Klasa	Imię i nazwisko	Nr w dzienniku	Zespół Szkół Łącznoćci
3Ti		21	w Krakowie
			Pracownia elektroniczna
Nr ćw.	Temat æwiczenia	Data	Ocena	Podpis
4	Badanie wyświetlaczy cyfrowych	18.I

1. Zapoznać się z budową i opisać zjawiska fizyczne na których oparta jest zasada działania wskaźników:

• LED,

• Fluorolescencyjnych,

• Nixie,

• Ciekłokrystalicznych.

2. Podać parametry oraz zastosowanie badanych wyświetlaczy.

3. Opisać sposób sterowania wyświetlaczy.

4. Przeprowadzić badania wybranych wyświetlaczy :

• narysować schemat układu pomiarowego

• zestawić układ pomiarowy

• wykonać pomiary napięć i prądów pobieranych przez wyświetlacze

• wyniki przedstawić w tabelach.

5. Podać własne wnioski.

6. Podać wykaz użytych przyrządów.

Ad 1.

• Wyświetlacze LED.

Wskaźniki LED konstruuje się z diod elektroluminescencyjnych. Prąd przepływając przez złącze wywołuje emisję światła o kolorze zależnym od użytych domieszek.

Intensywność światła zależy od przepływającego prądu (0.25-20mA).Wyświetlacze te są bardzo wytrzymałe na warunki klimatyczne i naprężenia mechaniczne ich niezawodność wynosi pow. 100 lat. Wskaźniki budowane są z siedmiu segmentów diodowych połączonych razem jedną z elektrod, pozostałe wyprowadzone są na zewnątrz.

• Wyświetlacze fluorescencyjne.

Wykorzystują zjawisko fluorescencji polegające na emisji promieniowania świetlnego przez warstwę luminoforu.

• Wyświetlacze Nixi.

W bańce szklanej wypełnionej neonem umieszczone są anody w postaci siatki oraz 10 katod o kształcie cyfr 0-9 ustawionych jedna za drugą. Zapłon występuje gdy różnica potencjałów jest większa niż 140 V. Trwałość tych lamp wynosi zależnie od eksploatacji 3000-5000 godzin.

• Wyświetlacze ciekłokrystaliczne LCD.

Pewne substancje organiczne wykazują w określonych warunkach właściwości zarówno ciał stałych krystalicznych (wł. optyczny, elektryczny) jak i cieczy (płynność).We wskaźniku LCD stosuje się dwie płytki między którymi znajduje się cienka warstwa ciekłego kryształu. Dipole uporządkowane są samoistnie, przez co warstwa ta przewodzi światło. Naruszając uporządkowanie dipoli pod wpływem zmiennego pola elektrycznego ciekły kryształ rozprasza światło i przestaje być przeźroczysty. Kontrast zależy od : temperatury, częstotliwości i amplitudy napięcia, rodzaju ciekłego kryształu, oświetlenia i kąta obserwacji. Lepkość oraz pojemność między elektrodami ograniczają szybkość reakcji komórki LCD. Czasy reakcji wynoszą w skrajnych przypadkach dziesiętne sekundy co utrudnia multiplexowanie przy sterowaniu. Zjawisko rozproszenia jest najefektywniejsze w zakresie 20Hz-1kHz.Napięcie stałe niszczy uporządkowanie dipoli, dlatego stosuje się sterowanie bez składowej stałej.

Ad 2. Parametry.

1. LED.

• napięcie zasilania ok 1.65 V

• prąd 20-100 mA

• trwałość pow. 100 lat

2. Fluorescencyjna.

• napięcie zasilania 6 lub 12 V

• moc 1.8 W

• trwałość 10000 g

3. Nixie.

• napięcie zasilania 200 V

• moc 1.3 lub 0.4 W

• trwałość 500 g

4. LCD.

• napięcie zasilania

• prąd 1 - 10 uA

• trwałość 20000-50000 g

Ad. 3.

Wyświetlacze LED i fluorescencyjne steruje się za pomocą podawania napięć między elektrody poszczególnych segmentów a elektrodę wspólną, należy pamiętać o rezystorach zabezpieczających. Stosuje się specjalizowane układy dekodery BCD lub bin na kod wyświetlacza. Stosuje się multipleksowanie.

Natomiast wyświetlacze Nixie Wymagają wysokich napięć, sterowanie jest proste, odbywa się poprzez podanie napięcia na wyprowadzenie odpowiedniej cyfry. Można zastosować dekoder BCD na kod dziesiętny.

W wyświetlaczach LCD do sterowania pojedynczych cyfr stosuje się ciągi impulsów prostokątnych dane między elektrodę wspólna a elektrodę reprezentującą dany segment. Produkowane są specjalne sterowniki LCD.

Ad 4.

Segment	LED 2		LED 3		VFD
	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]	I [mA]	U [V]
A	5,76	2,020	5,84	1,990	0,41	14,62
B	5,769	2,052	5,83	1,992	0,39	14,54
C	5,86	1,966	5,81	1,989	0,40	14,61
D	5,70	2,007	5,85	1,990	0,38	14,71
E	5,84	1,968	5,60	1,985	0,38	14,73
F	5,95	1,974	5,85	1,991	0,38	14,68
G	5,90	1,971	5,80	1,991	0,37	14,73

Cyfra	LED 2	LED 3	VFD	NIXIE
	I [mA]	I [mA]	I [mA]	I [mA]
0	32,26	31,64	0,41	5,33
1	11,30	11,38	0,47	4,77
2	27,14	27,09	0,39	5,29
3	27,10	27,06	0,37	5,27
4	22,25	21,90	0,38	5,62
5	27,39	26,33	0,36	5,52
6	32,41	21,28	0,34	5,48
7	16,65	16,64	0,36	4,88
8	36,80	36,50	0,31	5,65
9	31,90	30,30	0,32	5,35
				U=152,5 V

Ad 5. Wnioski:

Wyświetlacze LED mają dobre właściwości wizualne lecz pobierają znaczny prąd przez co nie powinny być stosowane w urządzeniach przenośnych. LCD pobierają bardzo mały prąd co skłania je do wykorzystania w urządzeniach zasilanych bateryjnie lecz nie posiadają własnego źródła światła i mają ograniczony kąt obserwacji. Wskaźniki nixie są łatwe do wysterowania lecz z uwagi na wysokie napięcie zapłonu nie są szeroko stosowane.

Ad 6. Wykaz przyrządów:

• multimetr YF3503,

• miernik cyfrowy 80U,

• model do badania wyświetlaczu.

---