Công cụ và thiết bị hiển thị

Thiết bị trỏ hoặc phần tử hiển thị là cơ sở của thiết bị hiển thị thông tin được thiết kế để chuyển đổi tín hiệu điện thành dạng nhìn thấy được.

Đèn báo - sử dụng ánh sáng của dây tóc nóng sáng được đốt nóng bằng dòng điện. Chúng là những chiếc đèn thu nhỏ có dây tóc nóng sáng, chiếu sáng các hộp màu (bộ lọc) của các chỉ báo và nút hoặc một số hình ảnh, dấu hiệu, biểu tượng.

Các chỉ số phát quang điện - sự phát sáng của một số chất được sử dụng dưới tác động của điện trường. Ví dụ như các chất chỉ thị huỳnh quang chân không. Chúng là đèn nhiều cực dương với cực âm, phát ra các electron và lưới điều khiển dòng điện của chỉ thị. Cực dương được chế tạo dưới dạng tổng hợp các phân đoạn được phủ photpho. Khi các electron va chạm với bề mặt của cực dương, phốt pho có màu cần thiết sẽ phát sáng. Một điện áp cung cấp riêng biệt được áp dụng cho mỗi cực dương.

Trước đây được sử dụng rộng rãi, chúng đang bị thay thế bởi các loại chỉ số khác. Chúng cho phép thu được một số lượng lớn các phần tử và ký tự có màu sắc khác nhau và độ sáng cao.

Thiết bị chùm tia điện tử — dựa trên sự phát sáng của chất lân quang khi bị các điện tử bắn phá.

Đại diện nổi bật nhất của thiết bị tia âm cực là ống tia âm cực (CRT). CRT là một thiết bị chân không điện tử sử dụng chùm electron tập trung dưới dạng chùm tia được điều khiển bởi điện trường và / hoặc từ trường và tạo ra hình ảnh có thể nhìn thấy trên một màn hình đặc biệt (Hình 1).

Chúng được sử dụng trong máy hiện sóng — để theo dõi các quá trình điện tử, trong truyền hình (kinescopes) — để chuyển đổi tín hiệu điện chứa thông tin về độ sáng và màu sắc của hình ảnh được truyền, trong thiết bị chụp ảnh radar — để chuyển đổi tín hiệu điện chứa thông tin về không gian xung quanh thành một hình ảnh có thể nhìn thấy.

Hình 1 - Cấu tạo ống chùm tia điện tử

Chúng bị thay thế mạnh mẽ bởi các chỉ số tinh thể lỏng: việc sản xuất màn hình CRT bị ngừng, TV CRT đang giảm dần.

Thiết Bị Phóng Điện Khí (Ion) - Khí phát sáng được sử dụng để phóng điện.

Chúng bao gồm một hình trụ kín với các điện cực được hàn vào nó (trong trường hợp đơn giản nhất là cực dương và cực âm - đèn neon) và chứa đầy khí trơ (neon, heli, argon, krypton) ở áp suất thấp. Khi đặt điện áp, khí phát sáng được quan sát thấy. Màu sắc của ánh sáng được xác định bởi thành phần của khí nạp. Dùng để biểu thị điện áp AC hoặc DC.

Ngày nay thiết bị xả khí tấm plasma được sử dụng để sản xuất.

Bảng plasma PDP (bảng hiển thị plasma) là một ma trận các ô được bao bọc giữa hai tấm kính. Mỗi ô được phủ bằng phốt pho (các ô liền kề tạo thành bộ ba màu — đỏ, lục và lam R, G, B) và chứa đầy khí trơ — neon hoặc xenon (Hình 2).Khi một dòng điện được đặt vào các điện cực của tế bào, khí sẽ chuyển thành trạng thái plasma và làm cho phốt pho phát sáng.

Hình 2 - Thiết kế các ô của bảng plasma

Ưu điểm chính của tấm nền plasma là kích thước màn hình lớn — thường từ 42" đến 65". Ngoài ra, các tấm riêng lẻ có thể được ghép thành màn hình lớn để sử dụng trong phòng hòa nhạc, sân vận động, quảng trường, v.v.

Tấm plasma có tỷ lệ tương phản cao (sự khác biệt giữa màu đen và trắng), góc nhìn rộng và dải nhiệt độ hoạt động rộng.

Cùng với những ưu điểm, cũng có những nhược điểm: chỉ có các tấm có kích thước lớn, "đốt cháy" dần dần chất lân quang, tiêu thụ năng lượng tương đối cao.

Các chỉ báo bán dẫn - nguyên tắc hoạt động dựa trên sự phát xạ của lượng tử ánh sáng trong vùng của đường giao nhau p-n, nơi đặt điện áp.

Phân biệt:

— chỉ báo bán dẫn (điểm) rời rạc — đèn LED;

— chỉ báo ký tự — để hiển thị số và chữ cái;

- Ma trận LED.

Đèn LED hoặc điốt phát quang (LED — Điốt phát sáng) đã trở nên phổ biến do tính nhỏ gọn, khả năng nhận bất kỳ màu phát xạ nào, không có bóng đèn thủy tinh dễ vỡ, điện áp cung cấp thấp và dễ dàng chuyển đổi.

