1.Хотя стрелочные приборы все еще находят применение, они постепенно вытесняются интегральными табло. Преимуществами таких табло являются отсутствие движущихся деталей, быстрая реакция, хорошая читаемость, большая свобода в размещении их на панели.
На практике используют четыре различных способа отображения информации, иногда в комбинации. Ниже дано краткое описание их свойств.
Светодиоды
2. Диод с прямой p-n проводимостью при пропускании через него тока начинает излучать свет. Цвет свечения зависит от соотношения примесей фосфора и мышьяка в материале полупроводника (см. Рис. 2.20).
Рис. 2.20. Типичная схема включения светодиода.
Светодиоды могут излучать свет красного, желтого или зеленого цвета, однако наилучший оптический эффект дает красное излучение.
Ток через светодиод должен лежать в пределах от 2 до 25 мА, а падение напряжения на нем – около 2 В. Светодиоды имеют очень высокий ресурс и потребляют очень маленькую мощность.
Для отображения на табло линейных элементов можно использовать несколько светодиодов или светодиоды, выполненные в виде полосок (см. Рис. 2.21 и 2.22).
Каждый светодиод помещен в отдельную ячейку на печатной плате. Задние стенки ячеек имеют посеребренную поверхность
Рис. 2.21. Тахометр с индикацией светодиодами.
Рис. 2.22. Цифровой дисплей, состоящий из 7 светодиодов.
Жидкие кристаллы
3. Жидкие кристаллы не излучают света, а только отражают его. Поэтому, чтобы табло было видимо в темноте, необходима его подсветка.
Низкая стоимость, малая потребляемая мощность, четкая видимость и возможность придать изображению разные цвета с помощью фильтров – все это создает хорошие предпосылки для широкого применения жидких кристаллов в информационной технике.
Жидкий кристалл, состоящий из случайно ориентированных групп удлиненных молекул, помещается между двумя плоскими стеклянными пластинками, расположенными на расстоянии 10 мкм друг от друга. Кристаллу можно придать любую форму с помощью уплотнителя, образующего замкнутую капсулу. На внутренние поверхности стеклянных пластинок нанесен распылением тонкий прозрачный слой проводящего материала. Наружные поверхности стекол закрыты поляризованными фильтрами с взаимно перпендикулярными осями поляризации. Позади заднего фильтра расположен отражатель света (см. Рис. 2.23).
Рис. 2.23. Принцип работы дисплея на жидких кристаллах.
Элемент с жидким кристаллом работает следующим образом. При отсутствии напряжения на обкладках кристалла наружный свет (1), проходя через поляризованный фильтр, лишается своей горизонтальной составляющей (2). Далее, в кристалле свет поворачивается на 90° и свободно проходит сквозь горизонтально ориентированный задний поляризованный фильтр. После отражения от задней стенки, свет проделывает обратный путь и выходит наружу.
При подаче напряжения порядка 5 В
на обкладки кристалла он перестает поворачивать свет. Теперь свет не может достичь отражателя из-за горизонтального фильтра и область кристалла становится темной.
Технология жидких кристаллов позволяет набрать любую цифру или изображение из отдельных элементов, каждый из которых имеет индивидуальное управление.
Жидкокристаллические табло могут работать в диапазоне температуры от – 30 до +В5°С. Для изображения одной цифры требуется ток силой примерно 8 микроампер.
Вакуумный флуоресцентный дисплей
4. Это активный дисплей (т.е. излучающий свет), основанный на принципе работы лампового триода.
Сегмент, образующий цифру или букву, покрыт слоем вещества, флуоресцирующего под воздействием электронов, наподобие кинескопа обычного телевизора.
Источником электронов является нагретая металлическая нить. Свободные электроны, вылетая из нити, образуют вокруг нее электронное облако. Если на сегмент экрана подать напряжение, положительное относительно нити, то электроны начнут притягиваться к сегменту и флуоресцирующий слой начнет светиться.
Между нитью и сегментами расположена управляющая сетка, на которую подается запирающее напряжение, не позволяющее электронам попасть на сегменты. Электроны смогут преодолеть сетку лишь в том случае, когда на соответствующий сегмент будет подано напряженна примерно +5 В. Величиной этого напряжения можно регулировать количество электронов, попадающих на сегмент, т.е. яркость изображения (см. Рис. 2.24).
Рис. 2.24. Вакуумный флуоресцентный дисплей.
Обычно экран имеет зелено-желтое свечение, однако путем подбора состава люминофора цвет можно сделать любым. Наилучшим для восприятия является голубой цвет и его оттенки.
Электролюминесценция.
5. Этот способ отображения подобен дисплею с жидкими кристаллами, но вместо жидких кристаллов в нем используется сульфид цинка. Излучаемый свет можно использовать непосредственно для получения изображения, либо использовать его для подсветки другого дисплея. Потребление энергии такими устройствами незначительно, они имеют быструю реакцию, возможно получить свечение разных цветов.
