Калькулятор онлайн диодов: Онлайн-калькулятор расчета резисторов для светодиодов

Содержание

Новинки светодиодных светильников для растений: преимущества светодиодов в агрономии. Мнение специалиста

Новинки светодиодных светильников для растений: преимущества светодиодов в агрономии. Мнение специалиста | Диод Систем

Расчет стоимости освещения

Ответить на 7 вопросов

Оптовый прайс-лист

Применение светодиодов для подсветки растений

В последнее десятилетие в сфере освещения растений и агрокомплексов произошла буквально научно-техническая революция, позволившая значительно повысить качество продукции значительно уменьшить ее себестоимость. В тепличные хозяйства на смену лампам ДНаТ пришли диодные лампы, действие которых основано на возможности искусственно выращенных кристаллов преобразовывать электрическую энергию в световую.

Интерес агро хозяйств, выращивающих растения в закрытом грунте, обусловлен следующими качествами светодиодных приборов:

  • Низкое электропотребление

    , позволяющее значительно снизить материальные затраты на обеспечение жизнедеятельности растений, осуществляя заметную экономию на расходных материалах.

  • Отсутствие нагрева у светодиодов, что дает возможность поддерживать в тепличных комплексах заданную температуру, полезную для растений, без затрат на дополнительную вентиляцию. Возможность устанавливать лампы близко к растениям.

  • Простота монтажа и отсутствие дополнительных приборов для подключения освещения к электрической сети.

  • Возможность подобрать для растений правильный спектр света, приближенный к оптимальным параметрам.

  • Стандартное питание от сети 220 Вольт практически исключает возможность пожара или возникновение аварийной ситуации.

  • Направленное излучение светового потока светодиодов не требует применения отражательных элементов в дополнение к лампе.

  • Длительный срок эксплуатации, превышающий на порядок использование аналогичных приборов с другим принципом действия.

  • Отсутствие требований к предварительной подготовке места установки.

  • Высокая экологичность, светодиодные приборы не содержат примесей вредных для здоровья человека веществ и утилизируются без применения специальных технологий.

Хорошая репутация светодиодных ламп для освещения растений зависит от принципиального подхода производителя к решению важнейших задач по регулированию обменных процессов растений.

Зависимость фотосинтеза от спектра

Для осуществления процесса фотосинтеза необходимо умело сочетать спектральный состав полученного света и количество лучей, получаемых растением.

Благоприятными для обменных процессов в организме растений являются лучи синего и красного спектров, остальные цвета спектра в результате данных произведенных исследований не показали себя эффективными для подсвечивания растений.

Синий спектр отвечает за рост растений в период вегетации и формирование зеленой массы, которая впоследствии обеспечивает правильное распределение запаса питательных веществ.

Красный спектр применяется в период цветения и закладки плодов и корнеплодов.

Кроме того, для разных растений требуется различное соотношение красной и синей составляющих спектра.

Именно светодиоды позволили производителя скомпоновать много функциональные LED светильники, сочетающие в себе сразу два блока, воздействующих на вегетативную систему и плодоношение.

Производители с мировым именем

В настоящее время в сфере производства светодиодного оборудования для теплиц и агрокомплексов, а также оборудования для домашнего досвечивания растений работают следующие известные бренды:

  • Филипс

  • Kessil

  • Хаббелл

  •  Osram

  • Gavita

  • Everlight

  • Illumitex

  • General Electric

  • Fionia

  • Ohmax 

  • Lumigrow

  • Helios Spektra АБ

  • Valoya

  • Cidly

Известные производители с каждым днем обращают все большее внимание на создание осветительной техники для повышения производительности в агрокомплексах по выращиванию растений для потребления человеком.

Новинки, представленные компаниями на рынке 

Периодически в англоязычных изданиях происходит освящение новых инновационных разработок известных брендов, связанных непосредственно с выращиванием растений в условиях защищенного грунта. Оснащение тепличных комплексов световыми приборами, собранными на основе светодиодов и светодиодных матриц становится все более популярным и востребованным. Выгоды использования в освещении светодиодных светильников почувствовали на своем кармане многие агрохолдинги и небольшие фермерские хозяйства по круглогодичному производству свежих овощей и зеленных культур.

Умелое сочетание синего и красного спектра в освещении производственных площадей при недостатке или отсутствии естественного освещения было и остается проблемой, которую необходимо решать. Недостаточное количество земель с благоприятным климатом, позволяющим выращивать культуры под открытым небом и быстрорастущим населением планеты, выводит для мирового сообщества на первый план задачу получения стабильных урожаев в закрытом грунте.

Компенсировать в полной мере недостаток или отсутствие солнечной энергии можно только при использовании светодиодной технологии.

Новое поколение светодиодов от немецкого производителя

Немецкая компания Osram Opto Semiconductors представила в начале 2020 года новое поколение светодиодов Oslon Square Hyper Red, предназначенных для использования в фитолампах и осветительных платформах для освещения производственных помещений для выращивания сельскохозяйственной продукции.

Вот как представители компании отзываются о своем новом продукте: «Рост населения в больших городах и общий рост населения земного шара предполагают увеличение производительности в условиях ограниченности сельскохозяйственных площадей. 

Светодиодное освещение является самой современной технологией, помогающей человеку увеличить отдачу с каждого квадратного метра используемой площади и снизить в несколько раз количество потребленной электрической энергии. Растения можно выращивать очень компактным способом, обеспечивая их потребности в освещении созданием благоприятного спектра светового потока. 

Светодиоды дают возможность получать высокую урожайность благодаря индивидуальному освещению для различных сортов или для развития определенных характеристик. Новое поколение световых приборов способствует повышению производительности светового оборудования и превосходит своими характеристиками ранее известные аналоги.

Там, где естественное освещение недостаточно, наши приборы являются самыми эффективными на сегодняшний день. В условиях короткого светового дня растения, как и люди испытывают усталость и истощение, нарушения в работе обменных процессов фотосинтеза могут значительно замедлить их рост и даже привести к гибели.

Новое поколение Oslon Square Hyper Red с длиной волны 660 Нм является флагманским продуктом в комплексном портфеле садоводства Osram Opto Semiconductors.

 Дополнительным источником извлечения прибыли при использовании наших светодиодов является увеличенный на 100000 часов срок службы по сравнению с приборами предыдущего поколения».

Таким образом, вскоре в продаже появится новый светодиод и осветительные приборы, собранные на его основе для тепличных комплексов. Модель обладает высоким КПД и мощностью фотонного потока, керамический корпус и кремнийорганические линзы делают работу светодиода надежной и безопасной.

Калькулятор освещения от известного бренда

Один из лидеров с мировым именем компания Lumileds представила калькулятор освещения, работающий в моментальном режиме. Для производителей светодиодных приборов такой калькулятор является бесценным инструментом, позволяющий рассчитывать оптимальные параметры для создания тепличного освещения. Подбор светодиодов и условий работы ламп значительно ускоряет работу над созданием новых светильников.

Светодиоды Lumileds LUXEON серии SunPlus систематизированы по PPF и длине волны и предоставляют возможность обеспечить получение максимальных урожаев и прибылей в парниковых вариантах агрокомплексов и в тепличных хозяйствах с вертикальной системой.

Калькулятор, работающий в онлайн-режиме, позволяет мгновенно провести тестовые расчеты множества вариантов, для досвечивания в процессе выращивания тепличных культурных растений, различных видов и находящихся на разных этапах развития.

Светодиоды этой компании для тепличных хозяйств представлены в двух видах, различающихся по мощности. Светодиоды компании представлены двумя категориями, различающимися по мощности и размерам. Сочетанием светодиодов достигаются оптимальные показатели светового спектра и потока фотонов для различных условий работы. Одновременно с этим решается задача максимального снижения общего потребления электрической энергии светильником.

Услуги нашей компании

Наша компания занимается проектированием и созданием светодиодных светильников для различных нужд промышленности и хозяйственной деятельности человека.

Основными преимуществами созданных нами приборов являются:

  • Длительный срок службы и улучшенные показатели светоотдачи. Керамическая подложка под искусственно выращенным кристаллом обладает низким тепловым сопротивлением, за счет чего кристалл не перегревается и теряет за длительный срок службы не более 3% мощности светового потока.

  • Огромный диапазон температур от 50 градусов тепла до 50 градусов мороза, при котором наши светильники будут надежно и безукоризненно выполнять свои функции.  Товары нашей компании сертифицированы на взрывозащиту и влагонепроницаемость, при производстве используются специальные силиконовые герметики. 

  • Надежные драйверы от MEAN WELL (Тайвань), используемые нами в качестве источников питания, обладают всеми необходимыми параметрами современных приборов и значительно увеличивают срок службы светильников. Многоуровневая защита от скачков и перепадов напряжения в электрической сети, а также коротких замыканий и помех импульсного характера. Показатель выхода из строя драйверов до истечения срока службы составляет менее десятой доли процента.

