a12) Monitory

Monitory a klávesnice počítačů

Na začátku využívání počítačů se monitory používaly více pro zobrazování textu a většina softwaru byla takto orientována. Pro grafické aplikace byly monitory CGA (Color Graphic Adapter) používané pro počítače se systémem DOS nedokonalé pro svoji neschopnost zobrazit více než 4 barvy z 16 možných.

Moderní barevné monitory místo 4 barev nabízejí paletu minimálně 256 barev, některé tisíce až miliony barevných odstínů. Místo kostrbatých čar s velmi nízkou hustotou bodů - u CGA 200 řádků po 640 bodech - se dnes nabízí hustota 768 řádků po 1024 barevných bodech i více. Barevný bod (anglicky pixel) je nejmenší logickou jednotkou, kterou můžeme použít pro vytvoření obrazu na stínítku obrazovky. Jeden barevný bod je obvykle vytvářen několika spojujícími se světelnými body. Tajemství dnešních obrazovek spočívá v kombinaci adaptérů VGA (Variable Graphics Array) a přizpůsobivých monitorů, které umějí pracovat s různými typy signálů. Starší adaptéry obrazovek používaly výhradně digitální informaci, což znamenalo, že barevný bod byl pouze zapnut nebo vypnut a bylo tedy těžké dosáhnout jemnějších barevných odstínů. Princip VGA používá analogový signál, který digitální informaci převádí na různé úrovně napětí, jimiž se dá měnit jas barevného bodu.

Princip stolního monitoru VGA

Digitální signály z operačního systému nebo aplikačního software jsou přijímány adaptérem VGA (někdy vestavěným do základní desky počítače). Adaptér nechá signál projít obvodem DAC (Digital to Analog Converter) zvaným digitálně analogový převodník. Obvody DAC jsou většinou uloženy v jednom speciálním čipu, který ve skutečnosti obsahuje převodníky tři - po jednom pro každou ze tří základních barev používaných na obrazovce: červenou, modrou a zelenou. Obvody DAC převádějí číselné hodnoty zasílané počítačem na analogové tabulky, které obsahují příhodné úrovně napětí pro tři základní barvy potřebné na namíchání barvy jednoho barevného bodu. Podle velikosti paměti adaptéru VGA lze například najednou uložit 256 barev. Adaptéry SVGA, které mají více paměti mohou pracovat s více barvami a pro vyšší rozlišení i s více barevnými body. Adaptér vysílá signály do tří elektronových děl umístěných v zadní části obrazovky. Každé elektronové dělo vystřeluje proud elektronů pro jednu ze tří základních barev. Intenzita proudů je řízena signály, přicházejícími z adaptéru. Adaptér vysílá rovněž signály do zařízení v hrdle obrazovkové trubice, které paprsek zaostřuje a směřuje. Část tohoto zařízení - magnetické vychylovací cívky - využívají elektromagnetické pole pro pohyb proudu elektronů. Signály zasílané do vychylovacího zařízení určují rozlišení monitoru - počet barevných bodů vodorovně a svisle a také obnovovací kmitočet, který udává, jak často se obrázky na stínítku obnovují.

Nasměrovaný paprsek prochází otvory v kovové desce (tzv. stínící masce). Účelem masky je udržet cílovou polohu elektronového paprsku na vnitřní straně stínítka obrazovky. Otvory ve většině stínících mřížek jsou uspořádány do trojůhelníků s výjimkou obrazovky Sony Trinitron, kde jsou uspořádány jako rovnoběžná mřížka.

Elektrony dopadnou na fosforový povlak vnitřní strany stínítka (fosfor je materiál, který po dopadu svazku elektronů září). Používají se tři rozdílní fosforové materiály - pro červenou, zelenou a modrou barvu. Čím silnější je svazek elektronů, který na fosfor dopadá, tím více fosfor světla vyzařuje. Když je zasažen červený, zelený i modrý bod stejnou silou elektronových paprsků, má to za následek vytvoření bílého bodu. Pro namíchání různých barev se intenzita každého ze tří paprsků mění. Jakmile paprsek fosforový bod opustí, tento bod rychle dohasíná, což je jev, zvaný setrvačnost. Aby byl obrázek vidět trvale, musí být fosforové body opakovaně zažíhány dopady svazků elektronů z elektronového děla.

