Monitor cu fascicul de electroni. Monitoare. CRT cu mască de umbră (Mască de umbră)
Noaptea nu puteam dormi din cauza blues-ului de primăvară și, pentru a-mi distrage atenția de la gândurile triste, am început să vin cu diverse invenții. Și așa mi-am dat seama cum să fac un monitor CRT în miniatură. CRT - pentru ca in principiu iubesc tehnologia lampilor si cu atat mai mult un dispozitiv pentru afisarea informatiilor. În primul rând, vă voi arăta rezultatul.
Tub cald debian lxde
Monitor CRT miniatural care măsoară doar 1 cm! Și este foarte ușor de făcut și oricine o poate face! Merge!
Din idee...
De fapt, esența ideii este simplă. În camerele video cu casetă VHS vechi, un cinescop mic obișnuit acționează ca un afișaj al vizorului. Și cândva în revista „Radio” am văzut un articol despre cum să faci un televizor din acest kinescop. Și apoi noaptea m-am gândit: dacă poți să faci un televizor, atunci poți să faci un monitor!
Ține minte: dacă vii cu o idee grozavă, caută-o pe Google! Cu siguranță a venit la altcineva!
Desigur, am decis să-l caut pe Google. Căutarea pentru „Vizorul Hack” conține o mulțime de lucruri interesante, vă las această interogare pentru a vă încurca. Dar am găsit un site www.ccs.neu.edu/home/bchafy/tiny/tinyterminal.html, unde un prieten încearcă diferite moduri de a afișa informații, iar una dintre idei este să folosești un kinescop de la o veche cameră video.
Vizorul camerei
Tub cald DOS
Aceste poze sunt preluate de pe acest site. Se pare că ești și tu intrigat de cum să faci asta?
Ideea este foarte simpla si banala. Pe vremuri, nu exista o astfel de dezvoltare a afișajelor LCD mici, în special a celor color, iar atunci a domnit lampa. În vizorul camerelor vechi există un CRT (Cathode Ray Tube), iar ceea ce este interesant este că este alimentat (în sensul circuitului cu tuburi) de o tensiune mică și disponibilă în comerț, de 5 V (o puteți lua, de exemplu, de pe USB). Consumul de curent este de asemenea mic. Cea mai bună parte este că acest ecran are nevoie doar de un semnal video compozit ca intrare. Un semnal video compozit este furnizat de VCR, DVD player, camere, aproape fiecare cameră, telefoane Nokia N900, Nokia N9 (nu pot vorbi în numele altora - nu știu), unele plăci video. Cel mai interesant lucru este că un semnal video compozit poate fi obținut chiar și de pe o placă video VGA folosind un circuit destul de simplu
Circuit convertor VGA la video
După cum puteți vedea, se deschid oportunități enorme pentru creativitate. Acum trebuie să înțelegem cum să facem toate acestea.
Ce să faci și cine este de vină?
Pentru a realiza un astfel de afișaj în miniatură, vom avea nevoie de o veche cameră video VHS, brațe drepte și un rezistor de 75 Ohm (opțional). Plus buna dispozitie, un fier de lipit, un multimetru, timp liber si dorinta.
În ceea ce privește camera, vreau să spun că camerele cu o imagine color în vizor nu sunt potrivite pentru noi imediat. Puteți închide imediat camerele care au un ecran lateral. Cu cât camera este mai veche, cu atât mai bine. Cel mai delicios sunt camerele cu vizor unghiular sau camerele profesionale. De obicei au un afișaj destul de mare.
Instrucțiunile de mai jos nu sunt universale! Poate că trebuie să-ți pornești creierul, să cauți documentație, să împingi dispozitive la diferite noduri, dar s-ar putea să meargă în același mod ca și pentru mine.
Aș dori să remarc că în vizorul în sine poate exista doar un tub de imagine, iar „creierul” poate fi în corpul principal, dar am fost norocos.
Deci, ai reușit să iei o cameră video. A eșuat? Loviți pe Avits, Slandas, ciocane, eBay, piețe de vechituri, există o mulțime de chestii astea pentru bănuți! Vom presupune că ai înțeles. Camera mi-a fost dăruită de unul dintre bunii mei prieteni LJ, care a înțeles imediat trucul și mi l-a prezentat. Panasonic NV-S600EN.
Camera înainte de experimente
Camera nu avea baterie, nici sursă de alimentare și, în general, nu se știa dacă funcționează. În primul rând, l-am demontat. Nu pot da instrucțiuni universale: deșurubați ceea ce poate fi deșurubat, deschideți toate perdelele, deșurubați toate șuruburile. Este logic să începeți analiza din partea opusă casetei. În acest fel, camera mea a fost împărțită în două jumătăți, în a doua era un patchboard cu vizor, iar în cealaltă era o cameră cu măruntaie de oțel. Am scos eșarfa din cealaltă jumătate, vizorul, și am îndepărtat cu totul bucata de plastic. Camera nu trebuie încă dezasamblată complet, deoarece... Mai avem nevoie de performanța lui.
Am pus placa de comutare înapoi în slotul original.
Placa comutatoare
Vizorul, după ce l-a deconectat, m-a îngrozit: din el au ieșit zece(!) fire. Șapte culori și trei gri, dar după dezasamblare, s-a dovedit că 7 culori au mers la butoanele situate pe corpul vizorului (zoom). Îndepărtăm aceste butoane în siguranță. Primim acest patrunjel:
Vizor, cu trei fire gri, un fir de împământare negru și un rând de butonul de zoom
Vizorul este interesant de privit în interior. Nu îi voi descrie structura; cred că puteți găsi descrierea singur, dacă doriți.
Cu capacul deschis, vedere de sus
Am eliminat „ochiul” în sine ca fiind inutil, deși îl folosesc ocazional. Ecranul în sine ne amintește de televizoarele vechi alb-negru, pe care generația modernă nici nu le-a văzut niciodată.
Ecran miniatural
După cum probabil ați ghicit, vom avea trei fire care merg la afișaj: un fir comun, +5 volți și semnalul video compozit în sine. Rămâne să se stabilească cine este cine.
Hackingul este un interes, plus electrificarea tuturor dispozitivelor
După ce am parafrazat celebra zicală, vom merge mai departe. Sarcina noastră acum este să rezolvăm puzzle-ul celor trei fire gri: cine, unde, de ce și de ce. Cel mai simplu lucru este să găsești firul comun. Mi-a lipsit bateria, dar contactele ieșeau. Luăm un multimetru în modul de testare, atingem negativul acestor contacte cu un capăt (le-am semnat), iar cu celălalt ne uităm la contactele celor trei fire de-a lungul conectorului. Un sunat - asta înseamnă un fir comun.
Trebuie remarcat că, în mod ipotetic, puterea de la baterie poate fi decuplată în acest caz, trebuie să vă uitați la firul comun în funcție de circuitul din interiorul camerei, de obicei, toate ecranele și poligoanele largi;
Acum haideți să punem camera la loc! Acestea. Nu prea îl asamblam, dar pentru ca toate componentele electrice să funcționeze. Pentru mine arăta așa
Cameră asamblată electric
Pentru a determina celelalte două semnale, camera a trebuit să fie alimentată. Deoarece camera era orfană, am alimentat-o de la o sursă de alimentare industrială, pe care am conectat-o direct la contactele bateriei. Camera a fost de acord să funcționeze normal, doar cu parametrii de putere de 6V, 6A. Înainte de asta, la pornire, a clipit LED-ul, ecranul, a smucit motorul și s-a oprit. Presupun că toți electroliții s-au uscat acolo. După ce am adus curentul la asemenea proporții astronomice, a pornit și nu s-a blocat.
Camera de lucru
Nu mi-am putut refuza plăcerea de a verifica performanța camerei și a afișajului în sine, așa că au conectat un televizor la cameră și s-au uitat la tot felul de inscripții de pe ecran.
Porecla mea
Imaginea ecranului nu a ieșit bine în fotografie, dar vă asigur că este impecabilă!
Bine, ne-am distrat puțin, ne-am asigurat că totul funcționează și apoi am fost pe drum. Acum trebuie să aflăm de unde luăm mâncare. Comutăm multimetrul în modul de măsurare a tensiunii DC, conectăm un contact la firul comun și îl introducem pe celălalt în celelalte două fire. Dacă alimentarea unui fir este undeva în jurul valorii de 1,5-1,7 V, atunci acesta este cel mai probabil un semnal video. Pe celălalt fir vor fi aproximativ 5 V (trebuie să înțelegeți că poate fi 4,8 V, ca în cazul meu). Ca rezultat, desenăm totul pe o bucată de hârtie și obținem următoarea diagramă de conectare.
Schema de conectare
După toate acestea, dezasamblam întreaga structură și începem asamblarea uneia noi.
Viață nouă pentru un afișaj vechi
Deoarece sursa de alimentare a afișajului era de 5 V, s-a decis să-l alimenteze de la USB. Vreau să-i dezamăgesc pe unii care speră că peste tot vor fi 5V. După ce am citit ghiduri similare despre realizarea produselor din display-uri, am ajuns la concluzia că sursa display-ului nu trebuie să fie de 5 V! Ar putea fi 6 sau 12. Așa că aveți grijă!
