Приборы и устройства индикации

Индикаторные приборы или элементы индикации составляют основу устройств отображения информации, которые предназначены для преобразования электрического сигнала в видимую форму.

Ранее широко применяемые, вытесняются другими видами индикаторов. Позволяют получить большое количество элементов и знаков разных цветов и высокой яркости.

Рисунок 1 – Конструкция электронно-лучевой трубки

Состоят из герметичного баллона с впаянным в него электродами (в простейшем случае анодом и катодом – неоновая лампа), и заполненного инертными газами (неон, гелий, аргон, криптон) под низким давлением. При подаче напряжения наблюдается свечение газа. Цвет свечения определяется составом газа-наполнителя. Используются для индикации постоянного или переменного напряжений.

На сегодняшний день газоразрядные приборы применяются для изготовления плазменных панелей.

Рисунок 2 – Конструкция ячейки плазменной панели

Плазменные панели имеют высокую контрастность (разность между черным и белым), большой угол обзора и широкий диапазон рабочих температур.

Наряду с достоинствами есть и недостатки: только большие по размеру панели, постепенное «выгорание» люминофора, относительно большая потребляемая мощность.

— дискретные (точечные) полупроводниковые индикаторы – светодиоды;

Светодиоды, или светоизлучающие диоды (англ. LED — Light Emitted Diod), получили широкое распространение благодаря компактности, возможности получения любого цвета излучения, отсутствия хрупкой стеклянной колбы, низким питающим напряжениям и простоте включения.

Светодиод состоит из одного или нескольких кристаллов (рис. 3), испускающих излучение, и расположенных в одном корпусе с линзой и рефлектором, который формирует направленный световой луч в видимой или инфракрасной (невидимой) части спектра.

Рисунок 3 – Конструкция светоизлучающего диода

Пример. На рисунке 4 приведена схема включения светодиода к источнику питания 12 В. Падение напряжения на диоде в прямом включении составляет порядка 2,5 В, поэтому необходимо последовательно включать гасящий резистор. Для обеспечения достаточной яркости ток диода должен составлять величину порядка 20 мА. Необходимо определить сопротивление гасящего резистора R.

Рисунок 4 – Схема включения светодиода

Для этого определяем напряжение, которое должно падать (гаситься) на резисторе: UR = UП – UVD = 12 – 2,5 = 9,5 В

Для обеспечения заданного тока в цепи при известном напряжении, по закону Ома определяем величину сопротивления резистора: R = UП / I = 9,5/20•10-3 = 475 Ом

Далее выбирается ближайшее большее стандартное значение резистора. Для данного примера можно выбрать ближайшее значение 470 Ом.

Мощные светодиоды используются в качестве источников света в комнатном и уличном освещении, в прожекторах, светофорах, фарах автомобилей. Безинерционность делает светодиоды незаменимыми, когда нужно высокое быстродействие.

Объединение в одном корпусе семи светодиодов позволяет создать семисегментный знаковый индикатор, который позволяет отображать 10-ть цифр и некоторые буквы. В представленном на схеме индикаторе (рис 5) общим для диодов является анод, на него подается питающее напряжение, а катоды подключаются к электронным ключам (транзисторам), которые соединяют их с корпусом. Обычно управление знаковым индикатором осуществляется микросхемой.

Жидкие кристаллы (ЖК), представляют собой органические жидкости с упорядоченным расположением молекул, характерным для кристаллов. Жидкие кристаллы прозрачны для световых лучей, но под действием электрического поля структура их нарушается, молекулы располагаются беспорядочно и жидкость становится непрозрачной.

По принципу действия различают ЖКИ, работающие в проходящем свете (на просвет), созданном источником подсветки (газоразрядные лампы или светодиоды) и в свете любого источника (искусственного или естественного), отражающемся в индикаторе (на отражение). Работа на просвет используется в мониторах, дисплеях сотовых телефонов. Индикаторы работающие на отражение встречаются в измерительных приборах, часах, калькуляторах, дисплеях бытовой техники и др.

Кроме того, ряд индикаторов используется с отключаемой подсветкой в условиях яркого освещения и с включенной подсветкой в условиях низкой освещенности, что позволяет уменьшить потребляемую мощность.

