Ма́тричний (знакосинтезува́льний) індика́тор (англ. dot-matrix display) — різновид знакосинтезувального індикатора, елементи відображення якого згруповані за рядками та стовпцями. Матричний індикатор призначений для виведення зображень символів, спеціальних знаків та графічних об'єктів у різноманітних пристроях для зорового сприйняття.
Будова та принцип дії
Матричним індикатором зазвичай вважають пристрій, виконаний у закінченому конструктиві — корпусі. На відміну від екрана чи дисплея, індикатор має обмежену кількість елементів індикації, або призначений для зображення одного чи невеликої кількості символів. Назва має походження від поняття матриця у математиці.
Матричний індикатор складається з необхідної, достатньо великої кількості однотипних елементів — пікселів, згрупованих у рядки та стовпці. Матричні індикатори можуть групуватись з різних типів елементарних індикаторів-пікселів: рідкокристалічні, світлодіодні, люмінесцентні, блінкерні тощо.
За принципом формування зображення та керування матричні індикатори бувають двох видів: статичні й динамічні (мультиплексні).
В статичних матричних індикаторах кожний піксель має індивідуальний драйвер-формувач напруги (струму). Для випадку невеликої роздільної здатності індикатора (наприклад 4×4 пікселі), великих розмірів індикатора та великої потужності споживання переважно економічно вигідніше використовувати статичний спосіб. Крім того, такий спосіб формування зображення використовується у застосуваннях, де вимагається малий рівень електромагнітних завад, так як динамічні індикатори через імпульсний спосіб керування створюють електромагнітні завади.
У індикаторах з динамічним способом формування зображення, керування відбувається за рядками та стовпцями. Однойменні виводки елементів індикації в рядках та стовпцях індикатора об'єднані між собою. Для увімкнення конкретного пікселя необхідно подати напругу на електричний вивід рядка та вивід стовпця. На перетині цих двох координат висвітиться крапка. Також можна одночасно увімкнути й декілька пікселів, що належать одному стовпцю (рядку). Наприклад, якщо на вивід одного стовпця світлодіодного матричного індикатора подати робочу напругу, а на контакти певних рядків подати необхідний струм керування, увімкнуться декілька конкретних пікселів, що належать цьому стовпцю. При такому способі керування у кожний момент часу одночасно вмикаються елементи одного стовпця або рядка. За рахунок швидкої динамічної зміни увімкнених рядків (стовпців) та інерційності людського зору, чи інертності самих елементів індикації, зображення формується у картинку, для зорового сприйняття.
Таке технічне рішення дає змогу звести до мінімуму кількість виводів, необхідних для керування світлодіодами. Наприклад, світлодіодна матриця розмірністю 8×8 світлодіодів містить 64 світлодіоди, для керування якими потрібно було б 64 порти вводу/виводу, по одному для кожного пікселя індикатора. Якщо підключити всі аноди разом в рядах (R1…R8), і катоди в стовпчиках (C1…C8), необхідна кількість портів вводу/виводу зменшується до 16.
Формування зображення на багатобарвних індикаторах має свої особливості. Наприклад при використанні напівпровідникового двоколірного індикатора з червоним і зеленим кольором світіння, в кожному пікселі індикатора присутні як мінімум два світлодіоди — червоного і зеленого кольору. Управління кольором світіння виробляється зміною співвідношення або середнього струму через червоний і зелений світлодіоди при фіксованому часі горіння, або часу світіння при стабільному струмі.
Керування індикатором
Керування матричним індикатором зазвичай здійснюється за мультиплексним принципом формування зображення й відбувається так: вибирається один із рядків шляхом подачі живлення, при цьому сигнал (код) подається на ті позиції у рядку, які повинні бути увімкнені. Потім вибирається наступний рядок і процес повторюється. Напруга (струм) на виводах індикатора формується за допомогою схеми керування — драйвера.