Dar în cazul meu totul este bine. Lipiți cablul USB și alimentați-l de la încărcător.
Lână pe ecran
Ar trebui să vedeți blana familiară pe ecran.
Vă rugăm să rețineți că, în ciuda curenților slabi, acolo există un transformator de înaltă tensiune! Și nu ar trebui să puneți mâinile în tub, altfel va fi o mizerie!!! Cu prudență ascund totul în carcasă înainte de a o porni.
După o lansare reușită, merită să verificați rezistența de intrare a liniei. Cu afișajul oprit, măsurăm rezistența dintre firul comun și firul de intrare. Dacă este egal cu 75 Ohmi, ne liniștim și omitem această operațiune. In cazul meu a fost 1 kOhm. Pentru a se potrivi cu linia, trebuie să lipiți un rezistor de 75 ohmi între firul comun și firul de semnal. În principiu, funcționarea nu este critică, dar placa mea video și alte ieșiri video au refuzat să apară fără o rezistență egală. Desigur, este mai bine să lipiți rezistența cât mai aproape posibil, dar am făcut totul pe placa de comutare.
Rezistor 75 Ohm, dimensiune 0805
Nu aveam la îndemână un conector lalea-femă, așa că am găsit un conector SCART în coșul de gunoi, l-am demontat și l-am lipit pe eșarfa din interior. Am folosit Nokia N9 cu Debian la bord ca sursă video.
Structura este asamblată, totul este clar, nu vă înșel
Totul funcționează imediat după conectare. Nu am un cablu nativ pentru Nokia și am folosit unul cumpărat din magazin pentru 200 de ruble. Totul a început imediat.
Desktop pe un micromonitor
Sincer să fiu, să filmez asta și fotografia de la începutul postării a fost foarte dificil, am petrecut o oră experimentând cu lumina, viteza obturatorului, diafragma etc. Dar rezultatul este minunat. E chiar mai bine live! De asemenea, este foarte distractiv să vizionezi un videoclip de pe un astfel de ecran.
Dar computerul?
Nu este atât de simplu cu un computer. Există mai multe opțiuni pentru a rezolva problema. Una dintre ele este să cumpărați un adaptor VGA la S-VIDEO, costă doar bănuți, cealaltă variantă este să-l lipiți singur, am dat diagrama de mai sus. A treia opțiune este utilizarea plăcilor video cu ieșire S-VIDEO, de exemplu acestea:
Am găsit clipuri video la mezanin
Placa video are un conector rotund similar cu ps/2. Ai nevoie si de un adaptor corespunzator, acesta vine cu placa video. În fotografie atârnă în stânga. Deoarece nu am intenționat să-mi înlocuiesc placa video cu aceasta veche, am încercat doar cum ar arăta.
Desktopul meu pe un computer mare
De asemenea, este duplicat pe micromonitor
Cititorul atent va observa că au apărut niște câmpuri. Modificarea permisiunilor (toate) nu a afectat în niciun fel disponibilitatea acestora. Nu există nici simț, nici dorință de a înțelege motivele apariției lor. Faptul că funcționează este stabilit, readucem placa video la locul ei.
Buna ziua. Numele meu de familie este „Total”
În concluzie, vreau să spun că acest meșteșug nu are sens practic sau nu îl văd. Display-ul are o rezoluție suficientă pentru a citi chiar și texte de pe el, dar este atât de mic încât fără un sistem optic este imposibil să distingem ceva pe el.
Este posibil ca, dacă ar fi posibil să-l conectați ca un al treilea monitor, ar fi posibil să afișați câteva informații utile acolo, dar din nou nu știu de ce.
Deci, în esență, acesta este un divertisment distractiv pe care îl puteți demonstra copiilor, prietenilor și prietenelor dvs. Arată impresionant când iei telefonul, introduci firul și apare imaginea pe ecran :).
Oamenii folosesc aceste vizoare pentru a face dispozitive de vedere pe timp de noapte. De exemplu aici
1. www.doityourselfgadgets.com/2012/04/night-vision.html (engleză)
2. tnn-hobby.ru/proekt-vyihodnogo-dnya/kak-videt-v-temnote.html (rusă)
Ei bine, unii fac un display portabil:
rc-aviation.ru/forum/topic?id=1283
Dacă doriți, puteți face ochelari de realitate virtuală, dar nu știu cum să separă semnalul video fără mulți hemoroizi. Deci toate acestea sunt divertisment și nimic mai mult.
Mulțumesc tovarășului Freeman pentru cameră și soției mele pentru răbdare :).
Din 1902, Boris Lvovich Rosing lucrează cu tubul lui Brown. La 25 iulie 1907, a depus o cerere pentru invenția „Metoda de transmitere electrică a imaginilor pe distanțe”. Fasciculul a fost scanat în tub de câmpuri magnetice, iar semnalul a fost modulat (schimbarea luminozității) folosind un condensator, care ar putea devia fasciculul pe verticală, modificând astfel numărul de electroni care trec pe ecran prin diafragmă. La 9 mai 1911, la o reuniune a Societății Tehnice Ruse, Rosing a demonstrat transmiterea imaginilor de televiziune a unor figuri geometrice simple și recepția lor cu reproducere pe un ecran CRT.
La începutul și mijlocul secolului al XX-lea, Vladimir Zvorykin, Allen Dumont și alții au jucat un rol semnificativ în dezvoltarea CRT-urilor.
Proiectare și principiu de funcționare
Principii generale
Dispozitiv cinescop alb-negru
Într-un cilindru 9 Se creează un vid profund - mai întâi aerul este pompat, apoi toate părțile metalice ale kinescopului sunt încălzite de un inductor pentru a elibera gazele absorbite, se folosește un getter pentru a absorbi treptat aerul rămas.
Pentru a crea un fascicul de electroni 2 , se folosește un dispozitiv numit tun cu electroni. Catod 8 , încălzit prin filament 5 , emite electroni. Pentru a crește emisia de electroni, catodul este acoperit cu o substanță care are o funcție de lucru scăzută (cei mai mari producători de CRT folosesc propriile tehnologii brevetate pentru aceasta). Prin schimbarea tensiunii de pe electrodul de control ( modulator) 12 puteți modifica intensitatea fasciculului de electroni și, în consecință, luminozitatea imaginii (există și modele cu control catod). În plus față de electrodul de control, pistolul CRT-urilor moderne conține un electrod de focalizare (până în 1961, tuburile de imagine domestice foloseau focalizarea electromagnetică folosind o bobină de focalizare 3 cu miez 11 ), conceput pentru a focaliza un punct de pe ecranul kinescopului într-un punct, un electrod de accelerare pentru accelerarea suplimentară a electronilor în interiorul pistolului și anodului. După părăsirea pistolului, electronii sunt accelerați de anod 14 , care este o acoperire metalizată a suprafeței interioare a conului kinescopului, conectată la electrodul pistolului cu același nume. În tuburile de imagine color cu un ecran electrostatic intern, acesta este conectat la anod. Într-un număr de tuburi de imagine ale modelelor timpurii, cum ar fi 43LK3B, conul era realizat din metal și reprezenta anodul însuși. Tensiunea la anod variază de la 7 la 30 kilovolți. Într-un număr de CRT-uri oscilografice de dimensiuni mici, anodul este doar unul dintre electrozii tunului cu electroni și este alimentat cu tensiuni de până la câteva sute de volți.
Grinda trece apoi prin sistemul de deviere 1 , care poate schimba direcția fasciculului (figura prezintă un sistem de deviere magnetică). CRT-urile de televiziune folosesc un sistem de deviere magnetic, deoarece oferă unghiuri mari de deviere. CRT-urile oscilografice folosesc un sistem de deviere electrostatic, deoarece oferă performanțe mai mari.
Fasciculul de electroni lovește ecranul 10 , acoperit cu fosfor 4 . Bombardat de electroni, fosforul strălucește și un punct de mișcare rapidă de luminozitate variabilă creează o imagine pe ecran.
Fosforul capătă o sarcină negativă de la electroni și începe emisia secundară - fosforul însuși începe să emită electroni. Ca urmare, întregul tub capătă o sarcină negativă. Pentru a preveni acest lucru, pe întreaga suprafață a tubului există un strat de aquadag, un amestec conductor pe bază de grafit, conectat la un fir comun ( 6 ).
Kinescopul este conectat prin cabluri 13 si priza de inalta tensiune 7 .
La televizoarele alb-negru, compoziția fosforului este selectată astfel încât să strălucească într-o culoare gri neutră. În terminalele video, radare etc., fosforul este adesea făcut galben sau verde pentru a reduce oboseala ochilor.
Unghiul fasciculului
Unghiul de deviere al fasciculului CRT este unghiul maxim dintre două poziții posibile ale fasciculului de electroni din interiorul becului la care un punct luminos este încă vizibil pe ecran. Raportul dintre diagonala (diametrul) ecranului și lungimea CRT depinde de unghi. Pentru CRT-urile oscilografice este de obicei până la 40 de grade, ceea ce se datorează necesității de a crește sensibilitatea fasciculului la efectele plăcilor de deviere. Pentru primele tuburi de imagine de televiziune sovietice cu ecran rotund, unghiul de deviere a fost de 50 de grade, pentru tuburile de imagine alb-negru ale lansărilor ulterioare a fost de 70 de grade, iar începând cu anii 60 a crescut la 110 de grade (unul dintre primele astfel de tuburi de imagine a fost 43LK9B). Pentru tuburile de imagine color interne, este de 90 de grade.