Жидкокристаллические индикаторы обладают целым рядом преимуществ, среди которых можно выделить очень низкое энергопотребление, долговечность, компактность.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Светодиодным индикатором называется электронное устройство, в конструкции которого содержится несколько светодиодов. Каждый светодиод индикатора является частью целого с тем, чтобы несколько светодиодов индикатора, будучи включены в определенной комбинации, могли бы сформировать определенный символ или сложное изображение.

Светодиоды индикатора могут быть как одноцветными, так и многоцветными. Как правило, одноцветные индикаторы содержат в себе красные, желтые, зеленые или синие светодиоды, а многоцветные — RGB светодиоды.

Составляющие индикатор светодиоды могут быть различной формы: круглые, квадратные, прямоугольные, SMD светодиоды и т. д. Многоцветные светодиоды способны изменять цвет свечения при помощи соответствующего управления схемой питания индикатора.

Одноцветные сегментные светодиодные индикаторы позволяют изображать цифры. Пример простейшего индикатора данного типа — bs-c506rd или bs-a506rd — семисегментный индикатор красного цвета, образующий цифру с точкой. Внутри корпуса этого индикатора установлено 8 светодиодов, катоды (bs-C506rd) или аноды (bs-A506rd) которых объединены на одном общем выводе.

Более сложные светодиодные индикаторы — матричные, наподобие BM-20288MD или BM-20288ND. Конкретно в данных моделях содержится 64 светодиода, катоды (BM-20288MD) которых объединены так, что образуют 8 отдельных строк, а аноды — 8 отдельных столбцов. Практически на базе такого индикатора можно изобразить любой символ (букву, цифру, знак или даже небольшую картинку) с разрешением 8х8 точек.

Схема управления светодиодным индикатором

Схема включения индикатора содержит индивидуальные цепи для питания каждого светодиода в составе индикатора. Способ построения этих цепей зависит от назначения выводов на корпусе индикатора, которое легко можно узнать заглянув в даташит.

Питание светодиодов индикатора зачастую осуществляется прямо от выводов специализированных цифровых микросхем ТТЛ, собственное номинальное напряжение питания которых, как правило составляет 5 вольт, а разработчику остается лишь подобрать номинал токоограничительных резисторов.

Обычное для светодиодов падение напряжения не превышает 3 вольта, а рабочий ток (в пределах нескольких мА) значительно меньше того, что в состоянии потянуть практически любая современная микросхема.

Однако, прежде чем питать индикатор прямо от микросхемы, ее параметры всегда необходимо точно согласовать с будущей нагрузкой (с параметрами выбранного индикатора). Если же напряжение питания микросхемы меньше требуемого, то придется воспользоваться выводами с открытым коллектором, к которым подать необходимое светодиодам индикатора напряжение (выше чем у микросхемы). В крайнем случае придется добавить внешние транзисторы.

Принцип динамической индикации

Если устройство отображения содержит в своей конструкции большое количество однотипных светодиодных индикаторов, то не всегда удобно подводить слишком много проводов от слишком большого количества микросхем. Для предотвращения нагромождения микросхемами и проводами, можно воспользоваться инерционностью восприятия человеческого глаза.

Пусть каждый из индикаторов включается и выключается один за другим с такой частотой, что человеческий глаз не заметит этого мерцания. При частоте 50 Гц человеку будет казаться, что все индикаторы постоянно включены и ни на мгновение не гаснут.

Схема окажется значительно проще: плата формирующая символы потребуется всего одна, к ней параллельно могут быть подключены все индикаторы, будто это всего один индикатор; тогда как питание необходимо будет подавать на индикаторы последовательно и циклично. Когда формируется первый символ — питание подается на первый индикатор, когда формируется второй символ — включен второй индикатор и т.д.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Лампа контрольная: основа световой индикации и сигнализации автомобиля

В любом транспортном средстве предусмотрена приборная панель и световые индикаторы, сообщающие водителю о работе агрегатов или поломках. В качестве таких индикаторов используются контрольные лампы — все об этих приборах, их типах и конструкции, а также о выборе и замене ламп читайте в данной статье.

Что такое контрольная лампа?

Контрольная лампа (сигнальная лампа) — лампа на приборной панели транспортного средства, выполняющая функции индикатора работы (включения/отключения) систем, отдельных агрегатов или узлов, либо сигнализирующая о нарушении режима их работы или неисправности.

