В изготовленном в 70-х годах на фирме Ferranti-Packard индикаторе с матричной адресацией в качестве основы применён вращаемый в магнитном поле диск. Конструкция состоит из диска, расположенного в поле электромагнита. К диску крепится постоянный магнит, либо сам диск изготавливается из магнитного материала. При пропускании тока через обмотку электромагнита диск поворачивается в положение, определяемое наведённой полярностью электромагнита, и за счёт остаточного магнетизма остаётся в этом положении.
Используя разную окраску сторон диска и осуществляя адресацию панели, можно сформировать знаки, символы и целые изображения. Поворот диска на 1800 осуществляется за несколько десятых долей секунды при пропускании импульса тока через обмотку электромагнита. После поворота в нужное положение импульс снимается. На основе рассмотренной конструкции были созданы матрицы широкого формата, состоящие из тысяч знаков, число которых ограничивается только импульсной и средней мощностью питающих и управляющих цепей. Используя на сторонах диска различные цветовые сочетания, можно создавать индикаторы, способные передать широкую гамму цветов.
Между массой диска и магнитными полями существует следующая связь:
,
(6.3)
где М - масса диска,
а - угловое ускорение диска,
В1 - поле электромагнита,
В2 - поле постоянного магнита или самого диска,
q - угол между векторами двух полей.
Величина поля электромагнита определяется по формуле:
,
(6.4)
где m - магнитная проницаемость магнитопровода электромагнита,
N - число витков обмотки,
I - ток обмотки,
L - длина магнитопровода.
Базовая схема элемента матрицы представляет собой электромагнитный диск диаметром 7,5 мм; цвет - белый, оранжевый, зелёный (цвет самого тела диска - чёрный). Энергопотребление элемента: 250 мА при напряжении 4,2 В и длительности импульса от 1 мс (мин.) до 100 мс (макс.). Энергия, необходимая для перезаписи информации, –1 мДж. Габариты элемента 1х1х2 см (длина х ширина х глубина). Наработка элемента – свыше 20 млн операций.
На основе таких дисковых элементов были изготовлены отдельные индикаторы, панели и индикаторные табло. Один из вариантов табло состоял из 262 144 индикаторов, 3609 знакомест/м2 (252 знакоместа на панель) при массе 24,4 кг на м2 индикаторной поверхности. В таких устройствах отображения можно получить один из двух цветов; большее число цветов достижимо лишь на всей поверхности дисплея. Параметры индикатора модели 1801XY2-35 следующие:
-высота 660 мм, ширина 457 мм и толщина 76 мм,
-формат знака: точечная матрица 5х7,
-расстояние наблюдения по нормали 270 метров,
-рабочее напряжение (16..90)В, ток 3,4 А,
-длительность импульса от 1 мс до 1 с,
-диапазон температур от -40 до +75 0 С,
-масса без рамки 822 г.
В другом типе электромагнитных индикаторов применяются шарики, имеющие собственный магнитный дипольный момент. Шарики наполовину закрашены, наполовину зачернены. Могут быть, разумеется, и другие сочетания цветов. Шарики размещаются в капсулах, содержащих смазку для облегчения их вращения. В зависимости от ориентации вектора напряжённости приложенного внешнего магнитного поля шарики повёрнуты к наблюдателю той или другой стороной. Используя различные ориентации (углы поворота) шариков, можно сформировать не только черно-белое, но и серое изображение.
Диаметр шариков около 10 мкм, а диаметр капсул для них примерно 15 мкм. Частицы запрессовываются в тонкий лист пластика и помещаются над сеткой ортогональных строчных и столбцовых электродов-проводников, которые обеспечивают адресацию индикатора. Сетка электродов укладывается на запоминающую матрицу на магнитных сердечниках вместе с кнопками сердечника, имеющими диаметр 200 мкм. Магнитные кнопки соответствуют элементу отображения на индикаторе. Над каждой кнопкой размещается много магнитных шариков, что повышает однородность изображения.
Адресация индикатора производится посылкой импульсов напряжения в выбранные пары строчных и столбцовых электродов. При этом намагничивается кнопка, расположенная на пересечении проводников. Частицы над кнопкой ориентируются в зависимости от направления магнитного поля. Так как ориентация частиц зависит от направления магнитного поля и определяется амплитудой адресного тока, то за счёт его изменения может быть получена непрерывная серая шкала. Индикатор обладает собственной памятью, так как кнопка, будучи однажды намагниченной, сохраняет ориентацию доменов до новой посылки адресного тока. Параметры одного из индикаторов такого типа, изготавливаемых в конце 70-х годов прошлого века, следующие: размер элемента 200х200 мкм, число элементов 250 000, размер индикатора 9х12 см, контраст 40:1, время реакции 30 мс, рабочее напряжение 2 В, потребляемая мощность 0,26 Вт.
Другим вариантом электромеханического индикатора является гирикон. Прибор содержит чёрно-белые стеклянные шарики, легированные двуокисью титана. Шарики перемешиваются с необработанным эластомером, формируются в тонкий слой и подвергаются термообработке. Затем эластомер с шариками помещается в масло, при поглощении которого он почти вдвое увеличивает свой объём. Так как эластомер набухает изотропно, каждый шарик оказывается заключённым в сферическую полость с маслом, являющуюся смазкой для вращения.
Поверхности полусфер шариков изготовлены из разных материалов и имеют разные контактные потенциалы по отношению к маслу. Поэтому они приобретают заряды разной величины и знака, что позволяет управлять их ориентацией с помощью электрического поля. Недостатками гирикона по сравнению с индикатором с магнитными частицами являются отсутствие памяти и невозможность модуляции отражательной способности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.