Мал. 22.6. Габарити і цоколівка світлодіодного цифрового індикатора
Мал. 22.7. Структура світлодіодних індикаторів:
а, б - семисегментного цифрового індикатора і його типології, в - матричного цифробуквенного індикатора
Індикатор, що містить шістнадцять діодів, дозволяє відтворювати практично необмежене число знаків.
Габарити і цоколівка типового світлодіодного цифрового індикатора (КЛ104) показані на мал. 22.6. Індикатор оформлений в металевому корпусі, забезпеченому дев'ятьма штирьовими ніжками для підключення живлячої напруги. Маса приладу - не більше 7 р. Максимальний кут (щодо оптичної осі), при якому можливо неспотворене прочитування данних індикатора, рівний 60°. Колір свічення - жовтий.
Розміри робочого кристала світлодіода малі - близько 400 х 400 мкм. Тому випромінюючий кристал - це крапка, що світиться. Символи і цифри не повинні бути менше 3 мм. Для збільшення масштабу світловипромінюючого кристала застосовують лінзи, рефлектори, конічні призми (фокони).
Структура сегментного цифрового індикатора показана на мал. 22.7, а. Цей індикатор дозволяє відтворювати всі десять цифр і крапку. Схема розміщення діодів і їх з'єднань на платі (топологія) показана на мал. 22.7, б (світлодіод, що зображає крапку, обведений кружком).
Матричний індикатор (мал. 22.7, е) містить 35 діодів (7 х 5) і дозволяє відтворювати всі цифри, букви і знаки стандартного коду для обміну інформацією.
Управління світлодіодами в індикаторах здійснюється за допомогою ключових схем. Приклад такої схеми для випадку управління десятирозрядним цифровим семисегментним дисплеєм приведений на мал. 22.8.
Мал. 22.8 - Структурна схема управління десятирозрядним семисегментним дисплеєм
У цій схемі катоди (n-області) світлодіодів однойменних сегментів всіх розрядів сполучені між собою. Тому для їх підключення потрібно всього сім зовнішніх виводів. Так само сполучені між собою аноди семи сегментів кожного розряду. В результаті повне число зовнішніх виводів десятирозрядного дисплея не перевищує 17. Матрична структура управління не дозволяє одночасно включати всі рядки (розряди), якщо цифри (набори сегментів) відрізняються один від одного. Тому схема управління передбачає тимчасове розділення включення кожному з рядків. За допомогою розподільника в кожен даний момент до джерела струму підключається тільки один розряд індикатора. Одночасно на іншу координату матриці подають інформацію, що підлягає відображенню, у вигляді двійково-десяткового або якого-небудь іншого коду. У схемі дешифратора відбувається перетворення вхідного коду, в позиційний (сегментний), тобто підключення вибраного сегменту до джерела струму. Порозрядне включення матриці здійснюється безперервно. Тому в кожному циклі включення через вибрані сегменти кожного розряду протікає імпульс струму, якому відповідає і імпульс висвічення відповідного світлодіода. Принципові електричні схеми розподільника і дешифратора містять транзисторні ключі, схеми, що дозволяють здійснювати безконтактну швидкодіючу комутацію.
В даний час розроблені світлодіоди з перебудовуваним кольором свічення. Зміна кольору досягнута завдяки формуванню в одному приладі двох р-п переходів, один з яких дозволяє отримати зелене свічення, а другий - червоне. При одночасному збудженні обох переходів випромінюється жовте світло. Регулюючи по величині струми через переходи, можна змінювати колір свічення від зеленувато-жовтого до червонувато-жовтого. За допомогою подібних світлодіодів можна створити кольорові пристрої відображення інформації, замінити кінескопи телевізорів чималими плоскими екранами, що дозволяють отримувати кольорове зображення.
Контрольні запитання:
1. Яке призначення мають буквено-цифрові індикатори?
2. Будова та принцип дії газорозрядних індикаторів?
3. Будова та принцип дії вакуумних електролюмінесцентних і розжарювальних індикаторів?
4. Напівпровідникові індикатори, призначення та їх будова?
Інструкційна картка №18 для самостійного опрацювання навчального матеріалу з дисципліни «Основи електроніки та мікропроцесорної техніки»
І. Тема: 2 Електронні прилади
2.8 Прилади відображення інформації
Мета: Формування потреби безперервного, самостійного поповнення знань; розвиток творчих здібностей та активізації розумової діяльності.
ІІ. Студент повинен знати:
- Будову рідкокристалічного індикатора;
- Принцип роботи рідкокристалічного індикатора;
ІІІ. Студент повинен уміти:
- Відрізняти індикатори різних типів;
- Використовувати індикатори при різних схемних рішеннях.
