बहुसंकेतन एलसीडी संकेतों का डिकोडिंग

इस लेख में मैं बात करूँगा कि संकेतों के संदर्भ में लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) कैसे काम करता है, इन संकेतों को अपने स्वयं के उद्देश्यों के लिए कैसे डिकोड और उपयोग किया जाता है।

कभी-कभी एलसीडी के संचालन के बारे में सवाल उठते हैं। उदाहरण के लिए, डिवाइस की स्क्रीन बह गई है, लेकिन इसे बदलने के लिए कुछ भी नहीं है:



या एलसीडी स्क्रीन बहुत छोटा है, यह अंधेरे में दिखाई नहीं देता है, और कार्य एलसीडी के बजाय एक एलईडी या अन्य डिस्प्ले में आउटपुट परिवर्तित करना है।

मैं भी इस तरह की समस्या से मिला: एक एयर कंडीशनर है, और इसकी परिचालन विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए स्क्रीन पर "स्नोफ्लेक" प्रतीक दिखाई देने पर एक अतिरिक्त प्रशंसक चालू करना आवश्यक है।



मुझे लगता है कि आप इस तरह के कई मुद्दों के साथ आ सकते हैं, और सामान्य कार्य यह सीखना है कि एलसीडी पर प्रदर्शित जानकारी को कैसे डिकोड किया जाए और इसका उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए किया जाए।

लिक्विड क्रिस्टल संकेतक, उनकी शारीरिक विशेषताओं के कारण, दो मुख्य आवश्यकताओं की पूर्ति की आवश्यकता होती है:

1. इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज कम से कम तीन वोल्ट होना चाहिए।
2. किसी भी डीसी घटक के बिना इलेक्ट्रोड में वैकल्पिक वोल्टेज को लागू करना आवश्यक है।

यदि आप पहली आवश्यकता को पूरा नहीं करते हैं और आम और खंड इलेक्ट्रोड के बीच 3 वोल्ट से कम का वोल्टेज लागू करते हैं, तो सेगमेंट बस दिखाई नहीं देगा।

यदि दूसरी आवश्यकता पूरी नहीं की जाती है, तो संकेतक काफी जल्दी खराब हो सकता है (तरल क्रिस्टल खराब हो जाएगा)। पहले मुद्दों के संकेतक दूसरी आवश्यकता को पूरा करने में विफलता से विशेष रूप से बुरी तरह से पीड़ित थे, और अच्छी तरह से एक स्थिति हो सकती है जहां उपयोगकर्ता को हमेशा संकेतक पर समय होता था जब घड़ी में बैटरी खत्म हो जाती थी।



एलसीडी आम और खंड इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है। खंड इलेक्ट्रोड एलसीडी के एक तरफ स्थित हैं, आम - इसके विपरीत। उनके बीच तरल क्रिस्टल होते हैं। यदि एक वैकल्पिक वोल्टेज लागू किया जाता है, तो तरल क्रिस्टल ध्रुवीकरण के अपने विमान को बदल देंगे और, सूचक के किनारों पर ध्रुवीकरण फिल्टर को ध्यान में रखते हुए, स्वयं के माध्यम से प्रकाश पारित नहीं करेंगे, और खंड काले रंग में प्रदर्शित किया जाएगा।



यहां एक कैलकुलेटर संकेतक की एक तस्वीर है जहां इलेक्ट्रोड दिखाई देते हैं।



जैसा कि मैंने कहा, एक वैकल्पिक वोल्टेज को सेगमेंट और आम इलेक्ट्रोड के बीच लागू किया जाना चाहिए। इसकी आवृत्ति 30 हर्ट्ज से अधिक होनी चाहिए। एक साइनसॉइड के बजाय, या तो एक विशेष आकार या एक मेन्डंडर के संकेत दिए गए हैं (एक मेन्डेर एक आयताकार आकार का एक आवधिक संकेत है जिसमें नाड़ी अवक्षेप और ठहराव बराबर होते हैं), जिसे कुछ धारणा के साथ, एक सरल साइनसॉइड भी माना जा सकता है।