Использование надежных комплектующих от известных производителей с мировым именем позволяет нашей компании предоставлять заказчикам длительную гарантию на светодиодные светильники, до 6 лет и гарантировать бесплатную замену электроприбора в случае выявления брака.

Наша компания предлагает к продаже следующие товары:

DS-FITO 20 RW – светильник универсального назначения, компактного размера. Прямоугольный алюминиевый светильник оптимальный вариант для домашних цветов и рассады. Срок службы 100 000 часов. 

DS-FITO 80 R – мощный линейный фотосветильник отлично подходит для растений во время плодоношения и цветения. Крепежные элементы из нержавеющей стали, высокая прочность и надежность алюминиевого корпуса. Длительный срок службы прибора позволяет значительно экономить средства и снизить затраты на электрическую энергию.

DS-FITO 100 RB – мощный фитосветильник для освещения растений. Фитосветильник красно синего спектра, поэтому идеально подходит для зимних садов и теплиц. Корпус сделан из алюминия, светильник полностью защищен от попадания пыли и влаги внутрь, коротких замыканий и перегрева. 

Наша компания представляет своим заказчикам такую услугу, как бесплатный светотехнический расчет объекта. Наши специалисты быстро выполнят ваш заказ, предоставив в распоряжение клиента оптимальные варианты светотехнического оборудования с упором на требуемые условия. При составлении расчета будет сбалансировано соотношение цена+качество.

Заказать светотехнический расчет можно прямо на сайте нашей компании или по телефону: 8 (800) 775 79 95

Калькулятор светодиодных лент для натяжных потолков

Светодиодные ленты — это один из основных источников освещения при установке натяжных потолков. Преимущества таких светодиодов ставят их на первые позиции среди осветительных приборов. Долговечность, крайне малое энергопотребление, невозможность перегрева и огромное многообразие цветов, а также возможностей для дизайна будут радовать вас долгие годы жизни.

Если вы задумались об установке натяжного потолка от SAROS DESIGN, нужно узнать точные параметры ленты. Важно учесть, что лента чаще всего не идет прямо, а огибает различные участки потолка и стены. Установка происходит достаточно быстро, так как большая часть существующих сейчас лент снабжены самоклеящейся обратной стороной. Поверхность на которой расположится освещение должно быть тщательно вымыто и обезжирено для надежного крепления на долгие годы.

Как рассчитать светодиодную ленту с помощью калькулятора?

Чтобы определить нужную длину, вид, расположение и количество источников напряжения — воспользуйтесь нашим калькулятором светодидных лент разработанным специально для подобных расчетов.  

Для начала выберите, как именно требуется расположить ленту в зависимости от типа потолка:

1. Подсветка по периметру

2. Сплошное освещение

3. Скрытая подсветка по периметру

Далее введите площадь или периметр вашего потолка, и выберите вид светодиодной ленты. Результаты расчетов вы получите в белом окошке ниже.

Для заказа уже рассчитанной ленты, введите имя, контактный телефон, email и нажмите кнопку «отправить заказ». Наши менеджеры перезвонят вам в течение 30-60 минут.

Подсветка
по периметру

Сплошное
освещение

Скрытая подсветка
по периметру

Натяжной потолок с подсветкой по периметру

Светодиодная лента

Светодиодный потолок (сплошное освещение)

Рекомендуемое расстояние между лентой (L)

Длина светодиодной ленты 3528 12V 60 LED/м

Укажите площадь потолка и расстояние между основным и светопропускающим потолками…

Натяжной потолок со скрытой подсветкой по периметру

Укажите площадь и периметр потолка…

Если у вас появились вопросы о том, как пользоваться калькулятором светодиодных лент, позвоните нам и получите профессиональную консультацию!

Калькулятор вывесок » Изготовление наружной рекламы и МАФ в Москве

Описание товара:

Лицевая часть — акрил 3мм молочный;

Боковая часть — ПВХ 3мм;

Задняя часть — ПВХ 8мм;

Пленки Oracal 641 и 8500;

Диодное наполнение ELF.

Данный вид букв изготовлен по технологии классических с единственным отличием. Эти буквы, словно парят в воздухе! Подсветка идет из под них и создает ореол вокруг надписи, что очень повышает привлекательность Вашей вывески. Возможны различные варианты цветового исполнения как самих букв, так и подсветки.

Еще одним видом объемных световых букв, является буква со световой лицевой и боковой частью. Вся буква выполнена из молочного или цветного акрила. Задняя стенка выполнена из ПВХ 8-10мм. Внутренняя подсветка — светодиоды. Данный вид наружной рекламы очень красиво смотрится на фасадах зданий и в интерьере.

Данный вид букв представляет собой сочетание классических световых букв и букв с контражурной подсветкой. Это очень красивый способ подчеркнуть статус вашей компании. Такие вывески никого не оставят равнодушным и заставят не пройти мимо.

Цельноклеенные буквы из акрилового стекла с внутренней RGB подсветкой. Задняя часть — ПВХ6-10мм. Буквы с таким свечением очень красиво меняют цвет в зависимости от настроек используемого контроллера.

Буквы выполнены из металла, дерева, акрила, композитного материала или пластика. Подсветка внешняя. Осуществляется светодиодными лампами холодного или теплого свечения, в зависимости от Ваших пожеланий. Шрифты и размеры таких букв могут быть любыми. Перед выполнением заказа на место осуществляется выезд нашего дизайнера для полного понимания возможности реализации проекта и подбора шрифта, подходящего именно в Ваш интерьер или экстерьер.

Буквы выполнены из металла, дерева, акрила, композитного материала или пластика. Подсветка внешняя. Осуществляется светодиодными пикселями холодного или теплого свечения, различного цвета, в зависимости от Ваших пожеланий. Шрифты и размеры таких букв могут быть любыми.

Данный вид продукции является самым дорогим, премиальным и статусным. Буквы выполненны из оргстекла 100мм, с помощью гидрорезки и полировки. Подсветка выполнена светодиодными софитами.

Онлайн калькулятор расчета резистора светодиода » Радиоэлектроника

Современную технику уже не может быть представить для себя без светодиодов. Светодиоды заполоняют все сферы людской деятельности: сверхяркие светодиоды употребляют в освещении, голубые светодиоды в электронике, белоснежные светодиоды используют во всех других промышленных значениях. Если Вы уже сталкивались со светодиодами, то не стоит разъяснять, что такое резистор и зачем он в светодиодной индустрии употребляется. Но наш журнальчик сотворен не только лишь для инженеров и профессионалов, да и для обычных «смертных». Если Вы все понимаете про светодиоды, то пропустите этот текст и перебегайте к онлайн калькулятору для расчета резистора светодиодов. Если же ты новичок. то стоит малость предназначить времени на эту статью и выяснить, кто такие резисторы и для чего они необходимы светодиодам.

Резистор — элемент в электронной цепи, характеризующийся своим сопротивлением току. Главным предназначением резистора необходимо отметить активное сопротивление току. На сегодня эти элементы неподменны при организации искусственного света.

Зачем же нужен резистор светодиоду?

Обыденные лампы накаливания источают свет при подключении ее к источнику питания. Ее «конец» приходит при переизбытке напряжения, когда нить накаливания перегревается. Заметьте! В данном случае сама лампа накаливания будет резистором. Ток через нее проходит тяжело, ему легче будет проходить данное препятствие если напряжение будет повышаться. Отсюда понятно, что светодиоды нельзя приравнивать к обыденным лампам накаливания.

Учтите, светодиод — токовый прибор. И если поглядеть на него грубо, то во время эксплуатации он выбирает напряжение, а не ток, силу тока. Т. е. если светодиоды рассчитаны на напряжение 1,8 В, то при подаче на их 3B, он вероятнее всего «окончит» свое существование. И чтоб этого не происходило, и необходимо использовать резистор и верно рассчитывать резисторы для светодиодов. Они стабилизируют напряжение с источника питания. чтобы не повредился светодиод.

Разберемся какой резистор стоит получать для определенного светодиода. Хватит 1-го, либо их необходимо несколько для нескольких светодиодов. В этом случае мы никуда не денемся от физики. Мы должны осознавать схему соединения светодиодов.

Последовательное соединение светодиодов.

При таком соединении светодиодов электронный ток по цепи будет проходить однообразный. потому для такового соединения светоизлучающих диодов довольно 1-го резистора. Но он должен быть верно рассчитан. Можно провести это на бумаге, используя формулы, или используя наш онлайн калькулятор для расчета резистора светодиода в конце статьи.

Параллельное соединение светодиодов

При таком подключении светодиодов резисторов должно быть несколько. Каждый светодиод должен использовать собственный резистор. Если этого не произойдет, то все напряжение, как по науке, заберет «ограничивающий» светодиод. Т. е. тот, кому необходимо меньшее напряжение. Таковой подход даст резвую деградацию светодиоду. Он «умрет». Далее напряжение пойдет к последующему светодиоду и все повторится. Таковой подход естественно не устраивает нас. И тут нам означает также стоит верно высчитать резисторы для светодиодов. Также сможете пользоваться формулой, карандашом и бумагой либо использовать онлайн калькулятор для расчета резисторов светодиода. который мы сделали специально вам.

