، يتزعزع هيكلها ، ويتم ترتيب الجزيئات بشكل عشوائي ويصبح السائل معتمًا.

وفقًا لمبدأ التشغيل ، تتميز شاشات LCD التي تعمل في الضوء المرسل (من خلال الإرسال) التي تم إنشاؤها بواسطة مصدر الإضاءة الخلفية (مصابيح التفريغ أو مصابيح LED) وفي ضوء أي مصدر (صناعي أو طبيعي) ينعكس في المؤشر (للانعكاس) ). العمل على الضوء يستخدم في الشاشات وشاشات الهاتف المحمول. توجد المؤشرات العاكسة في العدادات والساعات والآلات الحاسبة وشاشات عرض الأجهزة المنزلية والمزيد.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام عدد من المؤشرات مع إضاءة خلفية قابلة للتحويل في ظروف الإضاءة الساطعة وتشغيل الإضاءة الخلفية في الإضاءة المنخفضة لتقليل استهلاك الطاقة.

الشكل 6 - مؤشر انعكاس الكريستال السائل

يوضح الشكل 6 شاشة LCD عاكسة. بين لوحين شفافين توجد طبقة من الكريستال السائل (سمك الطبقة 10 - 20 ميكرومتر). تحتوي اللوحة العلوية على أقطاب كهربائية شفافة على شكل شرائح أو أرقام أو أحرف.

إذا لم يكن هناك جهد للأقطاب الكهربائية ، فإن شاشة LCD شفافة ، وتمر أشعة الضوء للإضاءة الطبيعية الخارجية من خلالها ، وتنعكس بواسطة قطب المرآة السفلية وتعود للخارج - نرى شاشة فارغة.عندما يتم تطبيق جهد على أي قطب كهربائي ، تصبح شاشة LCD الموجودة أسفل هذا القطب معتمًا ، ولا تمر أشعة الضوء عبر هذا الجزء من السائل ، ثم نرى مقطعًا ورقمًا وحرفًا وإشارة وما إلى ذلك على الشاشة.

تتمتع مؤشرات الكريستال السائل بعدد من المزايا ، من بينها انخفاض استهلاك الطاقة والمتانة والاكتناز.

اليوم ، تعد شاشات LCD (شاشات LCD - شاشات الكريستال السائل - شاشات الكريستال السائل ، شاشات TFT - مصفوفة LCD باستخدام ترانزستورات الأغشية الرقيقة) هي النوع الرئيسي من الشاشات وأجهزة استقبال التلفزيون.