सबसे सरल एलसीडी में एक सामान्य इलेक्ट्रोड होता है। संकेतक में निष्कर्षों की संख्या सेगमेंट की संख्या और कुल आउटपुट के बराबर है।

एक मेजर को सामान्य निष्कर्ष पर खिलाया जाता है। लेकिन खंडों पर - एक मेयर भी। अंतर यह है कि यदि खंड को प्रदर्शित किया जाना है, तो नाड़ी और अंतराल (चरण, सामान्य इलेक्ट्रोड के संकेत के सापेक्ष) परस्पर जुड़े होते हैं। यदि खंड को प्रदर्शित नहीं किया जाना चाहिए, तो चरण मेल खाते हैं।



सूचक के दृष्टिकोण से, जब चरण संयोग करते हैं, तो इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज हमेशा 0 वोल्ट होता है। और अगर चरण संयोग नहीं करते हैं, तो इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज हमेशा बारी-बारी से होता है और 3 वोल्ट के बराबर होता है।

एक सामान्य इलेक्ट्रोड के साथ संकेतक का आउटपुट काफी सरल है, लेकिन यदि खंडों की संख्या बड़ी है, तो संकेतक वायरिंग और नियंत्रक पर आउटपुट पोर्ट की संबंधित संख्या के आरक्षण की लागत तदनुसार बढ़ जाती है।

सेगमेंट की संख्या को कम करने के लिए, दो या अधिक सामान्य इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। एक तरफ, यह खंड आउटपुट की संख्या को महत्वपूर्ण रूप से कम कर देता है, लेकिन दूसरी ओर, यह सिग्नल जनरेशन के संदर्भ में आउटपुट को जटिल बनाता है। सिग्नल मल्टीप्लेक्सिंग में विचार यह है कि एक सेगमेंट आउटपुट दो या अधिक सेगमेंट को प्रदर्शित करने के लिए जिम्मेदार है।

यदि एक सामान्य सिग्नल के साथ एक संकेतक में एक सेगमेंट को लगातार नियंत्रित किया जाता है, तो एक सेगमेंट को नियंत्रित करने के दौरान समय अंतराल की संख्या को गुणा करने के दौरान एक कॉमन सिग्नल की संख्या से विभाजित किया जाता है। यही है, सामान्य सिग्नल COM1 वाले सेगमेंट को पहले नियंत्रित (प्रदर्शित या शमन) किया जाता है, अगली बार अंतराल में कॉमन सिग्नल COM2 इत्यादि से जुड़े कॉमन सिग्नल की संख्या द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

चूंकि एक खंड को नियंत्रित करने के समय के अंतराल को कम किया जाता है, इसलिए इसके प्रदर्शन का समय तदनुसार कम हो जाता है, और अधिक सामान्य संकेत, एक पूरे के रूप में छवि के विपरीत कम होता है।

कई सामान्य संकेतों के साथ एक साधारण मेंडर के बजाय, मध्यवर्ती वोल्टेज के साथ एक विशेष रूप के संकेतों को लागू करना आवश्यक है। ऊपर वर्णित दो आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मध्यवर्ती वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

मैंने एक छोटा वीडियो शूट किया, जहां आप एक ऑक्सिलोस्कोप ऑसिलगोग्राम पर एक वास्तविक घड़ी से एक आम इलेक्ट्रोड और तीन सामान्य लोगों के साथ एक कैलकुलेटर देख सकते हैं।




यह MK-62 इलेक्ट्रॉनिक्स कैलकुलेटर सर्किट का हिस्सा है। सूचक तीन सामान्य इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है। आरेख सामान्य और खंड इलेक्ट्रोड की वायरिंग दिखाता है।