В автомобиле, тракторе и любой другой современной технике множество систем и агрегатов, требующих от водителя постоянного контроля. Водитель должен знать, какие из этих систем в данный момент работают, и своевременно получать сигнал о нарушении их работы или неисправности. Все это реализуется с помощью простых устройств — контрольных (сигнальных) ламп, расположенных на приборной панели.

Контрольные лампы выполняют в транспортных средствах несколько функций:

Неисправность контрольных ламп может привести к негативным последствиям, поэтому данные световые приборы необходимо своевременно заменять. Но прежде, чем идти в магазин за новой лампой, следует разобраться в их существующих типах и особенностях.

Типы, конструкция и функционал контрольных ламп

Используемые сегодня контрольные лампы можно разделить на три основных типа по конструкции и месту установки:

Лампы без фонарей для установки в комбинацию приборов состоят из двух деталей — цоколя и собственно лампы. Данный прибор устанавливается в комбинацию приборов, на которой предусмотрены соответствующая монтажная панель и прозрачная цветная пиктограмма. Такие лампы сегодня широко используются в легковых и грузовых автомобилях, а также в тракторах и иной технике с собранной в единый блок комбинацией приборов.

Лампы без фонарей для установки в блоки контрольных ламп в общем случае тоже состоят из цоколя и лампы. Несколько таких ламп собираются в блоки с несколькими пиктограммами. Блок контрольных ламп может монтироваться на приборную панель, в комбинацию приборов или в другом удобном месте салона/кабины.

Контрольная лампа в сборе с фонарем

Контрольная лампа панели приборов

Светодиодные контрольные лампы

Основу любой контрольной лампы составляет электрический источник света одного из двух типов:

Все эти приборы могут быть на 6, 12 и 24 вольта, обычно они маломощные (не более 1,5-2,5 Вт) и компактные. При этом они могут иметь различные конструктивные особенности:

Конструктивно контрольные (сигнальные) лампы относятся ко 2-й группе автомобильных осветительных приборов, сюда же относятся лампы подсветки, габаритов, указателей поворота и т.д. В данную группу входят лампы c цоколями нескольких типов:

Светодиодные лампы для простоты монтажа оснащаются пластиковыми патронами, которые либо имитируют конструкцию стеклянного цоколя, либо имеют стандартные клеммы для установки в монтажную панель.

Используемые в транспортных средствах и автотракторной технике лампы накаливания для сигнализации и индикации должны соответствовать различным стандартам, в том числе ГОСТ 2023.1-88 (МЭК 809-85) и некоторым другим. Светодиодные автомобильные лампы регламентируются документом ГОСТ Р 55705-2013. Кроме того, все лампы должны отвечать требованиям стандартов, регламентирующих технические характеристики, состояние и требования безопасности транспортных средств.

Как правильно подобрать, заменить и отремонтировать контрольную лампу

Контрольные (сигнальные) лампы, как и другие электрические приборы, обладают ограниченным ресурсом и могут выходить из строя по различным причинам. Перегоревшую лампу необходимо как можно скорее заменить, иначе эксплуатация транспортного средства может стать некомфортной или даже опасной.

На замену следует брать лампу того же типа и с теми же электрическими характеристиками, что была установлена ранее. Характеристики лампы обычно нанесены на ее цоколе и указаны в инструкции по ремонту и обслуживанию транспортного средства. Использовать лампы на меньшее напряжение запрещено, так как они будут работать с перенакалом и быстро выходить из строя. При этом допустимо менять лампы накаливания на светодиодные, главное — чтобы они подходили по цоколю и электрическим параметрам.

В некоторых случаях может потребоваться замена не только лампы, но и ее фонаря или отдельно пиктограммы. На многих автомобилях, тракторах и иной технике широко используются стандартные лампы с фонарями и сменными пиктограммами, что облегчает их выбор и замену. Для некоторых легковых автомобилей придется использовать «родную» лампу со своими размерами и конфигурацией корпуса.

Замена контрольной лампы сводится к демонтажу старого прибора и монтажу нового — эту работу необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту автомобиля. Если меняется лампа с фонарем, установленная в панели отдельно от других приборов, то весь процесс замены сводится к выемке фонаря, который удерживается в панели корпусными пружинами (защелками), его разборке, установке новой лампы и сборке в обратном порядке. При необходимости замены всего фонаря его следует вынуть, отсоединить электрический разъем (разъемы), и установить новый прибор в обратном порядке.