Наш «светодиодно-резисторный» онлайн калькулятор способен предоставить информацию ( рассчитать ) сопротивление и мощность резистора в цепи. Вам стоит только внести нужные начальные данные в надлежащие поля и наш онлайн калькулятор для расчета резистора светодиода выдаст Вам итог. Не забудьте указать соединение светодиодов.

И еще несколько ценных советов для новичков и не только лишь. Обычно на светодиодах маркируется не напряжение питания, а напряжение, которое светодиоды забирают в себя. Этот параметр ориентировочный и не стоит всецело полагаться на него. Эти данные можно использовать для расчета малого напряжения, расчета резистора питания.

Можно еще приводить текст и формулы, без которых Вам не под силу будет разобраться в подсчетах и расчетах, если Вы не физик либо электронщик. Потому проще будет использовать наш онлайн калькулятор для расчета резистора светодиода, который с легкостью произведет все расчеты за Вас.

Расчёт характеристик резистора светодиода Начальные данные: Тип соединения:

Один светодиод

Последовательное соединение

Параллельное соединение Напряжение питания: В Прямое напряжение светодиода: В Ток через светодиод: мА Количество светодиодов: шт. Результаты: Четкое значение резистора: Ом Стандартное значение резистора: Ом Малая мощность резистора: Ватт Общая потребляемая мощность: Ватт

Поделись ссылкой на наш ресурс

DCM vs CCM. Или почему не надо бояться считать самостоятельно / Хабр

В последнее время возросла популярность всевозможных калькуляторов для расчета электрических схем. С одной стороны, это приводит к уменьшению порога входа новичков, что, очевидно хорошо, так как приводит к развитию отрасли, но с другой стороны падает уровень понимания, что приводит к уменьшению срока службы приборов, их удорожанию. Стоит ли доверять таким источникам? Попробуем выяснить на примере.

Примером нам послужит повышающий преобразователь. На первый взгляд штука несложная, но если разобраться подробнее, оказывается все не так просто.

Будем сравнивать онлайн-калькулятор, расчет руками по методичке и расчет, учитывающий теорию преобразователя. Не надо бояться, глубоко в физику лезть не будем.

Прежде всего, как всегда, начнем с требований к нашему преобразователю:

  • Входное напряжение — 9В;
  • Выходное напряжение — 200В;
  • Выходной ток — 60мА;

Конечно, есть несколько способов добиться выполнения этих требований: использование специальных микросхем, трансформатор или зарядовый насос. Но мы рассмотрим классический повышающий преобразователь (англ.

boost converter

), так как сравнение способов повышения напряжения выходит за рамки этой статьи.

На всякий случай, напомню принцип работы повышающего преобразователя.

Преобразователь состоит всего из 5 компонентов: индуктивность, диод, ключ в виде полевого транзистора и две емкости. Емкость C

in

– опциональна.

Когда ключ включен, ток проходит через индуктивность и энергия накапливается в магнитном поле индуктивности L. Диод при этом закрыт.

Как только ключ выключается, ток через катушку резко изменяется и на выводах индуктивности возникает повышенное напряжение обратной полярности, при этом открывая диод, который и обеспечивает путь протекания тока.

Так как ключ срабатывает очень быстро, ЭДС самоиндукции значительно возрастает. Это напряжение проходит через диод и заряжает емкость, которая, в свою очередь, сглаживает пульсации, возникающие при переключениях ключа, оставляя только постоянный ток. Быстро включая и выключая ключ, мы можем поднять напряжение на нагрузке.

Итоговое выходное напряжение контура будет зависеть от входного, индуктивности и отношения времени, когда ключ будет в положении «открыто», к положению «закрыто», то есть коэффициента заполнения D (Коэффициент заполнения — это отношение времени, в течение которого нагрузка или цепь находятся во включенном состоянии, ко времени, когда они находятся в выключенном состоянии. ).

Напряжение на выходе будет стремиться к бесконечности при бесконечно близком к единице коэффициенте заполнения. На практике выходное напряжение – это отношение паразитного сопротивления катушки R

L

к нагрузке R. Чуть меньше влияют потери в магнитном сердечнике (если он есть), потери на диоде и потери на конденсаторе и т.д. [1. 44-45 с.]. Ну и, естественно, при коэффициенте заполнения = 1, индуктивность будет всегда замкнута на землю, и ничего работать не будет.

Прикинем на пальцах наш преобразователь. Напомню требования: 200В на выходе, 60мА ток.

Коэффициент заполнения:

%

Нагрузка:

,

Зависимость R к R

L

:

Подставляем, получаем R

L

=-0.833. Значит нужна индуктивность с внутренним сопротивлением меньше 0.8 Ома. Звучит неплохо. Остается подсчитать саму индуктивность и её токи.

Посчитаем по старинке, из справочника резиновых мячей TI[2].

Приблизительная индуктивность:

где ΔI

L

— средние пульсации тока через индуктивность:

Тут какая-то константа K.

Справочник предлагает выбрать её в пределах от 0.2 до 0.4. Я возьму 0.2, при частоте в 30кГц, таким образом получаю ΔIL= 0.26А. Подставляем в формулу выше и получаем индуктивность L=1074мкГн.

Уточним ток через индуктивность:

Получаем 0.27А, проверяем пиковый ток через преобразователь:

Получаем 1.33А.

Вроде несложно. Подставили, получили значение. Проверим с помощью другого источника — онлайн калькулятора[3]. Подставим значения в табличку, частоту переключений ставим такую же — 30кГц:

Обратите внимание на магическую константу 2, в формуле минимальной индукции.

Итого получаем:

Как видно, разница в разы. Ток в два раза ниже, в случае расчета ручками, индуктивность в десять раз больше.

На этом можно было и остановиться, объявив один из результатов ересью. Но какой из них неправильный?

Очевидно, расчеты отличаются из-за коэффициента К.

Коэффициент выражает отношениe пульсаций тока в индуктивности, к входному току всего преобразователя. Его можно выразить через коэффициент Krf.

И это отношение влияет на режим работы всего преобразователя.

Какие различия вызывает этот коэффициент, кроме токов и размеров индуктивности?

Чтобы ответить на эти вопросы, придется разобраться в деталях работы этих режимов.

Существует два основных режима работы таких преобразователей: DCM и CCM.

CCM – Continuous Conduction Mode. Режим работы преобразователя, при котором ток в индуктивности не опускается до нуля.

DCM – Discontinuous Conduction Mode. В каждом цикле ток через индуктивность опускается до нуля.

CCM используется в высокомощных преобразователях, для того чтобы уменьшить токи через компоненты. DCM, в свою очередь, предлагает меньшую индуктивность и нивелирует потери при смене полярности на диоде. Подробнее о плюсах и минусах режимов можно почитать

тут

.

Таким образом, DCM возможен только при Krf>2. Если K = 2, то преобразователь находится в режиме BCM – Boundary Conduction Mode, то есть ключ включается в тот же момент, когда ток в индуктивности опускается до нуля.

При уменьшении нагрузки R, преобразователь перейдет в режим DCM. Нагрузка, при которой преобразователь находится в режиме BCM, называется критической нагрузкой ICRIT. Значение индуктивности при работе в режиме BCM называется критической индуктивностью LCRIT и рассчитывается исходя из максимальной нагрузки.

Известно, что для повышающих преобразователей CCM максимум пульсаций тока через индуктивность приходится на 50% коэффициента заполнения ключа.

Доказательство

Для того, чтобы выбрать индуктивность для CCM преобразователя, нужно определить максимальное значение K

rf

.

Обычно его выбирают в промежутке от 0.2 до 0.4, но, очевидно, он может достигать 2. Мы определили, что максимальный ΔIL возникает при D=50%, теперь рассчитаем коэффициент заполнения для максимального значения Krf.

Больше формул!


Игнорируем D = 1, так как при таком коэффициенте заполнения работа преобразователя физически невозможна и получаем максимум K

rf

при коэффициенте заполнения в 33%.

Для работы в режиме CCM, минимальное значение индуктивности, лучше вычислять относительно входного напряжения, ближайшего к точке 2/3 V

out

(V

in(CCM)

).

Берем коэффициент K

rf

=0.2 и получаем L

min

=1074мкГн.

Для критической индуктивности, K = 2, L=107.4мкГн. Тут все совпадает с вычислениями выше.

Критическая нагрузка, на всякий случай:

I

CRIT

=0.006А

Это был расчет для режима CCM.