पूरी योजना यहां उपलब्ध है ।



सुविधा के लिए, मैंने आम इलेक्ट्रोड की जिम्मेदारी के क्षेत्र को खिल दिया है। आरेख में, आम इलेक्ट्रोड को O1, O2 और O3 के रूप में नामित किया गया है।

मैंने खंडों को भी रंग दिया है, ताकि यह देखना सुविधाजनक हो सके कि खंडों के निष्कर्ष के लिए कौन से खंड जिम्मेदार हैं।



खंडों और सामान्य निष्कर्षों पर लगाए गए संकेतों के नाड़ी आकार के आरेख पहली नज़र में खौफनाक लगते हैं। लेकिन अगर आप देखें, तो आप समझ सकते हैं कि यह कैसे काम करता है:



पहले तीन भूखंड आम इलेक्ट्रोड के अनुरूप हैं। मैंने आरेख में संकेतक के आंकड़े के अनुसार उन्हें फूल दिया।



हम केवल संकेतों के रंगीन "अलमारियों" में रुचि रखेंगे, जिनके स्तर तरंग के शीर्ष पर हैं। ये ऐसे क्षण होते हैं जब खंडित आउटपुट नियंत्रित (प्रदर्शित या बंद) होते हैं।

इन आरेखों में यह देखा जाता है कि सबसे पहले, नीचे "O2" काम करता है, फिर O1, फिर O3। इसके बाद, उसी तरह से अलमारियों (केवल शीर्ष पर), पहले ओ 2 पर, फिर ओ 1 और फिर ओ 3 पर। इसलिए वे बारी-बारी से वोल्टेज की स्थिति का निरीक्षण करते हैं।



अब जब आम संकेतों के आरेख "डिकिफ़र्ड" हैं, तो आप खंड संकेतों के आरेखों को देख सकते हैं, जिन्हें मैंने चित्रित किया है। ये प्लॉट पहले परिचित में अंक 0. (एक डॉट के साथ) के संकेतक पर वास्तविक प्रदर्शन से हैं।

खंड और आम संकेतों के दालों के आकार को पहली आवश्यकता की पूर्ति की गणना के साथ चुना जाता है - इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज तीन वोल्ट के बराबर होना चाहिए। तरल क्रिस्टल और ध्रुवीकरण फिल्टर केवल तीन वोल्ट पर प्रदर्शित होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, और यदि वोल्टेज कम है, तो खंड दिखाई नहीं देंगे।

आप स्वतंत्र रूप से यह पता लगा सकते हैं कि संबंधित सामान्य सिग्नल आने पर कौन से सेगमेंट प्रदर्शित होंगे या बाहर जाएंगे।

अब - हम मैपिंग सेगमेंट के सिद्धांत का पता लगाने के बाद, आप एक काफी सरल डिकोडर बना सकते हैं।

जब मैंने लिखा कि इलेक्ट्रोड के बीच एक वैकल्पिक वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए, यह सही और सही है, लेकिन केवल इलेक्ट्रोड के दृष्टिकोण से। हम महान आइंस्टीन की खोज का लाभ उठाते हैं, जो कहता है: "सब कुछ सापेक्ष है," और खुद को सिग्नल पोल (नकारात्मक) में से एक में संलग्न करें। अन्य सभी स्तर स्वतः सकारात्मक हो जाएंगे।

ऊपर दिए गए आरेख में, डेवलपर्स पहले से ही एक बहु-ध्रुवीय वोल्टेज से दूर चले गए हैं और 0 और -3 वोल्ट के स्तर के साथ सिग्नल बनाए हैं।

चूँकि हमारे डिवाइस का तर्क सकारात्मक है, हम मान लेंगे कि हमारे सर्किट में -3 ​​वोल्ट के रूप में दिखाए गए वोल्टेज शून्य होंगे, और 0 वोल्ट का वोल्टेज प्लस तीन वोल्ट है।

हमारी योजना में, जब निचला शेल्फ आता है, तो यह 0 वोल्ट होगा (जीएनडी सिग्नल ग्राउंड है)। जब शीर्ष शेल्फ आता है, तो यह +3 वोल्ट होता है। और शेष वोल्टेज को साइनसॉइड बनाने के लिए बनाया गया है, और हम उन्हें अनदेखा करेंगे।