Если необходимо заменить лампу в комбинации приборов или в блоке контрольных ламп, то придется выполнять полную или частичную разборку этих устройств, устанавливать новую лампу, а затем выполнять обратную сборку. В некоторых автомобилях такой ремонт довольно сложен и требует больших затрат времени, поэтому его лучше доверять специалистам. В сервисный центр необходимо обратиться и в том случае, если транспортное средство еще на гарантии.

Все ремонтные работы должны выполняться на обесточенном автомобиле (следует снять клемму с аккумулятора), при монтаже ламп необходимо следить за правильностью их установки и целостностью изоляции проводов. При верном подборе лампы и правильной ее замене водитель будет иметь всю необходимую информацию о состоянии автомобиля и его отдельных систем.

Источник

Свежие записи

Свежие комментарии

Сравнение светодиодов: виды, типы, классификация, характеристики и назначение

Современный рынок осветительных приборов в значительной степени состоит из светодиодных светильников, являющихся устройствами нового поколения. Они активно применяются в качестве источников света как для городского и домашнего освещения, так и для подсветки матриц различных технических устройств. Светодиодные чипы крайне разнообразны по габаритам, функциональным и техническим характеристикам, энергоэффективности и области применения. Проведя их сравнение, можно с лёгкостью выбрать подходящий прибор в 2020 году.

Устройство и принцип работы светодиодов

Светодиодом называется прибор-полупроводник, способный преобразовывать электрический ток в видимое световое излучение. Часто применяемое обозначение светодиода ЛЕД является абберевиатурой light-emitting diode – светоизлучающий диод.

В отличие от ламп, излучение которых лежит в широком спектре, кристалл светодиода по внешнему полю излучает конкретный цвет. Диапазон освещения определяется химическими особенностями полупроводников, используемых в каждом случае.

Все модели светодиодов содержат следующие элементы:

Конструкция диода включает два полупроводника, легированных разными примесями. Один из них содержит свободные электроны, а второй – отверстия (дырки). Это обеспечивает p-n переход между полупроводниками, когда электроны переходят от донора к реципиенту, занимая свободные отверстия и выделяя фотоны. Данная реакция возможна при наличии источника постоянного тока. На практике применяются гетероструктуры – многослойные полупроводники, имеющие самый маленький вес.

Зная, какие бывают светодиоды по мощности и по внешнему виду, можно выбрать прибор для разных случаев. Они делятся на две большие группы:

Основные параметры светодиодов

Перед тем, как рассматривать особенности существующих конструкций, следует ознакомиться с основными характеристиками приборов:

Обратите внимание! Нейтральный свет диодов считается оптимальным для офисной работы, так как подсвечиваемые предметы имеют наибольшую чёткость.

Также выделяют цветные (синий, красный, жёлтый, зелёный) и RGB световые диоды.

3. Мощность светодиода (Вт, мА). Необходима для выбора подходящего источника питания. Диоды бывают:

Обратите внимание! Чтобы продлить срок службы блока питания, его необходимо выбирать с запасом в 15-20%, превышающим реальную мощность светодиода.

5. Ресурс, или деградация (часы). Определяет длительность эксплуатации. На ресурс влияют:

Обратите внимание! Чтобы лучшие светодиоды прослужили заявленное количество часов, температура в точке пайки должна быть не более 65 о С.

Индикаторные светодиоды

Индикаторные светодиодные чипы наиболее распространены. Применяются для различной подсветки и индикации, от фонарей и светофоров до бытовой техники. Современные модификации обладают большой силой света, хотя это достаточно маломощные светодиоды.

Функцию отражателей, концентрирующих световой поток, выполняют стенки и опорная пластина. Приборы имеют прямоугольные торцы с диаметром 3-10 мм и выпуклые линзы. Для них требуется источник питания в 2,5-5 В (предел по току – 20-25 мА), а если используется интегрированный резистор – 12 В. Угол свечения бывает либо широким (110-140 о ), либо узким (15-45 о ). Светоотдача белых светодиодов находится на уровне 3-5 Лм.

Индикаторный диод обладает следующими преимуществами:

Среди индикаторных выделяют следующие типы светодиодов:

Наиболее технологичной и популярной является группа SMD светодиодов.