Pe măsură ce unghiul de deviere a fasciculului crește, dimensiunile și greutatea kinescopului scad, cu toate acestea, puterea consumată de unitățile de scanare crește. În prezent, utilizarea tuburilor de imagine de 70 de grade a fost reînviată în unele zone: în monitoarele color VGA ale majorității diagonalelor. De asemenea, un unghi de 70 de grade continuă să fie utilizat în tuburile de imagine alb-negru de dimensiuni mici (de exemplu, 16LK1B), unde lungimea nu joacă un rol atât de important.
Capcană de ioni
Deoarece este imposibil să se creeze un vid perfect în interiorul CRT, unele molecule de aer rămân în interior. Când se ciocnesc cu electronii, aceștia formează ioni, care, având o masă de multe ori mai mare decât masa electronilor, practic nu se abate, ardând treptat fosforul din centrul ecranului și formând un așa-numit punct ionic. Pentru a combate acest lucru până la mijlocul anilor '60. A fost folosită o capcană de ioni, care are un dezavantaj major: instalarea corectă a acesteia este o operațiune destul de minuțioasă, iar dacă este instalată incorect, nu există nicio imagine. La începutul anilor 60. A fost dezvoltată o nouă metodă de protejare a fosforului: aluminizarea ecranului, care a dublat și luminozitatea maximă a kinescopului și a fost eliminată necesitatea unei capcane de ioni.
Întârziere în alimentarea cu tensiune la anod sau modulator
Într-un televizor, a cărui scanare orizontală se face cu lămpi, tensiunea la anodul kinescopului apare numai după ce lampa de scanare orizontală de ieșire și dioda amortizor s-au încălzit. Până în acest moment, căldura kinescopului s-a încălzit deja.
Introducerea circuitelor complet semiconductoare în unitățile de scanare orizontale a dat naștere la problema uzurii accelerate a catozilor kinoscopului datorită alimentării cu tensiune a anodului kinescopului simultan cu pornirea. Pentru a combate acest fenomen, au fost dezvoltate unități de amatori care asigură o întârziere în alimentarea cu tensiune a anodului sau modulatorului kinescopului. Este interesant că în unele dintre ele, în ciuda faptului că sunt destinate instalării în televizoare cu semiconductori, un tub radio este folosit ca element de întârziere. Ulterior, au început să fie produse televizoare industriale, în care inițial a fost prevăzută o astfel de întârziere.
Scanează
Pentru a crea o imagine pe ecran, un fascicul de electroni trebuie să treacă constant pe ecran la o frecvență înaltă - de cel puțin 25 de ori pe secundă. Acest proces se numește mătura. Există mai multe moduri de a scana o imagine.
Scanare raster
Fasciculul de electroni traversează întregul ecran în rânduri. Există două opțiuni:
- 1-2-3-4-5-… (scanare intercalată);
- 1-3-5-7-…, apoi 2-4-6-8-… (întrețes).
Scanare vectorială
Fasciculul de electroni trece de-a lungul liniilor imaginii.
Tuburi de imagine color
Dispozitiv cinescop color. 1 - Tunuri cu electroni. 2 - Raze electronice. 3 - Bobina de focalizare. 4 - Bobine de deviere. 5 - Anod. 6 - O mască, datorită căreia fascicul roșu lovește fosforul roșu etc. 7 - Granulele de fosfor roșu, verde și albastru. 8 - Masca si boabe de fosfor (marite).
Un cinescop color diferă de unul alb-negru prin faptul că are trei pistoale - „roșu”, „verde” și „albastru” ( 1 ). În consecință, la ecran 7 trei tipuri de fosfor sunt aplicate într-o anumită ordine - roșu, verde și albastru ( 8 ).
Doar fasciculul de la pistolul roșu lovește fosforul roșu, doar fasciculul de la pistolul verde îl lovește pe cel verde etc. Acest lucru se realizează prin instalarea unei rețele metalice între pistoale și ecran, numită masca (6 ). În tuburile de imagine moderne, masca este realizată din invar, un tip de oțel cu un mic coeficient de dilatare termică.
Tipuri de măști
Există două tipuri de măști:
- masca de umbră în sine, care există în două tipuri:
- Mască de umbră pentru tuburi de imagine cu un aranjament în formă de deltă de tunuri cu electroni. Adesea, mai ales în literatura tradusă, se face referire la aceasta ca o grilă umbră. Utilizat în prezent în majoritatea tuburilor de imagine monitor. Tuburile de imagine de televiziune cu o mască de acest tip nu se mai produc, totuși, astfel de tuburi de imagine pot fi găsite în televizoarele din anii precedenți (59LK3Ts, 61LK3Ts, 61LK4Ts);
- Mască de umbră pentru tuburi de imagine cu aranjare plană a tunurilor cu electroni. Cunoscut și sub numele de grătar cu fante. Folosit în prezent în marea majoritate a tuburilor de imagine de televiziune (25LK2Ts, 32LK1Ts, 32LK2Ts, 51LK2Ts, 61LK5Ts, modele străine). Aproape niciodată găsit în tuburile de imagine monitor, cu excepția modelelor Flatron;
- grila de deschidere (Mitsubishi Diamondtron). Această mască, spre deosebire de alte tipuri, constă dintr-un număr mare de fire întinse vertical. Diferența fundamentală dintre o mască de acest tip este că nu limitează fasciculul de electroni, ci îl focalizează. Transparența grilei de deschidere este de aproximativ 85% față de 20% pentru masca de umbră. Tuburile de imagine cu o astfel de mască sunt folosite atât la monitoare, cât și la televizoare. Au fost făcute încercări de a crea astfel de tuburi de imagine în anii 70 în URSS (de exemplu, 47LK3T).
- Tuburile de imagine color de tip special se deosebesc - cromoscoape cu un singur fascicul, în special, 25LK1T. În ceea ce privește designul și principiul de funcționare, acestea sunt izbitor de diferite de alte tipuri de tuburi de imagine color. În ciuda avantajelor evidente, inclusiv consumul redus de energie, comparabil cu cel al unui tub de imagine alb-negru cu o diagonală de aceeași dimensiune, astfel de tuburi de imagine nu sunt utilizate pe scară largă.
Nu există un lider clar între aceste măști: cea cu umbră oferă linii de înaltă calitate, cea cu deschidere oferă culori mai saturate și eficiență ridicată. Slit combină avantajele umbrei și deschiderii, dar este predispus la moire.
Tipuri de grătare, metode de măsurare a pasului pe ele
Cu cât elementele de fosfor sunt mai mici, cu atât calitatea imaginii pe care o poate produce tubul este mai mare. Un indicator al calității imaginii este pas de masca.
- Pentru un grătar de umbră, pasul măștii este distanța dintre cele mai apropiate două găuri de mască (în consecință, distanța dintre cele două elemente fosforice cele mai apropiate de aceeași culoare).
- Pentru grilajele cu deschidere și fante, pasul măștii este definit ca distanța orizontală dintre fantele măștii (respectiv, distanța orizontală dintre benzile verticale de fosfor de aceeași culoare).
În monitoarele CRT moderne, pasul măștii este de 0,25 mm. Tuburile de imagine de televiziune, care vizualizează imaginile de la o distanță mai mare, folosesc pași de aproximativ 0,8 mm.
Convergența razelor
Deoarece raza de curbură a ecranului este mult mai mare decât distanța de la acesta la sistemul electro-optic până la infinit în tuburile de imagine plate și fără utilizarea unor măsuri speciale, punctul de intersecție a razelor unui tub de imagine color se află la o distanță constantă de tunurile cu electroni, este necesar să ne asigurăm că acest punct este situat exact la suprafața măștii de umbră, altfel va apărea o nealiniere a celor trei componente de culoare ale imaginii, crescând de la centrul ecranului la marginile. Pentru a preveni acest lucru, fasciculele de electroni trebuie să fie corect polarizate. În tuburile de imagine cu un aranjament de pistoale în formă de deltă, acest lucru se realizează printr-un sistem electromagnetic special, controlat separat de un dispozitiv, care la televizoarele vechi era plasat într-un bloc separat - blocul de amestecare - pentru ajustări periodice. În tuburile de imagine cu un aranjament plan al pistoalelor, reglarea se face cu ajutorul magneților speciali aflați pe gâtul tubului de imagine. De-a lungul timpului, în special pentru tuburile de imagine cu un aranjament în formă de delta de tunuri de electroni, convergența este perturbată și necesită o ajustare suplimentară. Majoritatea companiilor de reparații de calculatoare oferă un serviciu de reconvergență a monitorului.