Đèn LED bao gồm một hoặc nhiều tinh thể (Hình 3) phát ra bức xạ và nằm trong cùng một vỏ với thấu kính và gương phản xạ tạo thành chùm ánh sáng có hướng trong phần nhìn thấy hoặc hồng ngoại (không nhìn thấy) của quang phổ.

Hình 3 - Cấu tạo của đèn LED

Một ví dụ. Hình 4 cho thấy sơ đồ chuyển đổi đèn LED sang nguồn 12 V.Điện áp rơi trên diode khi được kết nối trực tiếp là khoảng 2,5 V, vì vậy cần phải bật điện trở dập tắt nối tiếp. Để đảm bảo đủ độ sáng, dòng đi-ốt phải ở mức 20 mA. Cần xác định điện trở của điện trở giảm chấn R.

Hình 4 - Sơ đồ bật đèn LED

Để làm điều này, chúng tôi xác định điện áp phải giảm (tắt) trên điện trở: UR = UP — UVD = 12 — 2,5 = 9,5 V

Để cung cấp một dòng điện nhất định trong mạch ở một điện áp nhất định, theo Định luật Ohm ta xác định trị số điện trở của biến trở: R = UP / I = 9.5/20 • 10-3 = 475 Ohm

Giá trị điện trở tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất sau đó được chọn. Đối với ví dụ này, bạn có thể chọn giá trị gần nhất là 470 ohms.

Đèn LED mạnh mẽ được sử dụng làm nguồn sáng trong chiếu sáng trong nhà và ngoài trời, đèn pha, đèn giao thông và đèn pha ô tô. Hiệu suất quán tính làm cho đèn LED không thể thiếu khi cần hiệu suất cao.

Kết hợp bảy đèn LED vào một vỏ cho phép bạn tạo chỉ báo ký tự bảy đoạn cho phép bạn hiển thị 10 số và một số chữ cái. Trong chỉ báo được hiển thị trong sơ đồ (Hình 5), cực dương là chung cho điốt, điện áp cung cấp được cung cấp cho nó và cực âm được kết nối với các công tắc điện tử (bóng bán dẫn) kết nối chúng với hộp. Thông thường, chỉ báo ký tự được điều khiển bởi một vi mạch.

Hình 5 - Chỉ báo bán dẫn biểu tượng

Ma trận LED (mô-đun) — một số lượng đèn LED nhất định được chế tạo dưới dạng một khối hoàn chỉnh và có mạch điều khiển. Khuôn được sử dụng để sản xuất Màn hình LED (màn hình LED).

Màn hình tinh thể lỏng (LCD) — dựa trên sự thay đổi tính chất quang học của tinh thể lỏng dưới tác động của điện trường.

Tinh thể lỏng (LC) là chất lỏng hữu cơ với sự sắp xếp có trật tự của các phân tử đặc trưng cho tinh thể. Các tinh thể lỏng trong suốt đối với các tia sáng, nhưng dưới tác dụng của điện trường, cấu trúc của chúng bị xáo trộn, các phân tử được sắp xếp ngẫu nhiên và chất lỏng trở nên mờ đục.

Theo nguyên tắc hoạt động, màn hình LCD được phân biệt hoạt động trong ánh sáng truyền qua (thông qua truyền) được tạo bởi nguồn đèn nền (đèn phóng điện hoặc đèn LED) và trong ánh sáng của bất kỳ nguồn nào (nhân tạo hoặc tự nhiên) được phản chiếu trong chỉ báo (để phản chiếu ) . Làm việc trên ánh sáng được sử dụng trong màn hình, màn hình điện thoại di động. Các chỉ số phản chiếu được tìm thấy trong đồng hồ đo, đồng hồ, máy tính, màn hình thiết bị gia dụng, v.v.

Ngoài ra, một số chỉ báo được sử dụng với đèn nền có thể chuyển đổi trong điều kiện sáng và bật đèn nền trong điều kiện ánh sáng yếu để giảm mức tiêu thụ điện năng.

Hình 6 - Chỉ báo phản xạ tinh thể lỏng

Hình 6 cho thấy màn hình LCD phản chiếu. Giữa hai bản trong suốt có một lớp tinh thể lỏng (độ dày của lớp 10 - 20 µm). Tấm trên có các điện cực trong suốt ở dạng phân đoạn, số hoặc chữ cái.

Nếu không có điện áp đến các điện cực, thì màn hình LCD trong suốt, các tia sáng của ánh sáng tự nhiên bên ngoài đi qua nó, được phản xạ bởi điện cực gương bên dưới và quay trở lại — chúng ta thấy một màn hình trống.Khi một điện áp được đặt vào bất kỳ điện cực nào, màn hình LCD bên dưới điện cực đó trở nên mờ đục, các tia sáng không đi qua phần chất lỏng đó và sau đó chúng ta thấy một phân đoạn, số, chữ cái, ký hiệu, v.v. trên màn hình.

Các chỉ số tinh thể lỏng có một số ưu điểm, trong đó có mức tiêu thụ điện năng rất thấp, độ bền và độ nhỏ gọn.

Ngày nay, màn hình LCD (màn hình LCD—màn hình tinh thể lỏng—màn hình tinh thể lỏng, màn hình TFT—ma trận LCD sử dụng bóng bán dẫn màng mỏng) là loại màn hình và máy thu hình chính.