Таким образом, режим DCM будет стабилен, когда индуктивность будет меньше LCRIT, при рабочих Vin и токе Iout. Для DCM преобразователей минимальное время простоя tidle выбирается таким образом, чтобы обеспечить от 3 до 5% времени переключения, как время простоя, но может быть и больше, для обеспечения стабильного напряжения, вплоть до пропуска тактов. Максимальное значение индуктивности Lmax будет рассчитываться исходя из этого времени tidle. -7c.

Я сказал: больше формул!

Где t

dis

– время разряда индуктивности.



Средний постоянный ток через индуктивность равен постоянному току через преобразователь, следовательно, t

on

можно выразить так:

тогда



Таким образом получаем:

Подставляем, получаем 103.187мкГн. Довольно близко к предыдущим расчетам. Результат отличается, потому что расчет калькулятора раньше принимал время простоя как 0%.

Lmax повторяет график Lcrit и так же имеет пик при Vin = 2/3Vout. Чтобы обеспечить минимальное время простоя, Lmax рассчитывается при расчетном напряжении Vin.

Когда выходной ток Iout преобразователя будет меньше максимального Icrit (при определенном Vin), преобразователь будет работать в режиме DCM.

Не забываем про I

crit

для данной индуктивности:

Приравниваем к нулю и ищем границы входного напряжения:


Из таблицы видно, что режим CCM будет стабилен при заданных ранее входных параметрах. А вот расчетный режим DCM достаточно близок к критическим точкам, что вызывает некоторую неопределенность в дальнейшей стабильной работе.

Так какой режим будет оптимальным в нашем случае?

Очевидно, чем ниже ток, тем ниже требования к компонентам преобразователя, но индуктивность становится больше. Большая индуктивность стоит дороже и занимает больше места, что критично для мобильных девайсов и массового производства. С другой стороны меньшая индуктивность требует больше от остальных компонентов, что ведет к относительно большим потерям и снижению эффективности.

Таким образом, нужно найти компромисс для конкретного применения, подбирая коэффициент К и частоту переключения.

В моем случае — это настольный преобразователь, собранный в единственном экземпляре, поэтому я выберу режим работы CCM, так как размеры преобразователя не критичны, а чем меньше ток через компоненты, тем ниже требования к ним. Правда частота переключений в моем случае будет несколько выше, но это уже тема другой статьи.

Заключение

Дают ли справочники и онлайн калькуляторы верные результаты? Определенно да. Являются ли эти результаты оптимальными? Скорее нет.

Таким образом, не разобравшись в принципах работы той или иной схемы и бездумно пользуясь справочниками и калькуляторами вполне можно собирать более-менее рабочие схемы. Но если задача стоит сделать экономично и дешево — без фундаментальных знаний не обойтись. Теперь эти знания есть и у Вас. Расчетов, приведенных в статье вполне достаточно, а с современными средствами решения уравнений, например WolframAlpha, очень легко рассчитать нужные параметры.

Удачи в ваших изобретениях!

P.S.

Выражаю благодарность за поддержку и неоценимую помощь в написании статьи: Радченко Евгению, Боброву Владиславу, Карпенко Станиславу.

Список литературы:

Калькулятор отображает

Главная > Калькулятор

Тип дисплея, используемого в калькуляторе, зависел от технологии, доступной в то время, стоимости дисплея, энергопотребления дисплея при использовании в портативной машине и разборчивости дисплея. А простая временная шкала для дисплеев:

Начало 1960-х — (1) трубки с цифровым дисплеем с холодным катодом, такие как трубка «Никси», (2) электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) и (3) лампы накаливания накаливания были единственными доступными технологиями отображения.

Около 1967 г. — (4) Компания Sharp впервые представила вакуумные люминесцентные индикаторные трубки.

1971 г. — (5) светоизлучающих диодов (светодиодов), впервые использованных в коммерческом калькуляторе — Busicom LE-120 « Handy ».

1971 — (6) Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) первого поколения, используемые в коммерческом калькуляторе — Rockwell.

1973 — (7) Представлены жидкокристаллические дисплеи (LCD) второго поколения.

 

На этой странице щелкните элемент в списке ниже, чтобы перейти к этому разделу

 

См. также прекрасную статью Рика Ферра «Электронные дисплеи — обзор технологии» в разделе «Сбор калькуляторов» на этом сайте.

Обратите внимание, что по следующей ссылке есть русский перевод этой статьи Олега Лукина.

1) Лампы с цифровым дисплеем с холодным катодом
Часто называемые «трубками Nixie»

Используемые лампы с холодным катодом калькулятора Anita 1011LSI . Обратите также внимание на маленькие неоновые лампочки, используемые для обозначения десятичной точки (третья справа находится под напряжением).

Индикаторные трубки с холодным катодом были разработаны в начале 1950-х годов и использовались в первом электронном настольном калькуляторе Anita Mk VII 1961 года. Требующие высокого напряжения и потребляющие большое количество энергии, они продолжали использоваться в начале 1970-х годов в устройствах с питанием от переменного тока. калькуляторы. Их использование в калькуляторах с батарейным питанием встречается редко; одним из примеров является Anita 1011B LSI .

Дисплейная трубка с холодным катодом и неоновая лампа работают по одному и тому же принципу.
Простая неоновая индикаторная лампа состоит из герметичной стеклянной трубки с двумя близко расположенными ненагреваемыми электродами, анодом и катодом. Трубка содержит газ неон при очень низком давлении вместе с небольшим процентом паров ртути. Они часто используются в розетках переменного тока, чтобы указать, что розетка включена.
Газ в трубке первоначально действует как изолятор и по мере увеличения напряжения между анодом и катодом ток сначала практически не течет.Однако небольшая часть газа в трубке будет ионизирована естественными космическими лучами, радиоактивностью или окружающей средой. света на положительные ионы и отрицательные электроны. Электрическое поле, приложенное к электродам, заставит положительные ионы двигаться к катоду, а электроны — к аноду. Так как приложенное напряжение увеличивается, так что они начнут двигаться все быстрее и быстрее, сталкиваясь с другими атомами газа и ионизируя их, выбивая электроны.
При «ударном» или «зажигающем» напряжении ионы и электроны движутся с такими высокими скоростями что лавина дальнейших ионов и электронов производится всеми столкновениями. Это приводит к протеканию сильного тока, который контролируется включенным последовательно внешним резистором, и янтарному свечению на катоде.

Индикаторная трубка с холодным катодом представляет собой неоновую лампу с несколькими катодами. Каждый катод имеет форму одной из цифр от 1 до 9, и они установлены близко друг к другу.
Перед стопкой находится анод, образованный из открытая сетчатая сетка видна на фотографии выше. При подаче разрядного напряжения между анодной сеткой и любым из катодов образуется разряд и светится газ вокруг катода. Так как катод имеет форму как цифра, свечение также имеет форму этой цифры — см. фотографии.
При использовании видно, что числа находятся в стопке, поскольку некоторые числа располагаются в трубке дальше вперед, чем другие числа.

Срок службы трубки с цифровым дисплеем в значительной степени зависит от продолжительности разряда на одном катоде (т.е. числа). Это связано с тем, что в любом газоразрядном устройстве катод подвергается постоянной ионной бомбардировке, которая удаляет материал с катода и откладывает его в другом месте трубки. Это «распыление» неизбежно, но ограничивается поддержанием пикового тока на как можно более низком уровне. с видимостью дисплея.
Если в индикаторной трубке один катод постоянно светится (т. е. постоянно отображается одно число), то материал распыляется с этого катода. Это влияет только на свечение этого катода немного, но распыленный материал попадает на другие катоды и влияет на ток, необходимый для их свечения, и может привести к неравномерному освещению.
Если разряд регулярно переключается между персонажами, это дает много улучшенный срок службы, поскольку каждый катод, хотя и получает некоторое количество напыленного материала, подвергается очищающему действию бомбардировки.
Типичные цифры, указанные в опубликованных данных для срока службы трубки числового индикатора, составляют 5000 часов при непрерывном отображении одного символа и 30 000 часов при последовательном переходе от одной цифры к другой каждые 100 часов или меньше.

Трубки с цифровым дисплеем с холодным катодом часто называют трубками «Никси», хотя это было торговое название корпорации Burroughs, которая была одним из первых разработчиков этой технологии. Используются и другие названия: трубка Pixie и трубка Numicator.

Примерно в 1970 году компания Philips выпустила на рынок первое поколение своего дисплея «Pandicon», состоящего из блоков типа «Nixie», состоящих из нескольких цифр, установленных в одной горизонтальной трубке. К калькуляторам с таким дисплеем относятся Data Devices Brock 880/1 и GENIE 247 .

В нескольких моделях Sanyo начала 1970-х годов используются газоразрядные трубки, показанные выше и ниже, которые на первый взгляд кажутся лампами накаливания.Однако блестящие провода на самом деле являются электродами. окружающий черный металл является другим электродом, расположенным в виде 7-сегментных дисплеев и десятичной точки. Каждый сегмент работает так же, как небольшая неоновая лампа, поэтому при приложенном напряжении около 60 В возникает янтарный разряд. генерируется вокруг этого проволочного электрода под напряжением. Ниже показана часть дисплея, на котором активируются сегменты и десятичная точка для отображения цифр «000088,66».

