Лабораторна робота № 8

ТЕМА: Дослідження знакосинтезуючих індикаторів.

МЕТА: Дослідити параметри та можливості синтезу знаків семисегментним світлодіодним індикатором.

ОБЛАДНАННЯ:

- лабораторний макет;

- вольтметр (тестер).

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Індикатори – пристрої для відображення (індикації) факту настання (закінчення) певної події або відображення значення якої-небудь величини. Можуть нести як лише якісну (з мнемонічним інформаційним навантаженням) так і кількісну інформацію (літерно-цифрові індикатори). Використовуються як в одиночному вигляді (індикатори живлення в радіоапаратурі, індикатори на мнемосхемах та ін.), так і згрупованими в інформаційні поля різної складності (індикатори для годинників, цифрові табло калькуляторів та ін.).

Індикатори, засновані на будь-яких принципах роботи, можуть бути класифіковані за видом інформації, що відображається, за видом інформаційного поля і за способом управління рис. 1.

Рис. 1. Класифікація сучасних індикаторних ПВІ.

Одиничні індикатори складаються з одного елемента відображення і призначені в основному для представлення інформації у вигляді крапки або інших геометричних фігур.

Шкальні індикатори мають елементи відображення у вигляді правильних прямокутників і призначені для відображення інформації у вигляді рівнів або значень величин.

Цифрові індикатори складаються, як правило, з елементів відображення у вигляді сегментів і призначені для відображення цифрової інформації та окремих літер алфавіту.

Алфавітно-цифрові індикатори призначені для відображення інформації у вигляді літер, цифр, різних знаків. Одиничні елементи відображення таких індикаторів згруповані по рядках і стовпцях.

Цифрові і алфавітно-цифрові індикатори бувають одно- і багаторозрядними. Під однорозрядним розуміється індикатор, що має одне знакомісце, тобто інформаційне поле індикатора або його частину, необхідну і достатню для відображення одного знака. Багаторозрядний індикатор має кілька фіксованих знакомісць.

Графічні (матричні) індикатори дозволяють збирати модулі з елементів екрану різного розміру без втрати кроку. Графічні індикатори призначені для відображення будь-якої інформації.

Цифрові, алфавітно-цифрові, матричні і шкальні індикатори можуть бути без управління і з вбудованими схемами управління.

Літерно-цифрові ПВІ. До літерно-цифрових ПВІ можна віднести індикатори з відображенням цифрової, літерно-цифрової та спеціальної інформації. Це найбільш масові види індикаторів. Реалізація таких індикаторів в даний час здійснюється на базі твердотільних елементів люмінесцентного, світлодіодного і рідкокристалічного типів та ін.

Літерно-цифрові ПВІ можна згрупувати в такі групи:

- цифрові індикатори;

- алфавітно-цифрові (універсальні) індикатори;

- індикатори спеціальних символів.

Цифровий індикатор – пристрій для відображення значення будь-якої величини у вигляді послідовності цифр. Суто цифрові індикатори виконуються на основі сегментних полів (як правило, семисегментних полів) за допомогою яких відображаються розряди цифр.

За принципом дії цифрові індикатори можна розділити на такі основні групи:

- механічні індикатори (блінкерні табло) – складаються з набору дисків з нанесеними на них цифрами з механічним приводом (можна зустріти на заправках, в якості цінників у торгових мережах);

- газорозрядні індикатори – використовують тліючий розряд, на сьогодні використовуються рідко;

- світлодіодні індикатори – зазвичай у вигляді семисегментних індикаторів;

- рідкокристалічні індикатори – зазвичай здатні відображати лінійку цифр (з огляду на економічну недоцільність використання одиночних індикаторів), стали особливо популярними через низьке енергоспоживання;

- флуоресцентні індикатори – використовують явище люмінесценції.

Світлодіодні цифрові індикатори. Найпоширеніші серед семисегментних індикаторів і призначені для відображення інформації у вигляді цифр. Окремі сегменти такого індикатора це окремі світлодіоди, які мають спільний електрод – катод або анод. Існують багатосегментні світлодіодні індикатори для відображення літер та цифр (використовуються рідко через складність керуючої схеми та недостатню чіткість зображення). Можуть конструктивно бути виконані у вигляді однорозрядних та багаторозрядних пристроїв. Призначені для відтворення цифрової інформації у різноманітній радіоелектронній апаратурі рис. 2.

а)	б)
Рис. 2. Позначення сегментів семисегментного індикатора а), зовнішній вигляд семисегментного дворозрядного світлодіодного індикатора б).

Рідкокристалічні індикатори. Рідкокристалічні індикатори (РКІ) не використовуються в якості одиночних індикаторів, а лише як багаторозрядні цифрові та алфавітно-цифрові індикатори – дисплеї. РКІ призначені для відображення цифрової інформації мають семисегментну будову інформаційного поля. Екран таких індикаторів є масивом сегментів, якими можна маніпулювати для відображення інформації. Рідкокристалічні індикатори споживають невелику кількість енергії, тому вони знайшли широке застосування пристроях з автономним живленням - годинниках, мобільних телефонах, калькуляторах тощо.

Алфавітно-цифрові індикатори – пристрої призначені для відображення як цифрової так і літерної (символьної) інформації завдяки спеціальній конструкції сегментного поля індикатора. Такі індикатори виконуються на основі багатосегментних полів (відносяться до застарілих пристроїв) та матричних структур за допомогою яких відображаються розряди цифр та літери алфавіту. За принципом дії літерно-цифрові індикатори можна розділити на такі основні групи:

- електромеханічні індикатори (блінкерні табло);

- світлодіодні матричні індикатори;

- люмінесцентні матричні індикатори;

- рідкокристалічні матричні індикатори.

Блінкерне табло – електромеханічний бістабільний матричний індикатор складається з набору дисків із контрасним забарвленням із різних сторін, які розташовані у вигляді матричного масиву з електромеханічним приводом. При подачі струму на електромагніт зв’язаний з конкретним диском, в залежності від полярності, пластинка повертається тим чи іншим боком (піксель окрашується чи зливається з фоном). Після відключення струму диск залишається в тому ж положенні. Використовується як інформаційні табло на вокзалах, стадіонах у громадському транспорті.

Світлодіодні матричні індикатори призначені для відображення інформації у вигляді літер, цифр, різних знаків, або їх комбінації (тексту). Елементи відображення таких індикаторів згруповані по рядках і стовпцях. Матричні індикатори дозволяють збирати модулі в екрани різного розміру без втрати кроку для відображення будь-якої інформації. Робота тиких ПВІ базується на тих самих принципах, що й робота одиночних світлодіодів з всіма перевагами та недоліками.

Рідкокристалічні матричні індикатори – зазвичай здатні відображати лінійку (стрічку) літерно-цифрової інформації, а також прості відеозображення. Принцип дії аналогічний з цифровими РКІ, з тією різницею, що елементарна комірка - піксель має форму кола або прямокутника. Такі ПВІ можуть бути монохромними або кольоровими.