Když elektrony dokončí pouť přes stínítko ve vodorovném směru, paprsek elektronů se vypne na dobu, po kterou elektronové dělo mění zacílení elektronových paprsků zpět na levý okraj stínítka právě o bod níž, než byl předchozí řádek. Tomuto procesu říkáme řádkování (rastrování).

Magnetické vychylování plynule mění úhel, pod kterým se elektronový paprsek ohýbá tak, že postupně putuje přes celé stínítko z levého horního do pravého dolního rohu. Celé cestě přes obrazovku říkáme pole. Po ukončení pole se paprsek vrátí do levého horního rohu, aby zahájil práci na novém poli. Obrazovka se normálně obnovuje (refresh) asi 72 krát za sekundu.

Některé adaptéry pracují v každém poli ob řádek. Tomuto procesu říkáme prokládané řádkování. Umožňuje dosáhnout adaptéru větší hustotu - více řádků - s menšími náklady na součástky.

Skládání barev u monitorů a tiskáren:

RGB barevný model je aditivní barevný model, ve kterém je smícháno společně červené, zelené a modré světlo různými cestami k reprodukci barev

CMYK je barevný model založený na subtraktivním míchání barev (mícháním od sebe barvy odčítáme, tedy omezujeme barevné spektrum, které se odráží od povrchu). CMYK se používá především u reprodukčních zařízení, která barvy tvoří mícháním pigmentů (např. inkoustová tiskárna). Model obsahuje čtyři základní barvy:

• azurovou (Cyan);
• purpurovou (Magenta);
• žlutou (Yellow);
• černou (blacK), označovanou také jako klíčovou (Key).

Klávesnice:

- s kapacitní vazbou *)

- s galvanickou vazbou

U klávesnice s kapacitní vazbou stisknutí klávesy stlačí pružinu a způsobí, že se plunžrový píst z plastu a kovu přiblíží ke dvěma podložkám, které mají velkou plochu pokrytou směsí cínu, niklu a mědi. Podložky jsou spojeny s tištěnými obvody elektronické desky klávesnice a vytvářejí kondenzátor. Dosedne-li kovový plunžrový píst mezi obě podložky, sníží velikost napětí mezi nimi a způsobí malý, zjistitelný proud v obvodu napojeném na kondenzátor.

U klávesnice s galvanickou vazbou způsobí stisknutí klávesy stlačení sloupku pěnové gumy. Pěnová guma zapůsobí na štítek z plastu, který spojí dvě plošky z plastu, jejichž protilehlé plochy jsou opatřeny kovovou fólií. Tak dojde ke galvanickému spojení a průchodu proudu do příslušných tištěných spojů.

Mikroprocesor vestavěný do klávesnice, jako je třeba Intel 8048, neustále sleduje obvody vedoucí ke klávesám. Zajímá ho zvětšení nebo zmenšení proudu v obvodu stisknuté klávesy. Zjištěním změny proudu může procesor poznat jednak to, kdy byla klávesa stisknuta a pak, kdy byla opětovně uvolněna. Aby mohl být rozlišen skutečný signál od náhodného proudového kmitu, opakují se vyhledávací cykly mnohokrát za sekundu. V závislosti na tom, ze kterého obvodu přijde do mikroprocesoru signál, vygeneruje mikroprocesor číslo, kterému říkáme kód klávesy. Jeden pro okamžik, kdy je klávesa stisknuta a druhý, když je klávesa opět uvolněna. Procesor uloží číslo do vlastní paměti klávesnice, odtud je pak pošle do obvodů BIOSu a ten přetransformuje kód klávesy do kódu ASCII.

LCD displej

Liquid crystal display - při zobrazování jednotlivých barevných bodů RGB hrají významnou roli tekuté krystaly. Jejich pohyb je ovládán elektrickým polem

pitva LCD monitoru: LCD