Стоимость трубки Burroughs Nixie в 1971 году составляла около 2 долларов за каждую партию из 10 000 штук, что делало их очень конкурентоспособными.Однако их размер, высокая мощность и требования к напряжению были недостатки.
Примерно в это же время Берроуз представил дисплей «Panaplex», отображающий несколько цифр в одной плоской трубке, см. Ниже. Также основанный на технологии холодного катода, он использовал знакомые 7 сегментов для производства каждая цифра, и требовалось меньше ручной сборки во время производства, и поэтому она была дешевле в расчете на одну цифру. Это также позволило более эффективно использовать пространство, так что больше цифр можно было упаковать в меньший размер.Хотя чаще встречается в настольные калькуляторы Panaplex также использовался в некоторых портативных калькуляторах. См. Compucorp 324G и Keystone 88 .

Выше показан дисплей Burroughs ‘Panaplex’, используемый в ручном калькуляторе Keystone 88 примерно 1974 года. Цифры больше, чем у светодиодных дисплеев того времени.

Версия дисплея Panaplex II для ручных калькуляторов описана в журнале «Электроника» в марте 1972 г. для портативных калькуляторов, которые предлагают большие символы в небольшом недорогом корпусе, должны составить конкуренцию светодиодным дисплеям за свои деньги.По крайней мере, это то, что Burroughs Corp. надеется сделать с последним дополнением к своей линейке Panaplex II, восьмизначной моделью, каждая цифра которой имеет размер 0,2 дюйма, что вдвое превышает размер самого популярного светодиодного дисплея, сообщает подразделение электронных компонентов Burroughs.
    Последние модели линейки Panaplex II, в которую входят панели с диагональю 0,25, 0,4 и 0,7 дюйма. цифр, приближается к волшебной цифре доллара за цифру — Берроуз называет цену в 1,10 доллара за цифру при количестве 50 000 восьмиразрядных монолитных дисплеев.
    Эта восьмизначная панель, кроме того, имеет размеры 2,65 дюйма в длину, 0,69 дюйма в высоту и всего 0,197 дюйма в толщину, не считая трубки, выступающей сзади, реликта процесса опорожнения отдельных цифровых трубок и заполнения их неоновым газом.
    Панель также достаточно экономична в плане рассеиваемой мощности. Для этого требуется всего от 0,35 до 3,0 мВт на сегмент, в зависимости от необходимой яркости, и обычно используется менее 1 мВт на сегмент. Это соответствует максимальной мощности 7 мВт на цифру или 56 мВт на всю панель, когда все освещено; но в среднем, возможно, включено не более пяти цифр из пяти сегментов каждый, что снижает среднее рассеивание до 5 мВт на цифру или 25 мВт для панели.При такой скорости четыре стандартные углеродно-цинковые батареи размера AA прослужат около 200 часов.
    В ходе одного из испытаний инженеры Burroughs приобрели небольшой калькулятор и заменили его светодиодный дисплей на новый блок Panaplex. Это снизило общую потребляемую мощность калькулятора для отображения и вычислений с 800 мВт до 350 мВт.
    В большинстве портативных калькуляторов, использующих схемы металл-оксид-полупроводник, драйверы интерфейса не требуются. Несмотря на то, что панели Panaplex II представляют собой 170-вольтовые газоразрядные устройства, их аноды могут управляться колебаниями напряжения и тока, которые могут обеспечить обычные схемы МОП-транзисторов, иногда даже через пассивные компоненты вместо транзисторов.
    Технология Panaplex в основном такая же, как и в старых хорошо знакомых лампах Nixie с холодным катодом, отличаясь, прежде всего, их недорогой конструкцией. Ожидается, что их срок службы будет таким же долгим — известно, что некоторые трубки Nixie непрерывно работают более 120 000 часов или 14 лет. Они не содержат проволочных соединений — межсоединений, которые чаще всего выходят из строя первыми в некоторых конструкциях светодиодов.
    Как и Nixies, панели Panaplex излучают оранжево-красный свет, который распространяется на относительно широкую часть видимого спектра с центром в середине диапазона восприятия человеческого глаза.Таким образом, на панели можно смотреть непрерывно в течение длительного времени без дискомфорта, и их нетрудно читать для дальтоников, как и некоторые ярко-красные светодиодные дисплеи, которые охватывают узкий спектральный диапазон».

Выше показаны зажатые стеклянные пластины дисплея Panaplex. Задняя часть имеет герметичный стеклянный ниппель, где вакуум был достигнут во время производства.
На этой фотографии показано, что в зависимости то, как окружающий свет падает на неосвещенный дисплей Pananplex, характерно показывает отдельные 7 сегментов каждой цифры или ячейку каждой цифры.

Выше показан другой, менее распространенный газоразрядный дисплей желтого цвета с цифрами «12345678». Этот пример изготовлен NEC (Nippon Electric Company) и используется в ручном калькуляторе Sanyo ICC-809 .

2) Дисплеи с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

Калькулятор Friden EC-132 с дисплеем электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и 4 строками расчета.

 

Электронно-лучевая трубка используется с 1920-х годов и до недавнего времени широко использовалась в телевизорах, дисплеях радаров и осциллографах. Его первое использование в настольном калькуляторе было в Friden EC-130 (начало 1964 г.) и EC-132 (с квадратным корнем).
Хотя ЭЛТ могут отображать несколько строк вычислений, они громоздки и требуют высокой мощности, что ограничивало их использование несколькими настольными калькуляторами с питанием от переменного тока середины-конца 1960-х годов.

Четыре линии на ЭЛТ EC-132.

На фотографии выше показана типичная бутылочная форма ЭЛТ-прибора раннего типа и его металлический экранирующий кожух. Любой, кто видел внутри современного телевизора или компьютерного монитора (опасность — при использовании присутствует очень высокое напряжение ) видели гораздо более толстые, приземистые версии, которые они использовали.

Справа от трубки находится электронная пушка, в которой нагретая нить накаливания производит облако электронов. Они фокусируются в луч и ускоряются к флуоресцентному экрану слева с помощью анода с высоким положительное напряжение. Луч отклоняется, чтобы записать поток электронов на флуоресцентный дисплей и, таким образом, получить видимые числа.

Эти трубки ЭЛТ-дисплеев использовались в нескольких калькуляторах середины и конца 1960-х годов, включая Friden EC-130 , Friden EC-132 , Hewlett Packard HP9100A .

3) Дисплеи с лампами накаливания

Лампы накаливания использовались двумя разными способами

Способ 1 — Семисегментные дисплеи.
Каждая цифра состоит из 7 отдельных нитей, расположенных по знакомой схеме, так что могут отображаться все числа от 0 до 9. Очень немногие калькуляторы использовали этот тип дисплея, который легко можно спутать с цифровыми индикаторными трубками янтарного цвета с холодным катодом, показанными выше в разделе 1.

Метод 2 — Модули дисплея «Light-Pipe».
Каждая цифра состоит из стопки прозрачных плоских пластиковых листов, на каждой из которых написана одна цифра (от 0 до 9). Когда лист освещен на его конце небольшим лампа накаливания свет от лампы направляется вдоль листа и рассеивается выгравированным числом, которое затем можно увидеть довольно ярко.

Различные числа, отображаемые световодными модулями дисплея Canon Canola 130S .

На приведенных ниже фотографиях показан модуль дисплея со световой трубкой, хотя и большего размера, чем у Canon Canola 130S , который имеет более компактную конструкцию, но работает идентично.

Сняв крышку, вы обнаружите стопку пластиковых листов световодов, по одному на каждую цифру от 0 до 9 в этом модуле. Также могут быть установлены листы с десятичными точками.
Каждый лист имеет свой номер, отмеченный рядом конических ямки на его поверхности.Когда свет направляется на край короткой стороны листа, свет направляется по трубе вокруг угла, как в случае оптоволокна, и освещает ямки, и поэтому номер виден.

Нижняя часть модуля может быть удалена для замены крошечных ламп накаливания. Для освещения каждого листа «световода» имеется одна лампа. Такое расположение позволяет располагать числа близко друг к другу. при освещении относительно громоздкими лампами накаливания.

Для этих модулей числового дисплея со световой трубкой требуется только низковольтный привод ламп накаливания. Но есть у ламп и недостатки — высокое энергопотребление (хотя и не такое уж большое). проблема в калькуляторе с питанием от сети переменного тока), короткий срок службы и медленный отклик. Они использовались только в нескольких настольных калькуляторах с питанием от переменного тока в конце 1960-х — начале 1970-х годов.