У пристроях з інерційними елементами індикації чи бістабільними елементами, стан кожного пікселя фіксується за допомогою електронної схеми аналогічно до мультиплексного способу керування. Оскільки кожен піксель індикатора володіє короткочасною або довготривалою пам'яттю стану, це дозволяє суттєво знизити частоту циклів керування, аж до нуля у випадку бістабільного екрана, наприклад, блінкерного, у яких керувальний вплив робиться лише у моменти зміни зображення.
Найпопулярніші моделі односимвольних матричних індикаторів мають роздільну здатність 5×7, 5×8 та 8×8 пікселів.
Індикатори бувають монохромними та кольоровими: в останньому випадку кожен піксель складається з двох або трьох (RGB) елементів різних кольорів, керування яким здійснюється окремо.
Матричні індикатори можуть мати рамку, що не має пікселів і не бере участі у формуванні зображення, або можуть бути стикувальними, що дозволяють при встановленні у ряд формувати неперервний рядок символів. Часто з них формуються пристрої візуального виводу інформації типу . Випускаються також готові блоки (панелі) для виведення одного або декількох рядків символів.
Біжучий рядок на матричних індикаторах | |
Приклад використання матричної панелі для виведення інформаційних повідомлень |
Переваги матричних індикаторів
- Велика кількість видів символів: цифри, літери різних алфавітів (залежить від роздільної спроможності індикаторів), як великі, так і малі, розділові знаки, псевдографіка, й навіть прості малюнки;
- Звичніша і сприйнятніша для зору форма символу, у порівнянні з сегментними індикаторами, що є суттєвим при зображенні літер та інших символів.
Недоліки у порівнянні із сегментними індикаторами
- Більша складність схеми керування виведенням зображення;
- Вища ціна елементної бази та схемної реалізації;
- Менша надійність за рахунок складності конструкції та числа компонентів.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2502-94 Індикатори знакосинтезувальні. Терміни, визначення та літерні позначення.
- Лисицын, 1985, с. 66.
- Ермаков, Сушков, 1990.
Джерела
- Перельман Б. Л. Полупроводниковые приборы : справочник / Б. Л. Перельман. — М. : СОЛОН, МИКРОТЕХ, 1996. — 176 с. — .
- Вуколов Н. И., Михайлов А. Н. Знакосинтезирующие индикаторы / Под ред. В. П. Балашова. — М. : Радио и связь, 1987. — 592 с.
- Ермаков О. Н., Сушков В. П. Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы. — М. : Радио и связь, 1990. — С. 196. — .
- Лисицын Б. Л. Низковольтные индикаторы: Справочник. — М. : Радио и связь, 1985. — 136 с.
Посилання
- Матричний індикатор [ 22 жовтня 2017 у Wayback Machine.] на сайті «Електроніка і програмування»
- Подключение светодиодного матричного индикатора к микроконтроллеру PIC [ 15 січня 2016 у Wayback Machine.] на електронному порталі «kazus.ru» (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ma trichnij znakosintezuva lnij indika tor angl dot matrix display riznovid znakosintezuvalnogo indikatora elementi vidobrazhennya yakogo zgrupovani za ryadkami ta stovpcyami Matrichnij indikator priznachenij dlya vivedennya zobrazhen simvoliv specialnih znakiv ta grafichnih ob yektiv u riznomanitnih pristroyah dlya zorovogo sprijnyattya Princip formuvannya zobrazhennya sho vikoristovuyetsya v matrichnih indikatorah z dinamichnim keruvannyamBudova ta princip diyiElektrichna shema