индикаторы

Семисегме́нтный индика́тор — устройство отображения цифровой информации. Это — наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры.

Семисегментный индикатор, как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр.

Цифры, 6, 7 и 9 имеют по два разных представления на семисегментном индикаторе. Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная точка, имеющая название DP (digital point), предназначенная для отображения дробных чисел.

Изредка на семисегментном индикаторе отображают буквы.

Светодиоды отливают в форме сегментов, поэтому светодиодные индикаторы имеют предельно простую, унифицированную форму: чем меньше разных светодиодов, тем дешевле устройство. В жидкокристаллических, газорязрядных, вакуумно-люминесцентных (катодно-люминесцентных) и других индикаторах дизайнеры находят место для вариации формы сегментов.

В обычном светодиодном индикаторе девять выводов: один идёт к катодам всех сегментов, и остальные восемь — к аноду каждого из сегментов. Эта схема называется «схема с общим катодом», существуют также схемы с общим анодом

Многоразрядные индикаторы часто устроены по матричному принципу. Выводы всех одноимённых сегментов всех разрядов соединены вместе. Чтобы выводить информацию на такой индикатор, управляющая микросхема должна циклически подавать ток на общие выводы всех разрядов, в то время как на выводы сегментов ток подаётся в зависимости от того, зажжён ли данный сегмент в данном разряде. Таким образом, чтобы получить десятиразрядный экран микрокалькулятора, нужны всего восемнадцать выводов (8 анодов и 10 катодов) — а не 81. Сходным образом сканируется клавиатура калькулятора.

Существуют специальные микросхемы семисегментных дешифраторов, переводящие четырёхбитный код в его семисегментное представление. К примеру, отечественные (КР)514ид1 для индикаторов с общим катодом или (КР)514ид2 с общим анодом. Иногда дешифраторы встраивают прямо в индикатор. В настоящее время, в связи с широким распространением однокристальных микроконтроллеров, семисегментные светодиодные индикаторы подключаются напрямую к выводам микроконтроллера.

Полупроводниковые индикаторы, как, впрочем, и индикаторы, основанные на любых других принципах работы, могут быть классифицированы по виду отображаемой информации, по виду информационного поля и по способу управления.

Рис 1.1Классификация полупроводниковых знакооинтезирующих индикаторов

Классификация современных полупроводниковых индикаторов по указанным классификационным признакам приведена на рис. 1.1.

Единичные индикаторы (распространен также термин «светоизлучающие диоды» -- СИД) состоят из одного элемента отображения и предназначены в основном для представления информации в виде точки или другой геометрической фигуры.

Наиболее распространенным видом ППИ следует считать цифровые индикаторы (ЦИ), подавляющее количество информации воспроизводится в цифровом виде (часы, калькуляторы, дальномеры, высотомеры и т. д.). В настоящее время выпускается свыше 150 типов ЦИ. Все ЦИ по своему конструктивному исполнению можно разделить на следующие группы: бескорпусные монолитные, монолитные в полимерной герметизации, гибридные с различными светопроводами, монолитные в стеклокерамическом корпусе.

Конфигурация информационных полей цифровых индикаторов приведена на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 Конфигурация информационных полей цифровых индикаторов

Бескорпусные ЦИ — сравнительно малочисленная группа индикаторов. Конструктивно они выполнены на монолитном кристалле с излучающими элементами и контактными площадками для присоединения выводов. Примером такого ЦИ является индикатор для наручных часов АЛС313А-5.

Основным технологическим преимуществом изготовления монолитных индикаторов является возможность создания любой конфигурации излучающих элементов с высокой точностью, существенным недостатком — большой расход полупроводникового материала при малой плотности элементов отображения.

Вторым видом ЦИ являются монолитные индикаторы в полимерной герметизации. Это довольно ограниченная группа приборов, их достоинства и недостатки таких же, как у единичных приборов в полимерной герметизации, кроме того, индикаторы требуют большого расхода излучающего материала. Группа этих индикаторов малочисленна и в основном включает в себя приборы с малым размером цифры (2,5 и 5 мм). Типичным представителем таких ЦИ являются приборы типа ЗЛС314А (АЛС314А) и ЗЛС320А – Е. Индикатора типа ЗЛС320А – Е (АЛС320А - Е) собираются на никелевой рамке, на которую крепятся излучающие кристаллы по одному на каждый сегмент, и целиком герметизируются полимером, цвет которого совпадает с поверхности, чернится. Другой тип этой группы цифровых индикаторов – ЗЛС314А (АЛС314А) – имеет монолитный бескорпусный кристалл, герметизированный красным полимером.

Наиболее распространенным типом ЦИ являются приборы гибридной конструкции с использованием принципа рассеивания света. Основу конструкции составляет керамический или текстолитовый держатель, котором крепятся с помощью токопроводящего клея излучающие кристаллы.

Для получения равномерного и достаточно интенсивного излучения в настоящее время широко используются два типа светопровода: полый светопровод с рассеивающей пленкой и светопровод с отражающими зеркальными стенками, заполненный специальным полимером, в который добавляют рассеивающие свет частиц (стекло, кварц).

Конструкции этих типов используется при размере цифры более 5 мм. Вариантом гибридной конструкции является индикатор с переменным цветом свечения типа ИПЦ02А, Б – 1/7КЛ. Индикатор в зависимости от схемы подключения излучает красный или зеленый цвет, что расширяет функциональные возможности систем отображения, применяющих эти индикаторы. Такие индикаторы дают не только цифровую, но и цветовую информацию. Например, красный цвет означает высоту, а зеленый – дальность или цифры зеленого цветы индицируют безопасный режим работы, красные – аварийный режим. В приборе используются двухкристальный принцип создания различных цветов, красный на основе GaAsP, зеленый – GaP.

Последней группой конструктивного исполнения ЦИ являются индикаторы полой конструкции на основе керамического держателя, герметизированного стеклянной крышкой. Эти приборы применяются там, где требуется высокая надежность и устойчивость к жестким механическим и климатическим условиям эксплуатации. Типичными представителями являются приборы типа ЗЛС339А, ЗЛС348А и пятиразрядный индикатор ИПЦ06А—5/40К.