Demagnetizarea
Necesar în tuburile de imagine color pentru a elimina magnetizarea reziduală sau aleatorie a măștii de umbră și a ecranului electrostatic care afectează calitatea imaginii. Demagnetizarea are loc ca urmare a apariției în așa-numita buclă de demagnetizare - o bobină flexibilă în formă de inel de diametru mare situată pe suprafața kinescopului - un impuls de câmp magnetic amortizat alternativ rapid. Pentru a vă asigura că acest curent scade treptat după pornirea televizorului, se folosesc termistori. Multe monitoare, pe lângă termistori, conțin un releu care, la finalizarea procesului de demagnetizare a kinescopului, oprește alimentarea acestui circuit, astfel încât termistorul să se răcească. După aceasta, puteți folosi o cheie specială sau, mai des, o comandă specială din meniul monitorului, pentru a declanșa acest releu și pentru a efectua o demagnetizare repetată în orice moment, fără a opri și a porni alimentarea monitorului.
Trinescop
Un triscop este un design format din trei tuburi de imagine alb-negru, filtre de lumină și oglinzi translucide (sau oglinzi dicroice care combină funcțiile oglinzilor și filtrelor translucide), utilizate pentru a obține o imagine color.
Aplicație
CRT-urile sunt utilizate în sistemele de formare a imaginilor raster: diverse tipuri de televizoare, monitoare și sisteme video. CRT-urile oscilografice sunt utilizate cel mai des în sistemele de afișare a dependențelor funcționale: osciloscoape, wobuloscoape, de asemenea, ca dispozitiv de afișare la stațiile radar, în dispozitive cu destinație specială; în anii sovietici au fost folosite și ca ajutoare vizuale în studiul proiectării dispozitivelor cu fascicul de electroni în general. CRT-urile de imprimare a caracterelor sunt utilizate în diverse echipamente speciale.
Desemnare și marcare
Desemnarea CRT-urilor interne constă din patru elemente:
- Primul element: un număr care indică diagonala dreptunghiului sau diametrul ecranului rotund în centimetri;
- Al doilea element: scopul CRT, în special, LC - kinescop de televiziune, LM - kinescop monitor, LO - tub oscilografic;
- Al treilea element: un număr care indică numărul de model al unui tub dat cu o diagonală dată;
- Al patrulea element: o literă care indică culoarea strălucirii ecranului, în special, C - culoare, B - strălucire albă, I - strălucire verde.
În cazuri speciale, la denumire poate fi adăugat un al cincilea element, care conține informații suplimentare.
Exemplu: 50LK2B - kinescop alb-negru cu diagonala ecranului de 50 cm, al doilea model, 3LO1I - tub osciloscop cu diametrul ecranului verde de 3 cm, primul model.
Efectele sanatatii
Radiatie electromagnetica
Această radiație este creată nu de cinescopul în sine, ci de sistemul de deviere. Tuburile cu deflexie electrostatică, în special osciloscoapele, nu o emit.
În tuburile de imagine monitor, pentru a suprima această radiație, sistemul de deviere este adesea acoperit cu cupe de ferită. Tuburile de imagine televizoare nu necesită o astfel de ecranare, deoarece privitorul stă de obicei la o distanță mult mai mare de televizor decât de monitor.
Radiații ionizante
CRT-urile conțin două tipuri de radiații ionizante.
Primul dintre acestea este fasciculul de electroni în sine, care este în esență un flux de particule beta cu energie scăzută (25 keV). Această radiație nu scapă în exterior și nu reprezintă un pericol pentru utilizator.
A doua este radiația de raze X bremsstrahlung, care apare atunci când ecranul este bombardat cu electroni. Pentru a reduce emisia acestei radiații la niveluri complet sigure, sticla este dopată cu plumb (vezi mai jos). Cu toate acestea, în cazul unei defecțiuni a televizorului sau a monitorului, care duce la o creștere semnificativă a tensiunii anodului, nivelul acestei radiații poate crește la niveluri vizibile. Pentru a preveni astfel de situații, unitățile de scanare a liniilor sunt echipate cu unități de protecție.
În televizoarele color interne și străine produse înainte de mijlocul anilor 1970, pot fi găsite surse suplimentare de radiație cu raze X - triode de stabilizare conectate în paralel cu kinescopul și utilizate pentru a stabiliza tensiunea anodului și, prin urmare, dimensiunea imaginii. Televizoarele Raduga-5 și Rubin-401-1 folosesc triode 6S20S, iar primele modele ULPTsT folosesc GP-5. Deoarece sticla recipientului unei astfel de triode este mult mai subțire decât cea a unui cinescop și nu este dopată cu plumb, este o sursă de radiații cu raze X mult mai intensă decât cinescopul în sine, așa că este plasat într-un oțel special. ecran. În modelele ulterioare de televizoare ULPTST, se folosesc alte metode de stabilizare a tensiunii înalte, iar această sursă de radiație cu raze X este exclusă.
Pâlpâi
Monitor Mitsubishi Diamond Pro 750SB (1024x768, 100 Hz), filmat la viteza obturatorului de 1/1000 s. Luminozitatea este artificial ridicată; arată luminozitatea reală a imaginii în diferite puncte de pe ecran.
Fasciculul unui monitor CRT, formând o imagine pe ecran, face ca particulele de fosfor să strălucească. Înainte ca următorul cadru să se formeze, aceste particule au timp să iasă, astfel încât să puteți observa „pâlpâirea ecranului”. Cu cât este mai mare rata de cadre, cu atât pâlpâirea este mai puțin vizibilă. Frecvența scăzută duce la oboseala ochilor și dăunează sănătății.
Pentru majoritatea televizoarelor bazate pe un tub catodic, 25 de cadre se schimbă în fiecare secundă, ceea ce, ținând cont de scanarea întrețesată, este de 50 de câmpuri (jumătate de cadre) pe secundă (Hz). În modelele moderne de televizoare, această frecvență este crescută artificial la 100 de herți. Când lucrați în spatele unui monitor, pâlpâirea este simțită mai puternic, deoarece distanța de la ochi la kinescop este mult mai mică decât atunci când vă uitați la televizor. Rata minimă de reîmprospătare recomandată a monitorului este de 85 hertzi. Modelele timpurii de monitor nu permit lucrul cu o frecvență de scanare mai mare de 70-75 Hz. Pâlpâirea unui CRT poate fi observată în mod clar cu vederea periferică.
Imagine neclară
Imaginea de pe un tub catodic este neclară în comparație cu alte tipuri de ecrane. Imaginile neclare sunt considerate a fi unul dintre factorii care contribuie la oboseala ochilor utilizatorului.
În prezent (2008), în sarcinile care nu sunt solicitante în ceea ce privește reproducerea culorilor, din punct de vedere ergonomic, monitoarele LCD conectate printr-un conector digital DVI sunt cu siguranță de preferat.
Tensiune înaltă
Un CRT folosește tensiune înaltă pentru a funcționa. Tensiunea reziduală de sute de volți, dacă nu sunt luate măsuri, poate rămâne pe CRT-uri și circuite de cablare timp de săptămâni. Prin urmare, la circuite se adaugă rezistențe de descărcare, ceea ce face televizorul complet sigur în câteva minute după oprire.
Contrar credinței populare, tensiunea anodului unui CRT nu poate ucide o persoană din cauza puterii scăzute a convertorului de tensiune - va exista doar o lovitură vizibilă. Cu toate acestea, poate fi, de asemenea, fatal dacă o persoană are defecte cardiace. De asemenea, poate provoca vătămări, inclusiv moartea, indirect atunci când o persoană își retrage mâna și atinge alte circuite din televizor și monitor care conțin tensiuni extrem de care pun viața în pericol - care sunt prezente la toate modelele de televizoare și monitoare care folosesc CRT-uri.
Substante toxice
Orice dispozitiv electronic (inclusiv CRT) conține substanțe dăunătoare sănătății și mediului. Printre acestea: sticlă de plumb, compuși de bariu în catozi, fosfor.
Din a doua jumătate a anilor 60, partea periculoasă a tubului de imagine a fost acoperită cu un bandaj metalic special antiexploziv, realizat sub forma unei structuri ștanțate integral din metal sau înfășurat în mai multe straturi de bandă. Un astfel de bandaj elimină posibilitatea unei explozii spontane. Unele modele de tuburi de imagine au folosit în plus o folie de protecție pentru a acoperi ecranul.
În ciuda utilizării sistemelor de protecție, nu este exclus ca oamenii să fie răniți de schije atunci când un kinescop este spart în mod deliberat. În acest sens, la distrugerea acestuia din urmă, pentru siguranță, extensia este mai întâi spartă - un tub de sticlă tehnologic la capătul gâtului sub o bază de plastic, prin care aerul este pompat în timpul producției.
CRT-urile de dimensiuni mici și tuburile de imagine cu un diametru sau o diagonală a ecranului de până la 15 cm nu reprezintă un pericol și nu sunt echipate cu dispozitive antiexplozive.
Mulți dintre noi își amintesc încă de acele vremuri recente când monitoarele cu tub catodic (CRT) erau folosite pentru a prezenta vizual informațiile pe un computer, iar televizoarele CRT pot fi încă găsite în aproape fiecare casă. Cu toate acestea, era tuburilor de imagine a ajuns la sfârșit și au fost înlocuite cu ecrane cu cristale lichide și plasmă mai avansate. Dezavantajul acestui progres a fost un număr neobișnuit de mare de monitoare și televizoare CRT inutile. Potrivit unor estimări, de la câteva mii la un milion de monitoare și televizoare sunt aruncate în fiecare an în diferite țări, iar cantitatea totală de echipamente învechite care este încă depozitată în casele proprietarilor se poate ridica la milioane. Se preconizează că fluxul acestor „deșeuri electronice” se va usca abia în 2020-2025. Cu toate acestea, principala problemă este că tuburile de imagine necesită o eliminare specială.
