Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем изучение цифровых индикаторов для частотомеров. К цифровым индикаторам можно добавить ещё знаковые индикаторы и совмещенные индикаторы, есть так же и символьные индикаторы, а так же растровые, у которых символы формируются из множества отдельных точек.
Рассмотрим следующее семейство индикаторов – это ВАКУУМНЫЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИНДИКАТОРЫ. Первые индикаторы такого типа появились очень давно и среди населения практически всех стран получили «волшебное» название – МАГИЧЕСКИЙ ГЛАЗ! Очень красивое дополнение к внешнему дизайну ламповых радиоприёмников! Но он не просто светился красиво, а ещё и показывал точность настройки на радиостанцию. Красиво было! И приёмник казался живым существом…
Вот на этом свойстве катодной люминесценции и основана работа знаковых вакуумных люминесцентных индикаторов. Первыми индикаторами были семисегментные индикаторы.
Очень простая конструкция. На керамической панели методом напыления, нанесены металлические токопроводящие участки, а на них в свою очередь нанесено люминофорное покрытие. Каждый такой участок с люминофором имеет отдельный вывод – это аноды.
Расположена данная конструкция в глубине ( на дне ) индикатора. Над ней расположена сетка ( как в радиолампе управляющая сетка ), а ещё выше находится нить накала, она же катод! При прохождении тока, нить нагревается и излучает электроны, которые при подаче на анод или аноды положительного напряжения устремляются к анодам, вызывая свечение люминофора. Наличие положительного напряжения на сетке разрешает пролет электронов к анодам, а если напряжение на сетке равно нулю – пролет запрещён, и индикатор не светится. Конструкция индикатора выполнена очень оригинально – диаметр нити накала тоньше человеческого волоса, а температура очень низкая и нить накала практически не видна. Диаметр проводников сетки так же очень мал и она так же практически не видна.
Напряжение накала подаётся от низковольтной обмотки трансформатора со средней точкой, но допускается и питание постоянным током. Желательно создать «среднюю точку» и в этом случае – это необходимо для увеличения долговечности катода.
Когда потребовались многознаковые индикаты, их поместили в единый баллон и вот здесь сетка ( точнее сетки над каждым индикатором "персональная" ) позволяет включать необходимый знак в необходимое время. В такие индикаторы добавили дополнительные знаки и даже на определенных знаках применили люминофор другого цвета ( обычно красного, реже синего ). Количество выводов из баллона уменьшили за счет объединения однозначных сегментов, а включение необходимых, обеспечивалось переключением напряжения на сетках.
Примерно в этот же период разрабатывались семисегментные индикаторы на светодиодах. Они были «очень миниатюрными» и над каждым знаком устанавливали увеличительное стекло! Требовалось напрягать зрение, но это уже был прогресс!
Позднее светодиод или светодиоды поместили в световоды и сделали прямоугольные светящиеся участки.
Возникает вопрос: - почему в одних индикаторах общие аноды, а в других общие катоды? Объединение вызвано необходимостью уменьшения количества выводов индикатора, 10 выводов вместо 16! Упрощается монтаж ( разводка на печатной плате проще ) и упрощается схема динамической индикации для уменьшения количества дешифраторов. Объединение катодов или анодов так же позволяет упростить решение задачи в каждом конкретном случае.
А как поступить если индикатор должен отображать не только цифры, но и другие знаки? Для этого также был разработан стандарт знакообразования. Минимальное количество точек в знаковой матрице 5 точек по горизонтали и 7 рядов по вертикали.
Данная матрица позволяет «нарисовать» практически любую букву кириллице или латинице ( китайские или японские маловероятно ), а так же математические и другие знаки. Объединение катодов и анодов позволяет обойтись 12-ю выводами вместо 35-и, но уже требует специальную схему управления. И такая задача также была решена! Современные светодиодные знаковые индикаторы представляют собой очень аккуратные ( в смысле правильной геометрии размеров ) элементы, что позволило совмещать в одном корпусе несколько индикаторов ( соответственно увеличив их размеры по горизонтали ).
На рис 5dприведен упрощенный знаковый индикатор, позволяющий отображать все цифровые знаки и часть вспомогательных. На рис 5е приведена шкала на 10 «ступенек», но есть и на 20! А на рис 5fприведен символ зарядки, для контроля процесса зарядки. Все варианты в коротком материале просто невозможно описать.