monohromnogo svitlodiodnogo matrichnogo indikatora z dinamichnim keruvannyam Svitlodiodna matricya 8 8 iz mikroshemoyu keruvannya Svitlodiodna RGB matricya Matrichnim indikatorom zazvichaj vvazhayut pristrij vikonanij u zakinchenomu konstruktivi korpusi Na vidminu vid ekrana chi displeya indikator maye obmezhenu kilkist elementiv indikaciyi abo priznachenij dlya zobrazhennya odnogo chi nevelikoyi kilkosti simvoliv Nazva maye pohodzhennya vid ponyattya matricya u matematici Matrichnij indikator skladayetsya z neobhidnoyi dostatno velikoyi kilkosti odnotipnih elementiv pikseliv zgrupovanih u ryadki ta stovpci Matrichni indikatori mozhut grupuvatis z riznih tipiv elementarnih indikatoriv pikseliv ridkokristalichni svitlodiodni lyuminescentni blinkerni tosho Za principom formuvannya zobrazhennya ta keruvannya matrichni indikatori buvayut dvoh vidiv statichni j dinamichni multipleksni V statichnih matrichnih indikatorah kozhnij piksel maye individualnij drajver formuvach naprugi strumu Dlya vipadku nevelikoyi rozdilnoyi zdatnosti indikatora napriklad 4 4 pikseli velikih rozmiriv indikatora ta velikoyi potuzhnosti spozhivannya perevazhno ekonomichno vigidnishe vikoristovuvati statichnij sposib Krim togo takij sposib formuvannya zobrazhennya vikoristovuyetsya u zastosuvannyah de vimagayetsya malij riven elektromagnitnih zavad tak yak dinamichni indikatori cherez impulsnij sposib keruvannya stvoryuyut elektromagnitni zavadi U indikatorah z dinamichnim sposobom formuvannya zobrazhennya keruvannya vidbuvayetsya za ryadkami ta stovpcyami Odnojmenni vivodki elementiv indikaciyi v ryadkah ta stovpcyah indikatora ob yednani mizh soboyu Dlya uvimknennya konkretnogo pikselya neobhidno podati naprugu na elektrichnij vivid ryadka ta vivid stovpcya Na peretini cih dvoh koordinat visvititsya krapka Takozh mozhna odnochasno uvimknuti j dekilka pikseliv sho nalezhat odnomu stovpcyu ryadku Napriklad yaksho na vivid odnogo stovpcya svitlodiodnogo matrichnogo indikatora podati robochu naprugu a na kontakti pevnih ryadkiv podati neobhidnij strum keruvannya uvimknutsya dekilka konkretnih pikseliv sho nalezhat comu stovpcyu Pri takomu sposobi keruvannya u kozhnij moment chasu odnochasno vmikayutsya elementi odnogo stovpcya abo ryadka Za rahunok shvidkoyi dinamichnoyi zmini uvimknenih ryadkiv stovpciv ta inercijnosti lyudskogo zoru chi inertnosti samih elementiv indikaciyi zobrazhennya formuyetsya u kartinku dlya zorovogo sprijnyattya Take tehnichne rishennya daye zmogu zvesti do minimumu kilkist vivodiv neobhidnih dlya keruvannya svitlodiodami Napriklad svitlodiodna matricya rozmirnistyu 8 8 svitlodiodiv mistit 64 svitlodiodi dlya keruvannya yakimi potribno bulo b 64 porti vvodu vivodu po odnomu dlya kozhnogo pikselya indikatora Yaksho pidklyuchiti vsi anodi razom v ryadah R1 R8 i katodi v stovpchikah C1 C8 neobhidna kilkist portiv vvodu vivodu zmenshuyetsya do 16 Formuvannya zobrazhennya na bagatobarvnih indikatorah maye svoyi osoblivosti Napriklad pri vikoristanni napivprovidnikovogo dvokolirnogo indikatora z chervonim i zelenim kolorom svitinnya v kozhnomu pikseli indikatora prisutni yak minimum dva svitlodiodi chervonogo i zelenogo koloru Upravlinnya kolorom svitinnya viroblyayetsya zminoyu spivvidnoshennya abo serednogo strumu cherez chervonij i zelenij svitlodiodi pri fiksovanomu