Pentru a răspunde la această întrebare, să ne uităm la designul tehnologiei CRT și a kinescopului în sine, precum și la materialele care sunt folosite pentru a-l realiza.
Componentele principale ale unui monitor de computer sau televizor sunt un tub de imagine, o carcasă din plastic, plăci de circuite imprimate, fire, un sistem de deviere și elemente de protecție. Kinescopul reprezintă aproximativ două treimi din fracția de masă a întregului monitor sau televizor, așa cum se poate vedea din diagrama circulară de mai jos.
Compoziția fracționată a unui monitor CRT sau TV
La rândul lor, principalele elemente structurale ale unui cinescop sunt un CRT, un con, un ecran și un ecran magnetic intern cu o mască.
Reprezentarea schematică simplificată a unui kinescop
Compoziția fracțională a kinescopului în procente de masă este următoarea:
Compoziția fracționată a kinescopului
Suprafața interioară a ecranului este acoperită cu patru straturi. Primul strat este un strat de carbon cu diverși aditivi de suprafață. Al doilea strat formează un strat de fosfor, pe care se aplică un strat asemănător cerii pentru a nivela și a proteja suprafața. Acoperirea din aluminiu formează un al patrulea strat, aplicat pentru a spori luminozitatea. În cazul unui con cinescop, partea interioară este acoperită cu un strat de oxid de fier, iar partea exterioară este acoperită cu grafit. Ecranul și conul kinescopului sunt conectate între ele folosind ciment de sticlă.
Este cunoscut faptul că cinescopul este realizat din sticlă, a cărei compoziție chimică variază în funcție de funcțiile îndeplinite de elementele kinescopului. Una dintre funcțiile principale ale sticlei este protecția împotriva razelor X. Pentru a face acest lucru, aproximativ 34% în greutate PbO este de obicei introdus în sticla pistolului cu electroni. O cantitate puțin mai mică de oxid de plumb conține conul kinescopului (22% în greutate PbO). În cazul unui ecran kinescopic, sticla acestuia este special făcută mai groasă pentru a absorbi razele X periculoase. În plus, această sticlă trebuie să aibă proprietăți optice bune, deci este fabricată din sticlă de bariu-stronțiu (absoarbe razele X de aproximativ o dată și jumătate mai rău decât sticla cu plumb). Rețineți că ecranele televizoarelor color produse înainte de 1995 foloseau sticlă care conținea până la 5% în greutate PbO. Cu toate acestea, datorită eforturilor Asociației Centrale Germane a Industrielor Electrice și Electronice (ZVEI) de a crește reciclarea tuburilor de imagine, majoritatea producătorilor au trecut complet la producerea de ecrane fără utilizarea oxidului de plumb din 1996. Acest exemplu nu a fost urmat de producătorii americani Corning și Corning Asahi Video (Thompson RCA a schimbat în 1998).
La televizoarele alb-negru, ecranul și conul tubului de imagine sunt realizate din același tip de sticlă, care, de regulă, conține până la 4% în greutate PbO. Această diferență în compoziția chimică a sticlei diferitelor tipuri de televizoare se datorează radiațiilor X mai puternice în televizoarele color, datorită creșterii tensiunii de accelerare la 20-30 kV față de 10-20 kV pentru un televizor alb-negru. Compoziția chimică medie a sticlei kinescopice este prezentată în tabelul de mai jos (în funcție de producător, compoziția sticlei poate varia ușor).
După cum probabil că cititorul a ghicit deja, principalul pericol pentru mediu este oxidul de plumb, care face parte din sticla cinescopului. Cantitatea de oxid de plumb dintr-un tub de imagine depinde de dimensiunea acestuia și poate varia de la 0,5 la 2,9 kg, măsurătorile crescând de la 13 la 32 de inci, respectiv.
Conținutul de oxid de plumb(II) în funcție de dimensiunea kinescopului
O caracteristică specială a acestor ochelari este că ionii de plumb sunt îndepărtați relativ ușor din sticlă și pătrund în mediul înconjurător. De exemplu, dacă un kinescop nu este eliminat în mod corespunzător, ionii de plumb pot fi levigați de acizii organici care se formează într-un depozit de deșeuri menajere. Dintre toate componentele cinescopului care conțin plumb, cimentul de sticlă este cel mai ușor de levigat.
Plumbul, ca și compușii săi, este un toxic cu efect cumulativ pronunțat, provocând modificări ale sistemului nervos, sângelui și vaselor de sânge. Această împrejurare implică necesitatea eliminării adecvate a tuburilor de imagine prin îngroparea lor în gropi speciale de gunoi sau prin reciclare.
Să luăm în considerare metodele existente pentru reciclarea tuburilor de imagine.
De obicei, procesul de reciclare începe cu demontarea manuală a televizoarelor sau a monitoarelor de computer. În timpul acestei operațiuni se demontează carcasa, plăcile cu circuite imprimate, difuzoarele, firele, carcasa metalică de protecție, sistemul de deviere și pistolul de electroni. De asemenea, din motive de siguranță, în timpul acestei operațiuni, vidul este eliberat din cinescop făcând o gaură la locul ieșirii de înaltă tensiune sau prin gâtul pistolului cu electroni. Clema de protecție de fier de peste conexiunea dintre conul cinescopului și ecran este, de asemenea, tăiată. Toate aceste componente sunt trimise pentru procesare ulterioară. Ca urmare, rămâne doar un cinescop, care trebuie împărțit într-un con și un ecran datorită compoziției lor chimice diferite, ceea ce este important pentru eliminarea ulterioară.
În practică, separarea conului și a ecranului se realizează cel mai adesea folosind un ferăstrău cu diamant, un fir de nicrom fierbinte sau un laser. După aceasta, ecranul magnetic intern cu o mască este îndepărtat din tubul de imagine tăiat, iar ecranul în sine este trimis într-o cameră în care fosforul este colectat folosind un aspirator (îngropat într-un depozit special). Astfel, producția este de două tipuri de sticlă - plumb și bariu-stronțiu.
Acest proces este prezentat în videoclipul de mai jos.
Există, de asemenea, o metodă ușor diferită pentru separarea paharelor cu plumb și bariu-stronțiu. Această metodă constă în următoarele operații tehnologice: zdrobirea tuburilor de imagine, separarea fracției magnetice, îndepărtarea mecanică a straturilor, spălarea sticlei cu apă, uscarea și, în final, separarea în plumb, bariu-stronțiu și sticlă mixtă cu ajutorul analizoarelor speciale (X- fluorescență cu raze sau ultraviolete) și pistoale cu aer . Rețineți că în această tehnologie, apa este folosită într-un ciclu închis, iar cantitatea de deșeuri este de 0,5% (praf de sticlă, fosfor, acoperiri). Această metodă de separare a sticlei este utilizată de Swissglas AG (Elveția), RTG GmbH (Germania), SIMS (Marea Britanie).
Să trecem acum la cea mai importantă problemă - eliminarea sticlei de plumb și bariu-stronțiu. Până de curând, acești ochelari erau trimiși în principal fabricilor pentru fabricarea de noi tuburi de imagine. Cu toate acestea, odată cu apariția ecranelor cu cristale lichide și cu plasmă, producția de tuburi de imagine a încetat, ceea ce a făcut ca această metodă de procesare să fie practic irelevantă. Cu toate acestea, există trei întreprinderi în China (Shaanxi IRICO Electronic Glass, Henan AnCai Hi-Tech și Henan AnFei Electronic Glass) care pot folosi până la 100 de mii de tone de sticlă pe an, ceea ce reprezintă doar o mică parte din total (5,2 milioane de euro). tone conform unui raport de la Universitatea Qinghua).
Trebuie remarcat faptul că sticla de bariu-stronțiu și-a găsit aplicație în producția de materiale de construcție datorită capacității scăzute de leșiere a ionilor de bariu și stronțiu, a căror concentrație nu depășește standardele admise. Prin urmare, în continuare vom vorbi doar despre eliminarea sticlei cu plumb.
Astăzi, singura și cea mai răspândită metodă de prelucrare a sticlei cu plumb este utilizarea acesteia ca material reciclabil pentru a obține plumb. În acest scop se folosesc cuptoare metalurgice de topire a plumbului, în care fluxul este înlocuit parțial cu sticlă de plumb. Cu toate acestea, numărul de cuptoare care utilizează sticlă cu plumb în procesul lor tehnologic este destul de mic în întreaga lume. De exemplu, Doe Run (SUA), Xstrata și Teck Cominco (Canada), Boliden Rönnskär Smelter (Suedia), Metallo-Chimique (Belgia).
Datorită numărului mic de cuptoare și a costului ridicat al transportului materialelor reciclabile la acestea, acest lucru a însemnat că era mai ușor să trimiteți sticla cu plumb la o groapă de gunoi. Cu toate acestea, unele companii de reciclare a deșeurilor electronice au ales o cale diferită.