हमें दो तुलनित्र लगाने की आवश्यकता है। तुलनित्र बस काम करता है: इसमें दो इनपुट (सकारात्मक और नकारात्मक) और एक आउटपुट होता है। जब सकारात्मक इनपुट पर वोल्टेज ऋणात्मक से अधिक होता है, तो एक आउटपुट पर दिखाई देता है, और इसके विपरीत - जब सकारात्मक आउटपुट पर वोल्टेज नकारात्मक से कम होता है, तो आउटपुट शून्य होता है।

पहला तुलनित्र (ग्रीन लाइन) समग्र सिग्नल के शीर्ष शेल्फ के आगमन को ट्रैक करेगा। दूसरा तुलनित्र (लाल रेखा) खंड संकेत के आगमन को ट्रैक करेगा। ग्रीन लाइन स्तर पहले तुलनित्र के ऋणात्मक इनपुट को खिलाया जाता है, और लाल रेखा स्तर दूसरे तुलनित्र के ऋणात्मक इनपुट को खिलाया जाता है। क्रमशः तुलनित्रों के सकारात्मक आदानों पर, एक सामान्य संकेत और एक खंड संकेत दिया जाता है। सामान्य सिग्नल का स्तर शीर्ष पर चुना गया है, और नीचे का खंड स्तर - उस क्षण को "पकड़ने" के लिए जब खंड प्रदर्शित होता है (वही 3 वोल्ट)। अन्य मामलों में, यह प्रदर्शित नहीं होता है। कैलकुलेटर योजना में सबसे कम आरेख पर ध्यान दें - वे क्षण जब अन्य खंडों को जलाया नहीं जाता है - वहां संकेत ऊपरी या निचले स्तर तक नहीं पहुंचते हैं।

नतीजतन, समकक्षों के आउटपुट पर पीले ऊर्ध्वाधर रेखा के क्षण में, हम संकेतों के बीच अंतर के तीन वोल्ट पकड़ेंगे जब खंड चालू होता है और 0 वोल्ट तब होता है जब यह चालू नहीं होता है।

इसलिए, हमने उस क्षण को पकड़ा जब वांछित खंड प्रदर्शित होता है (या बुझा हुआ)। अब इस पल को तय करने की जरूरत है। इस क्षण को ठीक करने के लिए, हम एक कोड का उपयोग करेंगे जिसमें एक प्रकार 74HC374 होगा। रजिस्टर इनपुट के लिए, हम तुलनित्र नंबर 2 से एक संकेत देते हैं, जहां खंड संकेत को ट्रैक किया गया था, और कुंडी के क्लॉक इनपुट के लिए, तुलनित्र नंबर 1 से आउटपुट, जहां तार्किक इकाई को आम संकेत के आगमन के क्षण में हम शुरू करेंगे।

सीएलके इनपुट के पॉजिटिव जंप पर रजिस्टर क्लिक के बाद, सिग्नल तब तक अपने आउटपुट पर नहीं बदलेगा जब तक कि आम सिग्नल के पॉजिटिव शेल्फ के नए आगमन की जरूरत न हो।

एक सेगमेंट को ट्रैक करने के लिए (इसे स्नोफ्लेक प्रतीक होने दें), आरेख इस तरह दिखेगा:



यहाँ, आरेख में, तुलनित्र U1 खंड संकेत के निचले शेल्फ पर नज़र रखता है, जिसका स्तर चर अवरोधक RP1 पर उस सेट से कम होगा, और इसके आउटपुट पर शून्य सेट करता है। दूसरा तुलनित्र सामान्य सिग्नल के ऊपरी शेल्फ के आगमन की निगरानी करता है और रजिस्टर को एक सकारात्मक बढ़त के साथ देता है।