chasi gorinnya abo chasu svitinnya pri stabilnomu strumi Keruvannya indikatorom Keruvannya matrichnim indikatorom zazvichaj zdijsnyuyetsya za multipleksnim principom formuvannya zobrazhennya j vidbuvayetsya tak vibirayetsya odin iz ryadkiv shlyahom podachi zhivlennya pri comu signal kod podayetsya na ti poziciyi u ryadku yaki povinni buti uvimkneni Potim vibirayetsya nastupnij ryadok i proces povtoryuyetsya Napruga strum na vivodah indikatora formuyetsya za dopomogoyu shemi keruvannya drajvera U pristroyah z inercijnimi elementami indikaciyi chi bistabilnimi elementami stan kozhnogo pikselya fiksuyetsya za dopomogoyu elektronnoyi shemi analogichno do multipleksnogo sposobu keruvannya Oskilki kozhen piksel indikatora volodiye korotkochasnoyu abo dovgotrivaloyu pam yattyu stanu ce dozvolyaye suttyevo zniziti chastotu cikliv keruvannya azh do nulya u vipadku bistabilnogo ekrana napriklad blinkernogo u yakih keruvalnij vpliv robitsya lishe u momenti zmini zobrazhennya Najpopulyarnishi modeli odnosimvolnih matrichnih indikatoriv mayut rozdilnu zdatnist 5 7 5 8 ta 8 8 pikseliv Indikatori buvayut monohromnimi ta kolorovimi v ostannomu vipadku kozhen piksel skladayetsya z dvoh abo troh RGB elementiv riznih koloriv keruvannya yakim zdijsnyuyetsya okremo Matrichni indikatori mozhut mati ramku sho ne maye pikseliv i ne bere uchasti u formuvanni zobrazhennya abo mozhut buti stikuvalnimi sho dozvolyayut pri vstanovlenni u ryad formuvati neperervnij ryadok simvoliv Chasto z nih formuyutsya pristroyi vizualnogo vivodu informaciyi tipu Vipuskayutsya takozh gotovi bloki paneli dlya vivedennya odnogo abo dekilkoh ryadkiv simvoliv Bizhuchij ryadok na matrichnih indikatorah Priklad vikoristannya matrichnoyi paneli dlya vivedennya informacijnih povidomlenPerevagi matrichnih indikatorivNa matrichnij indikator mozhna vivoditi navit iyeroglifi Velika kilkist vidiv simvoliv cifri literi riznih alfavitiv zalezhit vid rozdilnoyi spromozhnosti indikatoriv yak veliki tak i mali rozdilovi znaki psevdografika j navit prosti malyunki Zvichnisha i sprijnyatnisha dlya zoru forma simvolu u porivnyanni z segmentnimi indikatorami sho ye suttyevim pri zobrazhenni liter ta inshih simvoliv Nedoliki u porivnyanni iz segmentnimi indikatoramiBilsha skladnist shemi keruvannya vivedennyam zobrazhennya Visha cina elementnoyi bazi ta shemnoyi realizaciyi Mensha nadijnist za rahunok skladnosti konstrukciyi ta chisla komponentiv Div takozhZnakovij indikator Segmentnij indikator Dev yatisegmentnij indikatorPrimitkiDSTU 2502 94 Indikatori znakosintezuvalni Termini viznachennya ta literni poznachennya Lisicyn 1985 s 66 Ermakov Sushkov 1990 DzherelaPerelman B L Poluprovodnikovye pribory spravochnik B L Perelman M SOLON MIKROTEH 1996 176 s ISBN 5 85954 044 2 Vukolov N I Mihajlov A N Znakosinteziruyushie indikatory Pod red V P Balashova M Radio i svyaz 1987 592 s Ermakov O N Sushkov V P Poluprovodnikovye znakosinteziruyushie indikatory M Radio i svyaz 1990 S 196 ISBN 5 256 00736 X Lisicyn B L Nizkovoltnye indikatory Spravochnik M Radio i svyaz 1985 136 s PosilannyaMatrichnij indikator 22 zhovtnya 2017 u Wayback Machine na sajti Elektronika i programuvannya Podklyuchenie svetodiodnogo matrichnogo indikatora k mikrokontrolleru PIC 15 sichnya 2016 u Wayback Machine na elektronnomu portali kazus ru ros