Теперь обратим взгляд на жидко-кристаллические индикаторы.
И вот здесь голова кругом идет от обилия вариантов. Но вначале вспомним как устроен такой индикатор и на чем основан принцип его работы. Вспомним как на военных кораблях осуществляется передача световых сигналов азбукой Морзе. Если включать телеграфным ключом обычную лампочку она будет мигать и отображать знаки азбуки Морзе. Для расстояния 1000 метров такая схема подходит, если ещё и погода позволяет. Для надежной связи потребовался очень мощный источник, и это оказалась электрическая дуга. Однако, заставить дугу мигать практически невозможно – она очень долго разгорается ( долго для азбуки Морзе ). Выход был найден – это быстро открывающиеся жалюзи. Сигнальщик нажимает на рычаг и открывает жалюзи, отпустил – они сами закрываются. Есть световая азбука Морзе.
Вот на принципе «жалюзи» и работают ЖК-индикаторы. Только эти жалюзи очень тонкие и нежные!!! Между двумя очень тонкими стеклами находится слой специальной жидкости ( назовем её жидкими кристаллами ). Стекла так же необычные – это поляризационные стекла. Такие стекла пропускают только свет с определенным углом поляризации. Если расположить два стекла с одинаковым углом поляризации и пропустить через них световой поток, то первое стекло, пропуская часть светового потока и создавая определенную поляризацию, направляет поляризованный поток на второе стекло. Через которое он проходит, но если второе стекло повернуть на 90 градусов, свет уже не пройдет. Но стекло при работе индикатора поворачивать бессмысленно!!! А вот если между стеклами расположить жидкость, которая изменяет поляризацию ( не буду пояснять сам процесс – он подробно описан в литературе и интернете ) и свет не проходит, но если жидкость поместить в электрическое поле кристаллы жидкости «выстраиваются» в четкие ряды и не нарушают поляризацию – свет проходит! Вот и весь секрет! Если на стекла нанести электроды заданной конфигурации то можно получить любой знак. Но как быть, электрод – это металл, а металл свет не пропускает? Золото толщиной в три атома прекрасно проводит ток и прекрасно пропускает свет! Возможно, есть и другие металлы – не знаю! Не приходилось изучать, а то, что видел – везде применяется золото.
Индикаторы, работающие на просвет и работающие на отражение, на напряжение реагируют противоположно. Индикатор на просвет пропускает свет при наличии напряжения, а индикатор на отражение – отражает свет при отсутствии напряжения.
И в таких индикаторах применяется объединение электродов для экономии выводов, что особенно существенно при очень большом количестве знаков! Знаки могут быть самой произвольной формы – вспомним игры «Электроника …» Там и волки, и зайцы, и курицы…
В настоящее время очень много индикаторов: однорядные, многорядные и очень многорядные ( но про них особый разговор ).
Каждый такой сложный индикатор содержит уже не знаковые символы, а очень много точек…
Все матричные индикаторы устроены одинаково – в определённый момент включается определённая «заданная» точка, но из-за быстрой скорости переключения, глаз человека воспринимает эту массу переключаемых точек как неподвижную или малоподвижную картинку. Есть простые ЖК-индикаторы, а есть очень сложные. Но любая ЖК-матрица отображает картинку только в паре с блоком управления. Без этого блока ( иногда очень сложного ) матрица просто кусок темного стекла!
Простые ЖК-индикаторы доступны не дороги и позволяют применение во многих любительских конструкциях. Всё зависит о разработчика и какую задачу необходимо решить…
И возникает вопрос: а есть цветные ЖК-матрицы? Есть!!!
Вы каждый день видите такие матрицы – это современные телевизоры, мониторы компьютеров и ноутбуков, планшеты, телефоны и так далее. Посмотрите на экран через хорошую оптику и всё, станет понятно! Каждая точка состоит из трех малюсеньких чёрточек красного, синего и зеленого цветов!!!
Вы только представьте сколько линий по вертикали и сколько линий по горизонтали включает и выключает огромное количество трёхцветных точек и какой блок управляет всем этим количеством точек, а в мобильном телефоне там же ещё и блок слежения за прикосновением пальца к экрану. А все просто – пересечение всего двух проводников! Вот только таких пересечений очень много. Но не будем влезать в епархию телевизионщиков, а в следующем материале рассмотрим как к частотомерному узлу подключить индикаторный блок и какие требования надо учитывать при выборе режимов индикаторов.
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!