ІV. Дидактичні посібники: Методичні вказівки до опрацювання.
V. Література: [2, с. 413-417].
VІ. Запитання для самостійного опрацювання:
1. Індикатори на рідких кристалах. Плазмові панелі. Маркування цифрових індикаторів.
VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.
VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:
1. Область застосування індикаторів на рідких кристалах?
2. Що називають рідкими кристалами?
3. Що таке сегмент?
4. Конструкція елементарного рідкокристалічного індикатора?
5. В чому полягає принцип роботи рідкокристалічного індикатора?
ІХ. Підсумки опрацювання:
Підготував викладач: Бондаренко І.В.
Теоретична частина: Прилади відображення інформації
План:
Література
1. Індикатори на рідких кристалах. Плазмові панелі. Маркування цифрових індикаторів
Індикатори на рідких кристалах останніми роками все частіше застосовуються в різноманітній електронній апаратурі. Ці індикатори відрізняються малими габаритами, споживають незначну потужність (не більше 100 мквт) від низьковольтних джерел живлення, забезпечують високу контрастність зображення навіть при достатньо високих рівнях засвічення.
Рідкими кристалами називають особливу групу речовин, що займають проміжне місце між твердим і рідким станами. Ці речовини складаються з ниткоподібних органічних молекул, витягнутих в певних напрямах (мал. 22.9, а). Вони володіють текучістю подібно до рідин, але мають молекулярний порядок твердих речовин. При температурі 15...70°С під дією електричного поля орієнтація молекул змінюється, стає впорядкованою (мал. 22.9, б), а в речовині виникає специфічний ефект динамічного розсіювання світла (що як проходить через речовину, так і відображеного). В результаті цього коефіцієнт заломлення змінюється, і рідкий кристал, непрозорий у нормальному стані, починає пропускати світло. Оскільки рідкокристалічні осередки самі не випромінюють світло, то вони зазвичай використовуються спільно з яким-небудь зовнішнім джерелом світла.
Конструкція елементарної рідкокристалічної ячейки достатньо проста (мал. 22.10). Вона складається з двох скляних пластин 2, покритих з внутрішньої сторони шаром електропровідного матеріалу (3 і 5), і розташованого між ними рідкого кристала 1 товщиною 8...25 мкм. Один з електродів (мал. 22.10) прозорий, інший (мал. 22.10) - може бути або прозорим, якщо індикатор працює на пропускання світла, або дзеркальним, якщо індикатор працює на віддзеркалення. Електроди 3 і 5 розділяє ізоляційна прокладка 4.
Для індикації цифр використовуються елементи, які складаються з восьми сегментів (кожен сегмент - це елементарна рідкокристалічна ячейка). Сім з них необхідні для відтворення десяти цифр, а восьмий сегмент призначений для індикації коми, що відокремлює десяткові дроби від цілих чисел (мал. 22.11).
Мал. 22.9. Рідкокристалічний ячейка:
а - невпорядкована структура без поля; б - впорядкована структура за наявності електричного поля
Мал. 22.10. Конструкція елементарного рідкокристалічного індикатора (рідкокристалічної ячейки):
1 - рідкий кристал; 2 - скляні пластини; 3 - прозорий електрод; 4 - ізоляційна прокладка; 5 - прозорий або такий, що відображає електрод
Мал. 22.11. Конструктивне оформлення цифрового однорозрядного рідкокристалічного індикатора
Мал. 22.12. Конструкція багаторозрядного рідкокристалічного індикатора (дисплея)
Рис 22.13. Схеми, що ілюструють роботу рідкокристалічної ячейки:
а - на віддзеркалення світла; б - на пропускання світла
Мал. 22.14. Схема управління рідкокристалічним індикатором
Для отримання зображення тієї або іншої цифри необхідно впливати за допомогою електричного струму на певні цифрові сегменти.
На мал. 22.12 показаний багаторозрядний індикатор на трьох рідкокристалічних елементах. По суті, такий індикатор є простим рідкокристалічним дисплеєм компактної плоскої конструкції. Слід зазначити, що, окрім цифрової індикації, на такому дисплеї можуть бути відтворені і складніші знаки і символи.
Джерела світла, необхідні для роботи індикаторів на рідких кристалах, можна розташовувати як перед ними, так і позаду них. У першому випадку позаду цифрових сегментів встановлюють дзеркальну пластину (мал. 22.13, про), світло відбивається від неї і проходить через сегменти, прозорість яких залежить від величини струму, що пропускається через них. При роботі індикатора у відображених променях як джерело світла можна використовувати навколишнє освітлення.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34