4) Вакуумные флуоресцентные дисплеи (VFD)

ЧРП первого поколения — отдельная трубка для каждой цифры

В июне 1967 года журнал «Электроника» сообщил, что японские производители калькуляторов боролись с высокими лицензионными отчислениями, которые Burroughs Corporation требовала, когда они производили копии калькуляторов. его трубки Nixie [2] .В результате в Японии совместно с Hayakawa (Sharp) было разработано первое поколение вакуумных люминесцентных индикаторных трубок (VFD). и Ise Electronics Co. Эти отдельные лампы Digitron впервые использовались в калькуляторе Sharp Compet CS-16A , выпущенном в конце 1967 года, а также в Sharp QT-8D , Sharp EL. -8 и другие калькуляторы Sharp, выпущенные примерно в 1970 году. Первые лампы VFD, использовавшиеся в калькуляторах Sharp, выдавали очень стилизованные цифры, как показано ниже:

.

Лампы VFD первого поколения в калькуляторе Sharp EL-8 .В этих трубках используются 8-сегментные цифры, а не более привычные 7-сегментные цифры.

Здесь отображается номер «123.4567». Обратите внимание, что электроника калькулятора не реализует подавление начальных нулей, поэтому нуль половинной высоты используется, чтобы сделать дисплей более информативным. удобочитаемый.
Журнал «Электроника» поясняет [2] : «Для настольного калькулятора цифры на трубках были изменены для лучшей читаемости.То «0», например, имеет только половину высоты других цифр. Таким образом, строка «0» перед первым значащим числом на дисплее больше не мешает, и нет необходимости стирать их вон.»

Вакуумные флуоресцентные дисплеи (VFD) можно рассматривать как уплощенные электронно-лучевые трубки. На передней части частотно-регулируемого привода есть один или два тонких провода. растяжение по высоте трубки, образующей катод.Катоды нагреваются как раз до такой степени, что они испускают электроны, но не светятся.
Цифра состоит из токопроводящих сегментов, которые действуют как аноды, и каждый анод покрыт люминесцентным материалом.
Приложение подходящего напряжения между катодными проводами и соответствующими сегментами анода вызывает притяжение электронов, испускаемых катодными проводами, с высокой скоростью к этим анодным сегменты. Поскольку сегменты имеют флуоресцентное покрытие, те, которые притягивают электроны и подвергаются ударам, ярко светятся.Цвет свечения обычно зеленый или синий, хотя современные дисплеи для систем Hi-Fi производить другие цвета, такие как белый, красный, желтый.
Между анодом и катодом открытая сетка. Подача отрицательного напряжения на сетку полностью выключает цифру.
Как правило, каждый разряд выполнен из семи анодов. расположены в типичном 7-сегментном шаблоне, так что могут быть сгенерированы все числа от 0 до 9. Тем не менее, некоторые ранние VFD-дисплеи имеют 8-сегментные цифры (как показано ниже) с дополнительным мини-сегментом, чтобы получить более красивую цифру «4», что лучше. напоминает эту цифру в тогдашних конкурирующих лампах типа «Никси».

Вскоре стали производиться лампы VFD первого поколения с менее стилизованными цифрами, как показано выше. Обратите внимание, что каждая из трубок здесь имеет цифру, состоящую из 8 флуоресцентных анодов, расположенных в стандартные 7 сегментов и очень короткий сегмент, чтобы «4» выглядели лучше, вместе с десятичной точкой.

Дисплей с использованием ламп VFD первого поколения с 8-сегментными цифрами, как видно по мини-сегменту справа от цифры «4».Хотя этот дополнительный сегмент может присутствовать в трубках калькулятора, он часто оставался неиспользованным, что мало влияет на читаемость «4» и упрощает электронику.

Настольный калькулятор Royal IC-130 необычен тем, что имеет трубки первого поколения с 10-сегментными цифрами. Эти дополнительные сегменты не используются в этом калькуляторе для отображения цифр, но могут использоваться для отображения знака «+».

Дисплей калькулятора Royal IC-130 в работе.Обратите внимание, что он по-прежнему использует полувысоту ‘0’.

ЧРП второго поколения — все цифры в одной трубке

В VFD первого поколения для каждой цифры дисплея требовалась отдельная трубка дисплея — они использовались как в моделях с питанием от переменного тока, так и в моделях с питанием от батареи, причем в последних часто использовались маленькие и узкие трубки.
Следующая разработка, второе поколение, заключалась в снижении стоимости и общего размера дисплея за счет сжатия всех цифр в одну длинную горизонтальную трубку.Эти трубки широко использовались в первых портативных калькуляторах.

ЧРП второго поколения со всеми цифрами в одной круглой трубке. Этот дисплей имеет 7-сегментный разряд.

Еще один ЧРП второго поколения со всеми цифрами в одной круглой трубке. Этот дисплей имеет 8-сегментные цифры с дополнительной мини-цифрой для расширенной цифры «4», хотя она не всегда использовалась.

ЧРП третьего поколения — все цифры запечатаны в один плоский корпус

Последние разработки, третье и четвертое поколения, должны были покончить с громоздкой трубчатой ​​оболочкой и упаковать все в плоскую упаковку.

Вакуумный флуоресцентный дисплей третьего поколения с блоком цифр, зажатым между герметичными стеклянными пластинами. Один вертикальный катодный провод можно увидеть установленным вертикально над каждой цифрой. Они также 8-сегментные цифры, способные отображать лучшую «4».

Эта форма конструкции была недолговечной, ее заменила прессованная стеклянная герметичная конструкция четвертого поколения.

ЧРП четвертого поколения — все цифры запечатаны в единый плоский корпус из прессованного стекла

В частотно-регулируемом приводе четвертого поколения все цифры запечатаны в плоский корпус из прессованного стекла.Этот менее затратный метод производства позволил получить частотно-регулируемые приводы, которые очень широко использовались как в настольных, так и в ручных калькуляторах. Однако с середины 1970-х годов VFD начали заменять в портативных калькуляторах жидкокристаллическими дисплеями (LCD), которые потребляли гораздо меньше энергии и поэтому давали меньше энергии. значительно увеличенный срок службы батареи.

ЧРП четвертого поколения в плоском корпусе, изготовленном путем прессования и приваривания выпуклого куска стекла к цифрам, которые опираются на плоский кусок стекла.Видна пара катодных проводов. растянутой по горизонтали на все цифры.

Вакуумные люминесцентные дисплеи получили гораздо большее развитие, как видно на фотографии выше дисплея современной аудиосистемы Hi-Fi.

VFD по сей день продолжают использоваться в калькуляторах, видеомагнитофонах, Hi-Fi-системах и другом оборудовании, где дисплей светится. Эти дисплеи довольно яркие, а их требования к мощности/напряжению являются умеренными, поэтому они широко использовались как в калькуляторах с питанием от переменного тока, так и в калькуляторах с батарейным питанием, но теперь они используются почти исключительно в калькуляторах переменного тока.

5) Светодиодные дисплеи

Светодиодный дисплей ярко-красного цвета.

Светодиодный дисплей (светоизлучающий диод) появился в продаже в конце 1960-х годов. American Calculator Corp. из Далласа объявила о первом использовании светодиодных дисплеев в калькуляторе в конце 1970 года. Журнал «Электроника» заявил что он « использует восемь светодиодов Monsanto из арсенид-галлий-фосфида в своем дисплее ».Однако в апреле 1971 года было объявлено, что компания обанкротилась, так что, возможно, она так и не продала ни одного товара. коммерчески. Первым успешно продаваемым калькулятором со светодиодным дисплеем был небольшой Busicom LE-120 « Hand y» в начале 1971 года.

Будучи основанным на полупроводниковых материалах, светодиодный дисплей очень совместим с интегральными схемами калькулятора и имеет умеренно низкое энергопотребление.
Первоначальными проблемами были высокая стоимость и малый размер персонажи.При крупносерийном производстве цена быстро снижается. Небольшой размер символов был уменьшен за счет размещения формованных пластиковых увеличительных линз спереди, как показано ниже, однако это дает узкий обзор. угол. Из-за небольшого размера светодиодных дисплеев они очень редко использовались в настольных калькуляторах 1970-х годов.

Светодиод в конечном итоге уступил место жидкокристаллическому дисплею (ЖК-дисплей, см. ниже), который имеет гораздо меньшее энергопотребление (пассивный и не излучает свет) и имеет больший размер при небольших дополнительных затратах.

Ранний 8-разрядный светодиодный дисплей в Commodore Minuteman 2 с использованием отдельных 7-сегментных модулей массива. Девятый крайний слева модуль имеет знак «-» и индикацию переполнения.

Ранний 8-разрядный светодиодный дисплей. Он имеет девять голых светодиодных кристаллов с 7-сегментной матрицей, установленных на двух держателях, и не использует увеличительные линзы. Крайний левый кубик имеет знак «-» и переполнение. индикация.

Светодиодный модуль

, демонстрирующий типичный пластиковый молдинг с увеличительными линзами.