De exemplu, pentru a rezolva această problemă, SWEEEP Kuusakoski Ltd. (Marea Britanie), împreună cu Nulife Glass, Universitatea din Sheffield și Universitatea Aalto au dezvoltat și lansat un cuptor pentru producerea plumbului din sticlă pe 30 noiembrie 2012. Cuptorul este încălzit cu energie electrică, iar materia primă este sticlă de plumb pre-zdrobită (fărâmituri de până la 3 mm) amestecată cu un agent reducător. După procesul de reducere la 1200 o C, rezultă granule de plumb și sticlă. Acest cuptor poate procesa până la 10 tone de sticlă sau până la 2 mii de televizoare mari pe zi.
Raport de la ceremonia de deschidere
De asemenea, au fost propuse metode alternative pentru eliminarea sticlei cu plumb. În general, toate se rezumă la ideea de a folosi sticla pentru fabricarea materialelor de construcție (spumă de sticlă, de exemplu) sau ca aditiv la materiale de construcție precum cărămidă, beton, ciment, plăci decorative etc. Materiale de construcție cu un conținut ridicat de sticlă de plumb poate fi folosită pentru a proteja împotriva radiațiilor X. S-a propus, de asemenea, ca sticla cu plumb să fie folosită în industria ceramicii pentru a crea glazuri care sunt rezistente la levigare.
Principalul dezavantaj al materialelor de construcție cu aditivi pentru sticlă cu plumb este reducerea proprietăților lor mecanice. În plus, rezultatele testelor de filtrare au arătat că concentrația ionilor de plumb în majoritatea cazurilor depășește standardele admise (conform standardelor americane, concentrația ionilor de plumb nu trebuie să depășească 5 mg/l). De asemenea, menționăm că în multe țări utilizarea substanțelor toxice în materialele de construcție este interzisă prin lege.
Problema de mai sus poate fi rezolvată prin tratarea chimică specială a sticlei, a cărei esență este leșierea preliminară a plumbului. În această metodă, levigarea se efectuează de obicei folosind acid azotic timp de o oră, urmată de spălarea și uscarea sticlei zdrobite. În continuare, produsele de levigare sunt trimise la o fabrică chimică pentru prelucrare ulterioară, iar așchiile de sticlă rezultate pot fi folosite în materiale de construcție. Această metodă de reciclare a sticlei cu plumb este utilizată în Hong Kong.
În concluzie, trebuie spus că problema reciclării televizoarelor și monitoarelor CRT vechi va fi relevantă cel puțin pentru următorul deceniu. Situația cu rezolvarea acestei probleme poate diferi semnificativ în diferite țări ale lumii, ceea ce se datorează în primul rând lipsei sau prezenței tehnologiilor și întreprinderilor de procesare, sprijinului guvernamental și culturii de reciclare. În țările CSI, precum și în Ucraina, se poate spune că situația în acest sens este deprimantă. În doar câteva cazuri, tuburile de imagine ajung în gropile de gunoi speciale și nu se poate decât să viseze să le recicleze.
Monitoarele care există astăzi diferă în ceea ce privește designul, dimensiunea diagonalei ecranului, rata de reîmprospătare a imaginii, standardele de protecție și multe altele. Primele monitoare cu raze catodice au fost vector. În acest tip de monitor, un fascicul de electroni creează linii pe ecran deplasându-se direct de la un set de coordonate la altul. Din acest motiv, nu este nevoie să împărțiți ecranul în pixeli. Mai târziu, au apărut monitoare cu scanare raster. În ele, un fascicul de electroni scanează ecranul de la stânga la dreapta și de sus în jos, acoperind de fiecare dată întreaga suprafață a ecranului. Următorul pas în dezvoltarea monitoarelor cu fascicul de electroni a fost o imagine color, pentru a obține căreia a fost necesar să se folosească nu unul, ci trei fascicule de electroni. Fiecare dintre ele a evidențiat anumite puncte de pe suprafața afișajului.
Aceste monitoare sunt cele mai utilizate pe scară largă.
Monitoarele CRT au propriile lor caracteristici care fie îmbunătățesc, fie degradează experiența cu computerul. Una dintre principalele caracteristici ale unui astfel de monitor este rata de reîmprospătare a ecranului. Pentru monitoarele cu raze catodice, o rată de reîmprospătare a ecranului de 85 Hz este considerată suficientă. Această valoare arată de câte ori pe secundă va fi actualizată imaginea de pe ecran. Dacă această viteză este mică, atunci ochii încep să prindă pâlpâirea ecranului și din această cauză obosesc rapid. Cea mai bună rată de reîmprospătare a ecranului este considerată a fi 100Hz dacă este mai mare, atunci ochiul uman nu mai percepe diferența dintre 100Hz și 200Hz. Rezoluția ecranului este, de asemenea, foarte importantă pentru lucrul cu un computer. La urma urmei, dacă rezoluția este prea mică, atunci pictogramele de pe ecran sunt foarte mari și nu se potrivesc pe afișaj, iar dacă rezoluția este prea mare, atunci pictogramele și semnele sunt prea mici. Din această cauză, ochii obosesc repede. Mai jos este un tabel cu rezoluțiile recomandate și maxime.
*Rezoluția arată câte puncte sunt situate pe verticală și câte pe orizontală. Există 800 de puncte pe orizontală și 600 pe verticală.
Există, de asemenea, încă un parametru de monitor - acesta este „pasul de mască” sau „granul”. Faptul este că la monitoare și televizoare color, interiorul ecranului este acoperit cu particule minuscule de fosfor de trei culori - roșu, verde și albastru. Trei particule adiacente formează o triadă. Dacă ne uităm la un ecran care strălucește cu lumină albă printr-o lupă, vom vedea că particulele de trei culori sunt de fapt strălucitoare, fuzionând în alb. Toate celelalte culori sunt obținute datorită triadei și intensității strălucirii lor, de exemplu, dacă doar elementele roșii și verzi ale triadei strălucesc, atunci vedem galben. Pentru a controla strălucirea elementelor individuale ale triadei, sunt utilizate trei fascicule de electroni, care circulă în jurul tuturor triadelor la o frecvență de baleiaj. Pentru ca fiecare rază să-și lovească exact elementul triad, deasupra stratului de fosfor al ecranului este plasată o grilă specială, pe care raza este deviată exact către elementul său triad.
Ca urmare, vedem că ecranul unui monitor color, spre deosebire de unul monocrom, unde stratul de fosfor este continuu și uniform, are o structură granulată. Dimensiunea acestor „granule” determină cât de clară va fi imaginea - cu cât „granulele” sunt mai mici, cu atât imaginea este mai clară și invers. Primele monitoare color au avut o dimensiune a granulelor de 0,42 mm. Odată cu apariția modurilor grafice de înaltă rezoluție, a devenit imposibilă utilizarea unor astfel de monitoare: detaliile mici, de exemplu, dungi verticale subțiri, au început să se ondulați și să strălucească cu toate culorile curcubeului. Mai târziu, au apărut tuburi cu un „granul” de 0,31 mm și apoi 0,28 mm. Astăzi, cea mai obișnuită valoare este 0,27 mm, dar modelele mai scumpe folosesc tuburi cu granulație și mai fină - 0,2-0,24 mm.
Un parametru foarte important al monitorului este siguranța. Dacă nu s-ar aplica măsuri speciale de siguranță, monitorul ne-ar răsplăti cu diverse radiații dăunătoare sănătății. Tubul catodic al monitorului produce, de exemplu, raze X. Dar la monitoarele moderne este nesemnificativ, deoarece este ecranat în mod fiabil. Dar destul de recent au fost la vânzare o mulțime de ecrane de protecție, ceea ce pentru monitoarele vechi nu este deloc un lux, ci un mijloc de protecție. Ca orice dispozitiv electric, monitorul creează și radiații electromagnetice. În plus, creează și un câmp electrostatic, care ajută la depunerea prafului pe față, gât și mâini. Acest lucru poate provoca reacții alergice la oameni. Din fericire, protecția împotriva acestor efecte nocive a devenit acum mai avansată, deoarece au fost adoptate o serie de standarde. Dacă monitorul are o inscripție sau un autocolant TSO 95, TSO 99, TSO 03, atunci poți lucra cu el fără teamă pentru sănătatea ta (în limite rezonabile). Astăzi, standardele din 1995-99 sunt deja depășite, iar cel mai sigur este standardul TSO 03 (2003).