Сравнение SMD светодиодов

Применение SMD диодов повсеместно. Эти относительно маломощные светодиоды являются основой лампочек общего освещения, индикаторных панелей и систем аварийного освещения. Наибольшей популярностью пользуются светодиодные ленты на СМД диодах. Существуют и их вариации в виде модулей и линеек, где используются планарные светодиоды.

Определить тип и размер корпусов SMD диодов можно по маркировке, цифры которой обозначают ширину и длину. Новые модификации конструируются на группах, состоящих из четырёх равных по мощности светодиодов разных цветов – «G+R+W+B». Это увеличивает светоотдачу и расширяет световые оттенки, поэтому такой тип светодиодов самый яркий.

Классификация светодиодов по типоразмерам следующая:

Таблица включает усреднённые технические характеристики, которые показывают лучшие светодиоды с белым светом. Самые мощные лампы холодного и тёплого белого света обладают меньшим световым потоком и, имея равную яркость светодиодов, дают лучшее освещение, чем цветные.

Обратите внимание! Светоотдача тёплых тонов может быть на 10% меньше той, что отражают маркировка и характеристики, а холодных – на 10% больше, поэтому они самые энергоэффективные.

Реальные технические характеристики и качество светодиодов в значительной степени определяет марка светодиодов, причём колебания могут доходить до 15%. Качественные светодиоды выпускают крупные японские, европейские и китайские бренды. Бюджетные же устройства неизвестных китайских производителей, занесённые в каталог, обычно очень слабые, и вместо заявленных 0,5 Ватт могут выдавать 0,15 или даже 0,09.

Такие низкие показатели мощности объясняются тем, что внутри корпуса смонтирован кристалл меньшего размера. Это характерно для низкокачественной китайской продукции. Поэтому, самостоятельно проектируя источник питания, стоит стремиться к реальным показателям тока в нагрузке, равным около 95% от заявленного. При небольшой недогрузке можно увеличить рабочий ресурс даже для устройств, где используются не самые лучшие светодиоды.

Осветительные светодиоды

Выбирая, какие светодиоды самые яркие, стоит остановиться на осветительных. Это сверхмощные светодиоды с высокой интенсивностью излучения. Выпускаются исключительно в белом цвете, тёплом и холодном, корпус предназначен для поверхностного монтажа. Используются в лампах и светодиодных лентах, фарах, фонарях и прочем, где необходимы мощные сверхъяркие светодиоды.

Не существует естественных кристаллов, излучающих белый свет. Поэтому, чтобы создать светодиоды белого свечения, используются различные технологии, основанные на смешивании трёх основных цветов (RGB). Цветовая температура определяется способом их сочетания. Популярным методом является покрытие кристалла слоями люминофора, каждый из которых отвечает за один из трёх базовых цветов. Другой способ заключается в нанесении пары слоёв люминофора на голубой кристалл.

Можно выделить следующие преимущества осветительных диодов:

Среди осветительных выделяются следующие виды светодиодов:

Обратите внимание! Спектр свечения Filament намного приятнее для человеческого глаза, чем виды SMD и COB, и схож со светом ламп накаливания.

Типы светодиодов: особенности

Решая, какие светодиоды лучше для освещения, стоит учесть, что по величине светового потока сверхъяркий PCB Star лидирует, хоть и является разновидностью SMD диодов. Разница заключается в том, что он является точечным мощным источником света, а не совокупностью кристаллов, что упрощает фокусировку. По этой причине эти мощные сверхъяркие светодиоды удобно применять для фонаря.

Наиболее универсальными являются SMD светодиоды. Можно выделить следующие преимущества этого типа:

Данные светодиоды повышенной яркости имеют и недостатки:

Филаментные приборы являются более технологичными. Такая модель представляет собой стеклянную полоску, металлизированную с обеих сторон, за счёт чего подаётся питание. Сверху на полоску приклеено некоторое количество светодиодов, покрытое люминофором. Полоски, несущие мощные светодиоды, помещаются в стеклянную колбу, имеющую вид привычной лампочки с гелием. По сути филаментная лампочка является COB диодом, помещённым в газовую среду.

К преимуществам Filament диодов относится следующее:

Можно выделить и ряд недостатков:

Видео по теме (на примере сравнения лент SMD диодов 3528, 5050, 5630, 5730):

Если у вас остались вопросы после прочтения статьи «Сравнение светодиодов: виды, типы, классификация, характеристики и назначение», задайте их в комментарии, мы обязательно постараемся дополнить материал ответами на них.

Источник