Светодиодный модуль

, показывающий 7-сегментные светодиодные матрицы, видимые через увеличительные линзы.

Светодиодный модуль

, показывающий отображаемый номер 12345678. Массив слева используется для отображения знака минус и других символов, например, для обозначения переполнения.

6) Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи)

Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи)

были разработаны в конце 1960-х и начале 1970-х годов.Thomson-CSF из Франции была одной из компаний, участвовавших в их разработке, и продемонстрировала калькулятор с 16-разрядным ЖК-дисплеем. в начале 1971 г. (фото в «Электронике», 24 мая 1971 г.). Однако в то время они продавали дисплей по цене 10 долларов за цифру, поэтому он был бы дорогим и, вероятно, не продавался в коммерческих целях. Бузиком анонсировала ЖК-версию LE-120 (который сам по себе является первым успешным светодиодным калькулятором) в 1971 году, но, похоже, он никогда не продавался в коммерческих целях.

 

ЖК-дисплей первого поколения — ЖК-дисплей в режиме динамического рассеяния (DSM)

Первое успешное использование ЖК-дисплеев в калькуляторах было в моделях, выпущенных Rockwell для Lloyds ( Accumatic 100 ), Rapid Data ( Rapidman 1208LC ) и Sears в 1972 году. В них используются ЖК-дисплеи DSM (Dynamic Scattering Mode). где жидкий кристалл обычно прозрачен, но становится непрозрачным белым, когда напряжение применяемый.Дисплеи этих калькуляторов требуют встроенной боковой подсветки, что устраняет большую часть преимущества низкого энергопотребления ЖК-дисплея.

ЖК-дисплей с режимом динамического рассеяния первого поколения с белыми или серебристыми цифрами на темном фоне.

Технология Sharp и COS

Корпорация Sharp также была пионером в производстве калькуляторов, использующих ЖК-дисплеи DSM, и в 1973 году представила свой «COS» (Crystal On Substrate or Calculator). On Substrate) технология в Sharp EL-805 .

Настоящий калькулятор COS имеет печатную плату, изготовленную из стеклокерамики, как показано слева, если смотреть сзади калькулятора. ЖК-дисплей формируется непосредственно на этой печатной плате, которая также содержит как минимум два слоя проводящих дорожек и электронные компоненты. Пользователь фактически смотрит сквозь печатную плату при просмотре дисплея.

Печатная плата технологии COS калькулятора Sharp EL-805 .
Основная плата изготовлена ​​из стеклокерамики, а ЖК-дисплей DSM расположен под другим листом стекла. Стеклянная плата примечательна тем, что в ней нет отверстий для крепления компонентов; все они накладные. Проводники напечатаны на обеих сторонах печатной платы и покрыты белым слоем. Соединения между проводниками на обеих сторонах печатной платы выполняются с помощью разъема в правом нижнем углу и небольшой обычной печатной платы, прикрепленной внизу слева.

Использование стеклянной керамической печатной платы было тупиком в развитии калькуляторов, и технология COS использовалась только в небольшом количестве моделей калькуляторов Sharp середины 1970-х годов.Последующие модели Sharp с ЖК-дисплеи имеют обычные печатные платы, хотя модули ЖК-дисплеев имеют конструкцию, аналогичную секции дисплея на стеклянных печатных платах.

ЖК-дисплеи

имеют большое преимущество в виде очень низкого энергопотребления, поскольку они представляют собой пассивные дисплеи, изменяющие отражение окружающего света, а не активно генерирующие свет. Однако для ЖК-дисплея DSM требуется небольшой ток для поток через сегмент дисплея, когда он включен.Хотя этот ток намного меньше, чем у светодиодного или VFD-дисплея, он значительно выше, чем ток для управления дисплеем Twisted Nematic (TN), показанным ниже. представляет собой полевой прибор.

 

Когда ЖК-дисплеи впервые появились в калькуляторах, было много дискуссий о стабильности первого жидкокристаллического материала. Это может быть оправдано, поскольку калькуляторы с ЖК-дисплеями DSM часто имеют дефектные дисплеи, хотя часто дефект возникает из-за протечки элементов дисплея, а не из-за старения жидких кристаллов.Рекомендуется хранить вдали от высоких температур.

 

ЖК-дисплей второго поколения — ЖК-дисплей с витым нематиком (TN) с желтым фильтром

В 1975 году в калькуляторах был представлен усовершенствованный тип ЖК-дисплея, который не требовал специальной подсветки. Это был скрученный Нематический (TN) тип в Casio pocket-LC . Здесь жидкокристаллическая сборка удерживается между скрещенными поляризационными фильтрами.Без подачи напряжения жидкий кристалл вращается поляризация света, так что он проходит через фильтры и показывает отражающую поверхность позади. При подаче соответствующего напряжения жидкий кристалл перестает вращать плоскость поляризации света. область выглядит черной. Поскольку TN LCD является полевым устройством, потребление тока чрезвычайно мало, что очень желательно для калькулятора с батарейным питанием.

Калькуляторы с ранними ЖК-дисплеями TN обычно имеют желтый фильтр на передней панели для удаления ультрафиолетовых (УФ) лучей из окружающего света, которые могут повредить жидкий кристалл.

LCD второго поколения. Пример ЖК-дисплея TN с черными цифрами и желтым фоном — желтый цвет на самом деле является фильтром перед дисплеем, который поглощает вредный ультрафиолетовый свет и продлевает срок службы. Срок службы жидкокристаллического материала.

ЖК-дисплей третьего поколения — ЖК-дисплей с витым нематиком (TN) без фильтра

В конце 1970-х годов достижения в области жидкокристаллического материала значительно улучшили его стабильность, устранив необходимость в желтом фильтре, поглощающем ультрафиолетовое излучение.Эти третьи ЖК-дисплеи поколения используются для дисплеев современных портативных калькуляторов, и в сочетании с современными технологиями интегральных схем калькуляторы годами работают на одной кнопочной ячейке или просто на солнечной энергии.

ЖК-дисплей третьего поколения. Пример ЖК-дисплея TN без желтого фильтра и с черными цифрами на сером фоне.

Превосходные видеоролики Youtube, созданные Мишелем де Буром, которые графически объясняют эти жидкокристаллические дисплеи:

В конце 1960-х и 1970-х годах было много дискуссий о наилучшем типе дисплея для калькуляторов, особенно когда были введены новые технологии, и в результате экономия за счет масштаба привела к увеличению цены. конкуренция.

Технология отображения, используемая в 1960-х годах, в подавляющем большинстве случаев представляла собой газоразрядную цифровую дисплейную трубку с холодным катодом, типичным примером которой является трубка Burroughs Nixie , своим янтарным цветом. К 1971 году трубки этого типа можно было купить в количестве от 1 до 2 долларов США за цифру [3] .

Несколько калькуляторов, в основном от Friden, использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) , которые могли экономично давать несколько строк цифр.

Однако примерно в 1967 году японские производители калькуляторов вступили в спор с Burroughs Corp., владельцами патентов на технологию ламп Nixie, по поводу суммы лицензионных отчислений, подлежащих уплате за использование ламп [2] . Берроуз хотел гонорар в размере около 45 центов за тюбик, тогда как японские производители хотели платить не более 16 центов за тюбик. Этот привели к совместной разработке в конце 1960-х годов компаниями Hayakawa (Sharp) и Ise Electronics Co в Японии вакуумных флуоресцентных дисплеев (VFD) с зелено-синим цветом.Иметь пониженные требования к мощности / напряжению и яркий дисплей пришли на смену лампам с холодным катодом типа «никси», особенно у японских производителей, в 1970-х годах. Дисплеи этого типа также широко использовались в портативных калькуляторов до конца 1970-х годов, и они остаются единственными светоизлучающими дисплеями, которые все еще используются в некоторых настольных калькуляторах с питанием от переменного тока.

Светодиод (LED) дисплеи были представлены коммерчески в 1967 году, но изначально были очень дорогими, стоили около 60 долларов США за цифру.К 1971 году в количестве 1000 светодиодных дисплеев высотой 1/8 дюйма можно было купить по 3,95 доллара США каждый [3] .
Несмотря на то, что светодиод был более дорогим, чем трубка с цифровым дисплеем, он имел преимущества небольшого размера, низкого напряжения и меньшего энергопотребления, что делало его очень подходящим для нового поколения. появляются миниатюрные карманные калькуляторы. Поначалу цена на светодиоды была высокой, но вскоре она упала по мере увеличения объемов производства и выхода на рынок конкурентов. В течение года или двух после их введения в калькуляторов в 1971 году они широко использовались в портативных калькуляторах до конца 1970-х годов, когда они были в значительной степени заменены жидкокристаллическими дисплеями (ЖК-дисплеями).