संधारित्र सी 1 को सामान्य स्तर का पता लगाने में थोड़ी देरी करने और निर्धारण के क्षण को सामान्य स्तर की शुरुआत में नहीं बदलने के लिए आवश्यक है (इस समय, खंड एक देर हो सकता है या कुछ लेनदेन होगा), लेकिन थोड़ी देर बाद (चित्र में शेल्फ के बीच में एक पीली रेखा है)। जब खंड प्रदर्शित किया जाता है तो रजिस्टर का आउटपुट तार्किक शून्य होगा, और खंड प्रदर्शित नहीं होने पर एक तार्किक इकाई।

प्रत्येक खंड का पता लगाने के लिए इस तरह की योजना की आवश्यकता है। ऐसी योजना की मुख्य जटिलता यह है कि प्रत्येक खंड और सामान्य संकेत के लिए एक अलग तुलनित्र की आवश्यकता होती है, और रजिस्टर आउटपुट की संख्या खंडों की संख्या के बराबर होती है। लेकिन दूसरी ओर, ये सभी तुलनित्र और रजिस्टर अब एक पैसा के लायक हैं।

काम को आसान बनाने के लिए और मेरे द्वारा लिखी गई हर चीज की संचालन क्षमता की जांच करने के लिए, मैंने एक छोटा स्कार्फ बनाया, जिस पर मैंने कई तुलनित्र और रजिस्टर फैलाए।





योजनाबद्ध: habrastorage.org/webt/wk/1i/kg/wk1ikgqdavyjnxcqsqlr2174jke.jpeg

सर्किट का वर्णन एक सेगमेंट के लिए समान है, केवल 16 सेगमेंट से गुणा किया जाता है और एक या दो कॉमन सिग्नल (संख्या को जम्पर द्वारा चुना जाता है)।

बोर्ड विवरण और कॉन्फ़िगरेशन को बचाने के लिए पारगमन इनपुट और शक्ति और तुलनित्र स्तर के आउटपुट प्रदान करता है।

यहां एक और वीडियो है जो इस बोर्ड के संचालन का वर्णन करता है और दिखाता है कि पता लगाने का काम कैसे होता है:


एक कैलकुलेटर का पता लगाना केवल अकादमिक उद्देश्यों के लिए दिलचस्प है, और खुद के लिए, इन बोर्डों के आधार पर मैंने एक वास्तविक उपकरण बनाया - सोवियत इलेक्ट्रॉनिक्स 55 घड़ी पर आधारित एक एलईडी घड़ी।








घड़ी में काफी सेगमेंट हैं, और मुझे चार बोर्ड का उपयोग करना था।

ये बोर्ड रजिस्टरों के आउटपुट को बहुसंकेतन की अनुमति भी देते हैं। यही है, प्रत्येक रजिस्टर के आउटपुट को एक 8-बिट बस में जोड़ा जा सकता है। बोर्ड आउटपुट को अक्षम करने के लिए प्रदान करते हैं (प्रत्येक रजिस्टर पर पैर 1)। अक्षम करने के लिए, प्रत्येक रजिस्टर को एक तार्किक इकाई प्रदान की जाती है (उदाहरण के लिए, 74HC137 प्रकार मल्टीप्लेक्स चिप से), और एक तार्किक शून्य रजिस्टर में भेजा जाता है जिसमें से डेटा को हटाया जाना चाहिए। फिर, वैकल्पिक रूप से वांछित रजिस्टर का चयन करते हुए, आप एलसीडी बस से डेटा पढ़ सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक और माइक्रोकंट्रोलर के साथ, और फिर इसे अपने विवेक पर संसाधित कर सकते हैं। इसके अलावा, चयन को किसी भी गति पर डिकोडिंग सर्किट से अतुल्यकालिक रूप से बनाया जा सकता है।

यह है कि आप एलसीडी से जानकारी कैसे पढ़ सकते हैं और इसे अपने उद्देश्यों के लिए उपयोग कर सकते हैं। आपका ध्यान के लिए धन्यवाद।