22. Видеотерминальные средства, мнемосхемы, индикаторы
Полупроводниковые индикаторы (ППИ) примечательны прежде всего тем, что могут перекрыть весь видимый диапазон спектра. Яркое и чистое свечение, удобство управления, экономичность, технологичность, долговечность открывают перед этими приборами безграничные перспективы.
Рис. 15.1 Семисегментный цифровой (а) и матричный универсальный (б) знаковый индикаторы
В полупроводниковых индикаторах используются две основные конфигурации высвечиваемых элементов:
семисегментиая (Рис. 15.1,а), позволяющая воспроизводить все десять цифр и несколько букв (цифровой индикатор);
матричная (Рис. 15.1,б) с числом точек 36 (7x5+1), воспроизводящая все цифры, буквы и знаки стандартного кода для обмена информацией (универсальный цифро-буквенный индикатор).
Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) относятся к «молодым» и бурно прогрессирующим оптоэлектронным приборам. Жидкокристаллическое состояние вещества характеризуется одновременным сочетанием свойств жидкости (текучесть) и кристалла (оптическая анизотропия). Жидкие кристаллы представляют собой достаточно удобную основу для создания информационных табло повышенной информационной емкости и экранов малокадрового телевидения. Причины этого — малая потребляемая мощность, высокая контрастность, низкое питающее напряжение, технологичность. Основные сложности связаны со схемами управления: низкое быстродействие ЖКИ затрудняет использование мультиплексных режимов, приводит к созданию ЖК матриц с большим количеством внешних выводов. Совершенствование ЖКИ ведется в направлении получения цветных изображений (для этого привлекаются иные, отличные от описанных, электрооптические эффекты), повышения быстродействия, долговечности (значения, близкие к 105 ч, представляются вполне реальными), создания элементов с встроенной памятью.
Газоразрядные индикаторы (ГРИ) - Основу любого прибора этого класса составляет элементарный газоразрядный промежуток. Зажигание и поддержание разряда требует высокого напряжения (Uзаж≈80 ... 400 В, Uгор≈50 … 300 В), ток близок к 1 мА. Заполнение рабочего объема неоном дает оранжевое свечение, а гелием и аргоном – желтое и фиолетовое.
Высокое напряжение питания и большое число элементов требуют довольно сложных схем управления. Тем не менее на основе как биполярных, так и МОП-транзисторов и специальных интегральных схем удается изготовить достаточно компактные плоские устройства.Схемы управления не только воспроизводят на экране требуемые образы, но и позволяют изменять интенсивность свечения, обеспечивая передачу до нескольких десятков полутонов (градаций яркости). Для получения цветного изображения изготавливается прозрачная панель, каждый слои которой генерирует свечение определенного цвета (обычно К—О—В), а требуемая окраска обеспечивается соответствующим управлением этими слоями.
МНЕМОСХЕМЫ
Мнемосхема - условное графическое изображение управляемого или контролируемого объекта, которое облегчает запоминание технологической схемы, назначение различных приборов и органов управления, а также способов действия при различных режимах работы объекта.
Мнемосхемы эффективно используют в случаях, когда:
1) управляемый объект имеет сложную технологическую схему и большое число контролируемых параметров;
2) технологическая схема объекта может оперативно изменяться в процессе работы;
3) в целях оперативного управления и контроля применяются избирательные системы;
4) для контроля и управления применяются миниатюрные контрольно-измерительные, сигнальные и другие приборы и устройства.
Мнемосхемы могут отражать как общую картину состояния системы, технологического процесса, так и состояние отдельных агрегатов, устройств, значения параметров и т. п.
В основу построения мнемосхем положен ряд принципов, выработанных в процессе многолетней практики их применения. Один из основных - принцип лаконичности, согласно которому мнемосхема должна быть простой, не должна содержать лишних, затемняющих элементов, а отображаемая информация должна быть четкой, конкретной и краткой, удобной для восприятия и дальнейшей переработки.
Принцип обобщения и унификации предусматривает требование, согласно которому надо выделять и использовать наиболее существенные особенности управляемых объектов, т. е. на мнемосхеме не следует применять элементы, обозначающие несущественные конструктивные особенности системы, а символы сходных объектов и процессов необходимо по возможности объединять и унифицировать.
Согласно принципу акцента к элементам контроля и управления на мнемосхемах в первую очередь необходимо выделять размерами, формой или цветом элементы, наиболее существенные для оценки состояния, принятия решения и воздействия на управляемый объект.
Принцип автономности предусматривает необходимость обособления друг от друга участков мнемосхемы, соответствующих автономно контролируемым и управляемым объектам и агрегатам.
Эти обособленнее участки должны быть четко отграничены от других и согласно принципу структурности должны иметь завершенную, легко запоминающуюся и отличающуюся от других структуру. Структура должна отражать характер объекта и его основные свойства.
В соответствии с принципом пространственного соотнесения элементов контроля и управления расположение контрольно-измерительных и индикаторных приборов должно быть четко согласовано с расположением соответствующих им элементов управления, т. е. должен соблюдаться закон совместимости стимула и реакции.
Принцип использования привычных ассоциаций и стереотипов предполагает применение на мнемосхемах таких условных обозначений параметров, которые ассоциируют с общепринятыми буквенными обозначениями этих параметров. Желательно применять, если это возможно, вместо абстрактных знаков символы, ассоциирующиеся с объектами и процессами.
Мнемосхема не должна копировать технологическую схему; должна отображать логику контролируемых и управляемых процессов, способствовать упрощению поиска и опознания нужной информации и оперативному принятию правильных решений.
Видеомониторы на базе ЭЛТ
В состав монитора входят: панель ЭЛТ, блок разверток, видео усилитель, блок питания и др. В зависимости от вида управляющего лучом сигнала мониторы бывают аналоговые и цифровые. Аналоговые мониторы позволяют более качественно, с большим количеством полутонов и цветовых оттенков формировать изображение на экране. Размер экрана монитора задается обычно величиной его диагонали в дюймах.
Разрешающая способность мониторов
Видеомониторы обычно могут работать в двух режимах: текстовом и графическом. В текстовом режиме изображение на экране монитора состоит из символов расширенного набора ASCII, формируемых знакогенератором (возможны примитивные рисунки, гистограммы, рамки, составленные с использованием символов псевдографики). В графическом режиме на экран выводятся более сложные изображения и надписи с различными шрифтами и размерами букв, формируемых из отдельных мозаичных элементов - пикселей (pixel - picture element). Разрешающая способность мониторов нужна, прежде всего, в графическом режиме и связана с размером пикселя.
Важной характеристикой монитора, определяющей четкость изображения на экране, является размер зерна (точки, dot pitch) люминофора экрана монитора. Чем меньше зерно, тем, естественно, выше четкость и тем меньше устает глаз. Величина зерна мониторов имеет значения от 0,41 до 0,18 мм.
Видеомониторы на плоских панелях
Сейчас применяются:
мониторы на жидкокристаллических индикаторах (LCD - Liquid Cristal Display);
плазменные мониторы (PDP - Plasma Display Panels);
электролюминесцентные мониторы (FED - Field Emission Display);
самоизлучающие мониторы (LEP - Light Emission Plastics).