Недостатком всех светоизлучающих дисплеев является то, что их трудно читать при ярком внешнем освещении. Они также должны использовать энергию для генерации света, но потребление энергии часто может быть уменьшаются за счет их пульсации, что может дать такую ​​же кажущуюся яркость при более низком среднем токе.

Жидкокристаллический дисплей (LCD) , также представленный в калькуляторах в 1971 году, требовал менее технической производственной среды и более дешевого материалы, чем светодиоды, и поэтому их можно было бы сделать намного дешевле.У него также были крошечные требования к питанию, и, поскольку он отражал, его было легко читать при всех нормальных уровнях офисного освещения и при ярком солнечном свете. Тем не менее, рано производственные проблемы, медленная скорость отклика ранних жидких кристаллов и опасения по поводу срока службы и температурной стабильности жидкокристаллического материала удерживали его широкое признание до середины 1970-х годов с появлением тип TN (скрученный нематик). Тогда ЖК-экран не остановить, и к 1978/9 году он доминировал на рынке портативных калькуляторов и позволил производить калькуляторы размером с кредитную карту.

8) Определение типа дисплея по его цвету

А) Если цифры светятся

До 1980 года не было известных калькуляторов с зеленым светодиодным дисплеем — зеленые светодиоды были разработаны после красного варианта и были более дорогими.

Светодиодные дисплеи

очень редко использовались в настольных калькуляторах.

 

B) Если цифры не светятся , то калькулятор имеет жидкокристаллический дисплей (ЖКД).

 

См. также прекрасную статью Рика Ферра «Электронные дисплеи — обзор технологии» в разделе «Сбор калькуляторов» на этом сайте.

 

 

Каталожные номера:

  1. «Газоразрядный дисплей приближается к отметке доллар за цифру» , Electronics, март 1973 г., стр. 136.
  2. «Высокие гонорары Японии за лампы Nixie» , Electronics, 26 июня 1967 г., стр. 203–204.
  3. «Специальный отчет — Правильное числовое считывание: критический выбор для дизайнеров» , Electronics, 24 мая 1971 г., стр. 65-72.

© Авторские права на текст и фотографии, Найджел Тоут, 2000–2022 , если не указано иное.

ТоптиКальк | TOPTICA Photonics AG

Вы физик и читаете статью по химии. Почему они всегда используют волновые числа вместо длин волн…?
ToptiCalc TM поможет вам в повседневной лабораторной работе, предлагая простые, но практичные расчеты оптики, такие как:


— Преобразование спектральных единиц
— Расчет размеров пятна для сфокусированных гауссовских лучей
— Расчеты Фабри-Перо
— Отражение и дифракция на плоскости поверхности стекла
— Расчет последовательности импульсов
— Свойства короткого импульса и чирп
— Преобразование между линейной шкалой и шкалой в децибелах

Специальные функции ToptiCalcTM (только версия для ПК):

Функция 4 7 4 4 4

Математические выражения вводятся с помощью простого интуитивно понятного синтаксиса Просто введите вычисление, как если бы вы его записали.(мощность) и предопределенные функции sin (x), cos (x), tan (x), arcsin (x), arccos (x), arctan (x), sqrt (x), exp (x), ln (x ), log (x) и pi
Точки И запятые принимаются в качестве десятичных разделителей Точки И запятые принимаются в качестве десятичных разделителей
Список истории собирает все введенные выражения и результаты вычислений Вы всегда можете проверить, действительно ли вы ввели правильное выражение
Двойным щелчком по списку истории можно вставить старое выражение в текущее выражение Вы можете легко изменить предыдущие вычисления или использовать и комбинировать предыдущие результаты для новых вычислений
С помощью щелчка правой кнопкой мыши выбранные части или полный список истории могут быть переданы в буфер обмена Вы легко вставляете свои расчеты и результаты в любой текст
Важные фундаментальные константы доступны в единицах СИ (например, ature ‘const SI’) Удобный выбор фундаментальных констант избавляет от частого поиска в учебниках
Спектроскопические константы доступны в удобных и полезных «лабораторных единицах» (функция «const lab») Часто единицы СИ слишком неудобно для реальной лабораторной жизни.Если вы хотите, например. перевести длину оптического пути (которую вы измерили с помощью линейки в миллиметрах) во временную задержку в пикосекундах. Намного удобнее иметь скорость света непосредственно в мм/пс… Таким образом, ToptiCalcTM предоставляет некоторые важные фундаментальные константы в общей альтернативе Единицы измерения
Произвольные функции и переменные могут быть определены пользователем Вы можете легко определить свои собственные часто используемые функции и константы и сохранить их на жестком диске.Вам часто нужно рассчитать показатель преломления вашего стекла для разных длин волн? Просто определите соответствующую функцию Селлмейера. Или вам часто нужна постоянная Планка для перевода частот в энергии? Просто определите константу h.Нажатие CTRL+X в строке ввода или щелчок правой кнопкой мыши в списке истории обеспечивает очень простой и быстрый способ определить переменную со значением текущего выражения или любого более раннего вычисления, соответственно

Скачать настольную версию

Скачать мобильную версию для Android

Скачать мобильную версию для iOS

Как работает калькулятор?

Вы готовы сделать домашнее задание по математике? Подожди секунду? Мы слышали какие-то стоны? Все в порядке.Не все в восторге от домашних заданий. Для некоторых математика также может быть сложным предметом для освоения.

Но не бойся! У нас есть фантастический инструмент, который вы можете использовать, чтобы помочь с домашним заданием по математике. С помощью нескольких простых нажатий кнопок вы можете быстро рассчитать свой путь к правильным ответам. О чем мы говорим? Калькулятор, конечно!

Сегодня калькуляторы повсюду. Многие дети, вероятно, принимают их как должное. Ведь на любом смартфоне прямо на домашнем экране будет приложение-калькулятор.Вы также можете пойти в любой дисконтный магазин и купить простой калькулятор на солнечной энергии за доллар или два. Если у вас есть компьютер, вся необходимая вычислительная мощность будет у вас под рукой.

Хотя сегодня калькуляторы очень распространены, они не всегда были дешевыми и легкодоступными. На самом деле, они не появлялись до рассвета компьютерной эры. До этого вам приходилось полагаться на карандаш и бумагу или, возможно, на более старый счетный инструмент, такой как счеты.

Первые ЭВМ были разработаны в 1940-х и 1950-х годах.Эти компьютеры размером с комнату основывались на таких технологиях, как электронные лампы и транзисторы. Они представляли собой одни из первых машин с надежными вычислительными способностями и проложили путь для дальнейшего развития электронных калькуляторов несколько десятилетий спустя.

В 1957 году компания Casio Computer Company выпустила в Японии калькулятор Model 14-A. Это был первый в мире полностью электрический компактный калькулятор. Насколько он был компактен? Релейная технология, которую он использовал, была достаточно большой, чтобы калькулятор пришлось встроить в стол!

Прошло еще четыре года, прежде чем британский Bell Punch/Sumlock Comptometer ANITA был объявлен первым в мире полностью электронным настольным калькулятором.В ANITA использовалась технология вакуумных трубок меньшего размера, но она все равно весила 33 фунта.

По мере совершенствования компьютерных технологий и развития микропроцессоров калькуляторы становились меньше и дешевле. В середине 1970-х стали доступны калькуляторы, которые поместились бы в вашем кармане. К 1980-м годам калькуляторы стали достаточно доступными, чтобы стать обычным явлением во многих школах.

Как же работают эти устройства? Большинство калькуляторов основаны на интегральных схемах, более известных как микросхемы.Интегральные схемы содержат транзисторы, которые можно включать и выключать с помощью электричества для выполнения математических вычислений.

Самые простые вычисления — это сложение, вычитание, умножение и деление. Чем больше транзисторов в интегральной схеме, тем более сложные математические функции она может выполнять. Современные научные калькуляторы, например, могут выполнять невероятно сложные математические вычисления.

Как и все другие электронные устройства, калькуляторы работают, обрабатывая информацию в двоичной форме.Мы привыкли думать о числах в нашей обычной системе счисления с основанием, в которой есть десять цифр для работы: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Двоичное число система с основанием два, что означает, что есть только две цифры для работы: 0 и 1. Таким образом, когда вы вводите числа в калькулятор, интегральная схема преобразует эти числа в двоичные строки из 0 и 1.

Затем интегральные схемы используют эти строки из нулей и единиц для включения и выключения транзисторов электричеством для выполнения необходимых вычислений.Поскольку в двоичной системе есть только две опции (0 или 1), их можно легко представить, включив и выключив транзисторы, поскольку включение и выключение легко представляют двоичные опции (вкл = 0 и выкл = 1 или наоборот).

После завершения вычисления ответ в двоичной форме преобразуется обратно в нашу обычную систему счисления с основанием десять и отображается на экране калькулятора. В большинстве дисплеев калькуляторов используются распространенные сегодня недорогие технологии, такие как жидкокристаллические дисплеи (LCD) или светодиоды (LED).

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.