Pentru prima dată, nivelul de radiație electromagnetică a fost limitat la limite care sunt sigure pentru oameni în standardul MPR II. În următoarele standarde au fost strânse. Pornind de la standardul TCO 95, monitorului se impun cerințe de mediu și ergonomie. Începând cu standardul TCO 99, se impun cerințe stricte și asupra calității imaginii în ceea ce privește luminozitatea, contrastul, pâlpâirea și proprietățile stratului antireflex al ecranului. Monitorul trebuie să poată regla parametrii imaginii. În plus, monitorul trebuie să respecte standardele europene de siguranță la incendiu și electricitate. O altă caracteristică a monitoarelor CRT este non-convergența. Acest termen se referă la devierea fasciculelor de electroni roșii și albaștri față de verdele de centrare. Această abatere previne culorile pure și imaginile clare. Există ignoranță statică și dinamică. Neconvergența statică este o nepotrivire a trei culori pe întreaga suprafață a ecranului, care apare de obicei din cauza unei erori în asamblarea tubului catodic. Non-convergența dinamică este neconvergența a trei culori la margini și a unei imagini clare în centru. De asemenea, importantă într-un monitor este acoperirea ecranului și forma ecranului (sferică sau plată, care distorsionează mai puțin imaginea). Ecranele monitoarelor cu raze catodice pot avea diferite acoperiri care îmbunătățesc calitatea imaginii și proprietățile de consum ale monitorului. Monitoarele cu raze catodice de astăzi sunt dispozitive destul de avansate și ieftine. Au luminozitate și contrast excelente ale imaginii, preț scăzut și, prin urmare, disponibilitate. Dar au și dezavantaje. Acestea sunt greutăți și dimensiuni destul de mari, consum semnificativ de energie și radiații nocive.
Alegerea unui monitor nu este o sarcină atât de ușoară. Un simplu muritor poate deveni cu ușurință confuz de nenumăratele tehnologii diferite: shadow mask, Trinitron, DiamondTron, Chromaclear. Fiecare companie își propune să își proclame tehnologia ca fiind cea mai bună, dar prin ce sunt de fapt diferite? Să ne dăm seama. Fiecare tehnologie enumerată folosește o cale diferită pentru ca fasciculele de electroni să lovească ecranul sau, mai precis, o mască pe care fasciculul de electroni trebuie să o depășească. Nu există o tehnologie ideală sau cea mai bună, fiecare are avantajele și dezavantajele sale, atât în ceea ce privește prețul, cât și calitatea imaginii. Un kinescop poate fi evaluat folosind dimensiunea granulelor (distanța dintre fiice, pasul punctelor), dar trebuie să știți exact ce se ascunde în spatele figurilor propuse. De exemplu, un monitor cu granulație 0,25 nu are neapărat o claritate mai bună a imaginii decât un monitor cu „doar” 0,27. Prin urmare, deși granulația indică distanța dintre două puncte de pe ecran, tehnologii diferite măsoară această distanță în mod diferit. Unii măsoară în diagonală, alții măsoară orizontal.
Vă rugăm să rețineți că un factor cheie în calitatea monitorului este gama disponibilă de rate de reîmprospătare orizontale. Putem împărți monitoarele în cinci clase în funcție de dimensiunea scanării orizontale, fiecare indicând rata optimă de reîmprospătare la rezoluția optimă.
85 kHz = 1024 x 768 la 85 Hz
95 kHz = 1280 x 1024 @ 85 Hz
107 kHz = 1600 x 1200 @ 85 Hz
115 kHz = 1600 x 1200 @ 92 Hz
125 kHz = 1856x1392 @ 85 Hz
Tehnologii
Toate monitoarele CRT au un element comun - un tub catodic, care, de fapt, le-a dat monitoarelor numele. Tubul este umplut cu vid și conține mai multe elemente. Catodul din spate emite electroni atunci când este încălzit. Tunul de electroni „trage” electroni spre anod, astfel încât un flux de electroni se deplasează din spatele kinescopului către ecran. În acest caz, un flux de electroni trece prin două bobine care direcționează fasciculul. O bobină este responsabilă pentru deformarea verticală, cealaltă pentru deformarea orizontală. Deci, după cum puteți vedea, tubul nu are părți mobile, ceea ce garantează durabilitatea. Dacă monitorul este color, atunci folosește trei tunuri cu electroni, fiecare dintre ele responsabil pentru propria sa culoare - roșu, albastru sau verde. Această tehnologie se numește tehnologie de culoare aditivă. Semitonurile de pe ecran sunt formate din trei culori, în funcție de intensitatea acestora. Strălucirea apare atunci când electronii lovesc particulele de fosfor de pe suprafața interioară a tubului. Particulele sunt foarte apropiate unele de altele, astfel încât trei particule de culori diferite sunt percepute de ochi ca un pixel.
Toate cele de mai sus sunt valabile pentru toți producătorii, cu toate acestea, în continuare, când luăm în considerare masca, diferențele sunt relevate.
Mască de umbră
Tehnologia măștilor de umbră este utilizată la televizoarele obișnuite și la unele monitoare. Raza fiecărui pistol trece printr-o foaie de metal care conține mii de găuri rotunde mici. În spatele fiecărei găuri se află particule de fosfor. Distanța dintre catod și centrul plăcii este mai mică decât distanța dintre catod și marginea plăcii. Prin urmare, are loc efectul de supraîncălzire a centrului plăcii, ceea ce duce la expansiune neuniformă și interferențe vizuale. Cu toate acestea, producătorii au găsit o soluție la această problemă. Masca din astfel de monitoare este acum făcută din invar, un aliaj de nichel și oțel, care practic nu este supus expansiunii termice. Masca Invar îmbunătățește calitatea vizuală și previne apariția unei pete plictisitoare în centrul ecranului.
Principala problemă a unui astfel de sistem este suprafața mare ocupată de masca de umbră. Masca absoarbe un număr mare de electroni și, în consecință, ecranul emite mai puțină lumină. De exemplu, imaginea de aici va fi mai întunecată decât pe un monitor cu tub Trinitron. Unii producători au îmbunătățit tehnologia și au adăugat un filtru în spatele fiecărei particule de fosfor (notați aici Toshiba Microfilter, Panasonic RCT și ViewSonic SuperClear). Filtrul funcționează astfel: trece fasciculul (produs de electroni) într-o direcție și, în același timp, captează lumina exterioară. În același timp, culoarea rămâne pură, iar luminozitatea strălucirii crește.
Tehnologia Shadow mask este mai ieftină decât altele, nu este foarte eficientă, dar este destul de potrivită pentru monitoarele de computer obișnuite. Este, de asemenea, bun pentru lucrările grafice, deoarece produce culori realiste.
Trinitron
| Citeste si: Nokia 446PRO și 445PRO Philips 107P EIZO FlexScan T761 Sony CPD-G400 |
Sony a început să dezvolte tehnologia Trinitron încă din 1968, deși la acel moment era destinată televizoarelor. În 1980, tehnologia a fost testată pe monitoare de computer CRT. Principiul de funcționare a rămas neschimbat - în loc să grupeze particulele de fosfor la vârfurile unui triunghi, acestea au fost aliniate în linii verticale solide de diferite culori. Masca de umbră a fost înlocuită cu o altă mască, în care, în loc de găuri, s-au făcut dungi verticale continue. Elementele opace ale măștii ocupă o suprafață mai mică în comparație cu tehnologia anterioară, rezultând imagini mai luminoase și mai clare.
Singura problemă este că masca este formată în esență din mii de fire mici care trebuie să fie bine întinse și asigurate. Prin urmare, două fire orizontale ale amortizorului sunt adăugate tubului Trinitron, întinse de la o margine la cealaltă a ecranului. Firele amortizoare împiedică masca să vibreze și să se întindă atunci când este încălzită (într-o oarecare măsură, desigur). Dar, ca urmare, pe un astfel de monitor puteți observa cu ușurință aceste fire pe un fundal deschis. Unii utilizatori consideră acest lucru enervant, în timp ce altora, dimpotrivă, le place să deseneze linii orizontale de-a lungul lor ca o riglă. În plus, ochii tăi se obișnuiesc rapid cu aceste întârzieri și este puțin probabil să le observi deloc. Numărul de întârzieri depinde de dimensiunea ecranului (sau, mai precis, de dimensiunea măștii). Pe ecranele mai mici de 17"" se folosește un fir, pe 17"" și dimensiuni mai mari sunt două. Deci, cele trei avantaje ale lui Trinitron sunt: disipare redusă a căldurii, luminozitate și contrast mai mari la aceeași putere și, bineînțeles, un ecran complet plat.
Doar două companii produc tuburi folosind tehnologia Trinitron - Sony (FD Trinitron) și Mitsubishi (DiamondTron). PerfectFlat de la ViewSonic este doar o mică adaptare a lui DiamondTron. Principala diferență dintre FD Trinitron și DiamondTron este că Sony folosește trei tunuri de electroni pentru trei culori de bază, în timp ce Mitsubishi folosește doar una. Această tehnologie este, de asemenea, asociată cu termenul „gritar cu deschidere”, deoarece marca Trinitron aparține Sony.
Mască de crevață
Nu așa, NEC și Pansonic au dezvoltat o nouă metodă, un hibrid masca de umbră/grilă de deschidere care combină ambele tehnologii pentru a obține beneficiile ambelor. Noua metodă a fost numită o mască cu slot și are atât fante verticale, cât și o mască de umbră rigidă (folosind o mască metalică reală, nu fire). Drept urmare, luminozitatea aici nu este la fel de mare ca în tehnologiile Trinitron, dar imaginea este mai stabilă. Monitoarele cu această tehnologie sunt fabricate în principal de NEC și Mitsubishi, folosind mărcile ChromaClear sau Flatron (Flat Tension Mask).Mască eliptică - Granulație îmbunătățită
Masca eliptică a fost dezvoltată de Hitachi, unul dintre cei mai influenți jucători de pe piața tuburilor pentru monitor, în 1987. Se numea EDP (Enhanced Dot Pitch - cereale îmbunătățite). Tehnologia diferă de Trinitron deoarece se concentrează mai mult pe îmbunătățirea performanței fosforului decât pe schimbarea măștii. Într-un tub cu o mască de umbră, trei particule de fosfor sunt situate la vârfurile unui triunghi echilateral. Astfel, acestea sunt distribuite uniform pe întreaga zonă de afișare. În EDP, Hitachi a redus distanța dintre particulele orizontale, astfel încât triunghiul a devenit un triunghi isoscel. Pentru a evita creșterea zonei acoperite de mască, particulele au formă eliptică. Principalul avantaj al EDP este reprezentarea corectă a liniilor verticale. Pe un monitor obișnuit cu o mască de umbră, puteți observa niște zig-zag în liniile verticale. EDP elimină acest efect și, de asemenea, îmbunătățește claritatea și luminozitatea imaginii.
Standarde de siguranță
Standardele de siguranță acceptate pentru monitor au evoluat destul de rapid. În 1990, a fost introdus un standard pentru reducerea emisiilor electrostatice, MPR2. În 1990, Asociația Sindicală din Suedia a lansat standardul TCO, care a fost ulterior dezvoltat și lansat ca TCO92, TCO95 și TCO99. Standardul prevede confortul vizual, reciclarea monitoarelor învechite și utilizarea numai a unor compuși chimici inofensivi. TCO99 este cel mai recent standard și majoritatea monitoarelor îl respectă. Acesta prevede o frecvență minimă de baleiaj de 85 Hz (100 Hz recomandat), specifică gradul de reflexie al surselor de lumină externe și câmpul electromagnetic emis. Atât TCO95, cât și TCO99 asigură un contrast și luminozitate uniforme pe întreaga suprafață a ecranului.
Ce este puritatea?
Când se aplică monitoarelor CRT, puritatea se referă la culoare. Fiecare fascicul ar trebui, teoretic, să lovească o secțiune de fosfor de culoarea sa (una dintre cele trei de bază). Defectele de puritate a culorii sunt cauzate de raza greșită de la unul dintre pistoale. În acest caz, fasciculul nu va lovi numai o particulă de culoarea dorită, ci și una sau două particule învecinate. Ca rezultat, culoarea pixelilor va deveni incorectă. Astfel de defecte sunt cel mai bine detectate desenând o culoare pe întreaga suprafață a ecranului. Uneori se întâmplă ca în unul sau mai multe puncte culoarea roșie să aibă o nuanță ușor gălbuie sau roz, ceea ce înseamnă că fasciculul roșu este direcționat greșit și lovește zonele albastre sau verzi.
Pe un monitor cu o mască de umbră, apare adesea un defect de curățenie din cauza deformării rețelei rezultată din oboseala metalului (după utilizarea prelungită). Găurile din mască devin deformate sau alungite, făcându-le să nu mai direcționeze fasciculul de electroni la fel de eficient. O mască din invar este mai puțin susceptibilă la astfel de defecte.
Pe un monitor cu grila de deschidere apar defecte de claritate din doua motive - datorita unui soc mecanic puternic care misca masca, sau datorita actiunii unui camp electromagnetic extern. Cel din urmă motiv este adesea asociat cu câmpul electromagnetic natural al pământului. Din fericire, majoritatea monitoarelor de astăzi au ajustare a purității culorii.
echilibru alb
Problemele de balans de alb sunt adesea confundate cu defecte de puritate a culorii. Pe ecran apar zone de culori diferite. Cu toate acestea, în timp ce defectele de claritate se datorează faptului că armele nu sunt îndreptate corect, defectele de balans de alb apar din diferențele de luminozitate a culorilor de bază. De exemplu, dacă afișați culoarea albastră pe întregul ecran, atunci unele zone ale ecranului vor fi mai întunecate, altele mai deschise. Defectul apare din cauza diferențelor ușoare în forma sau calitatea unor particule de fosfor. De fapt, este foarte dificil să distribuiți uniform fosforul pe suprafața ecranului.
Moar
Există două tipuri de moire. Prima și cea mai comună apare pe monitoare cu mască de umbră. Datorită tehnologiei de producție a unor astfel de monitoare, pe ecran pot apărea valuri deosebite constând din zone întunecate și luminoase. Acest efect se datorează diferențelor de luminozitate dintre zonele învecinate. Cu cât pistoalele unui monitor sunt mai precise, cu atât este mai predispus la moire. Modificarea preciziei de țintire rezolvă problema, chiar dacă aceasta înseamnă reducerea preciziei.
Un exemplu de efect moire
Al doilea tip este moire de televiziune. Atât monitoarele cu mască de umbră, cât și cele cu grilă de deschidere sunt susceptibile la aceasta. Drept urmare, pe ecran apar zone întunecate și luminoase, aranjate într-un model de tablă. Acest defect este asociat cu o reglare slabă a ratei de reîmprospătare a fiecărui fascicul, precum și cu distribuția neuniformă a fosforului pe ecran.
Amestecarea
Convergența se referă la capacitatea a trei fascicule de electroni (RGB) de a atinge același punct de pe ecranul monitorului. Amestecarea corectă este foarte importantă deoarece monitoarele CRT funcționează pe principiul aditivității culorilor. Dacă toate cele trei culori au intensitate egală, pe ecran apare un pixel alb. Dacă nu există raze, pixelul este negru. Modificarea intensității uneia sau mai multor raze creează culori diferite. Defectele de convergență apar atunci când una dintre fascicule nu este sincronizată cu celelalte două și apare, de exemplu, ca umbre colorate lângă linii. Convergența incorectă poate fi cauzată de un deflector defect sau de plasarea incorectă a particulelor de fosfor pe ecran. Câmpul electromagnetic extern afectează și amestecarea.
Frecvență de actualizare
Rata de reîmprospătare se referă la numărul de afișări ale unei imagini pe secundă. Rata de reîmprospătare este exprimată în Hertzi (Hz), respectiv, cu o rată de reîmprospătare de 75 Hz, monitorul „rescrie” imaginea pe ecran de 75 de ori pe secundă. Vă rugăm să rețineți că cifra de 75 Hz nu a fost aleasă întâmplător, deoarece 75 Hz este considerat minim necesar pentru a afișa o imagine fără pâlpâire. Rata de reîmprospătare depinde de rata de scanare orizontală și de numărul de linii orizontale afișate (și, prin urmare, de rezoluția utilizată). Frecvența orizontală arată de câte ori fasciculul de electroni se deplasează de-a lungul unei linii orizontale, de la începutul acesteia până la începutul următoarei, pe secundă. Frecvența orizontală este exprimată în kiloherți (kHz). Un monitor de scanare orizontală de 120 kHz desenează 120.000 de linii pe secundă. Numărul de linii orizontale depinde de rezoluție, de exemplu, la o rezoluție de 1600x1200, sunt afișate 1200 de linii orizontale. Pentru a calcula timpul total de călătorie a unei raze pe suprafața ecranului, trebuie să țineți cont de timpul pe care îl parcurge raza când se întoarce de la punctul final al ecranului la punctul de început. Echivalează cu aproximativ 5% din timpul de randare a ecranului. Prin urmare, mai jos vom folosi un coeficient de 0,95.
Deci, pentru a calcula rata de reîmprospătare, puteți utiliza următoarea formulă:
Vf = frecvență orizontală / număr de linii orizontale x 0,95
De exemplu, un monitor cu o rată de scanare orizontală de 115 kHz la 1024x768 poate funcționa la o rată de reîmprospătare maximă de 142 Hz (115000/768 x 0,95).
Testare
| Sistem de testare | |
| CPU | Intel Celeron 800 MHz |
| Memorie | 256 MB PC100 |
| HDD | Western Digital 40 GB |
| CD ROM | Teac CD540E și Pioneer A105S |
| Placa video | ATI Radeon 7500 |
| Software | |
| DirectX | 8.0a |
| OS | Windows XP Professional |
În testare am folosit următoarele programe.
NTest pentru verificare:
- calibrarea monitorului;
- distorsiuni geometrice;
- prezența moireului;
- corectitudinea informatiilor;
- stabilitatea imaginii;
- claritatea imaginii;
- puritatea culorii;
- luminozitate si contrast.
Alte teste:
- vizualizarea imaginilor și a tabelelor de culori (gradații de roșu, verde, albastru și gri) pentru a determina calitatea afișajului color, precum și gama acestora;
- setari suplimentare pentru afisarea numarului maxim de nuante;
- Redare DVD video ("Brotherhood of the Wolf" și "Saving Private Ryan") și testare a jocurilor (Quake III Arena și Aquanox) pentru a testa calitatea într-un mediu de joc;
- testarea și cercetarea modurilor de meniu monitor (OSD).
NTest a fost folosit în mai multe rezoluții (1024x768, 1280x1024, 1600x1200) la 85 Hz pentru a testa modul în care monitoarele reacționează la modificările rezoluției. Și, de asemenea, să vă asigurați că nu există o optimizare electronică a monitorului pentru anumite rezoluții.
