تابلوهای روان برق

دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می‌‌دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی ، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود. از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می‌‌سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و – به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰.۶ تا ۰.۶ ولت می‌‌باشد.

ولتاژ معکوس

هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می‌‌کنید (+ به کاتد و – به آند) جریانی از دیود عبور نمی‌کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی یا Leakage معرف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می‌‌باشد. این مقدار جریان معمولا در اغلب مدارهای الکترونیکی قابل صرف نظر کردن بوده و تاثیر در رفتار سایر المانهای مدار نمی‌گذارد. اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژ معکوس بیش از آن شود دیود می‌‌سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور می‌‌دهد. به این ولتاژ آستانه شکست یا Breakdown گفته می‌شود.

دسته بندی دیودها

در دسته بندی اصلی ، دیودها را به سه قسمت اصلی تقسیم می‌‌کنند، دیودهای سیگنال (Signal) که برای آشکارسازی در رادیو بکار می‌‌روند و جریانی در حد میلی آمپر از خود عبور می‌‌دهند، دیودهای یکسو کننده (Rectifiers) که برای یکسو سازی جریانهای متناوب بکار برده می‌‌شوند و توانایی عبور جریانهای زیاد را دارند و بالاخره دیودهای زنر (Zener) که برای تثبیت ولتاژ از آنها استفاده می‌شود.

اختراع دیود پلاستیکی (plastic diode)

محققان فیزیک دانشگاه اوهایو (Ohio State University) توانستند دیود تونل پلیمری اختراع کنند. این قطعه الکترونیکی منجر به ساخت نسل آینده حافظه‌های پلاستیکی کامپیوتری و چیپهای مدارات منطقی خواهد شد. این قطعات کم مصرف و انعطاف پذیر خواهند بود. ایده اصلی از سال ۲۰۰۳ که یک دانشجوی کارشناسی دانشگاه اوهایو ، سیتا اسار ، شروع به طراحی سلول خورشیدی پلاستیکی نمود بوجود آمد. تیم پژوهشی توسط پاول برگر (Paul Berger) ، پروفسور الکترونیک و مهندسی کامپیوتر و همچنین پروفسور فیزیک دانشگاه اوهایو رهبری می‌شود.

دیود چیست ؟

از اتصال دو لایه p & n دیود درست می شود

1. بعد از پیوند نیمه هادی نوع p & n کنار یکدیگر ، الکترونهای آزاد و حفره ها از محل پیوند عبور کرده ، با هم ترکیب می شوند و تشکیل یک لایه سد یا عایق می دهند .
2. یک منطقه تخلیه در محل پیوند ها ایجاد می شود که فاقد الکترونهای آزاد و حفره ها می باشد ، لکن اتمهایی که الکترون از دست داده و یا گرفته اند ، در دو طرف لایه سد و در منطقه تخلیه وجود دارند .
3. اتمهای یونیزه شده ، ایجاد سد پتانسیل می کنند که برای نیمه هادی ژرمانیومی حدود ۰.۲ ولت است و برای نیمه هادی سیلیسیم حدود ۰.۶ ولت است .
4. سد پتانسیل باعث که از حرکت و ترکیب بیشتر الکترونها و حفره ها در لایه سد جلوگیری به عمل آید .

بایاس دیود

وصل کردن ولتاژ به دیود را بایاس کردن دیود می گویند .

بایاس مستقیم

اگر نیمه هادی نوع p به قطب مثبت باتری و نیمه هادی نوع n به قطب منفی آن وصل شود و ولتاژ از پتانسیل سد دیود بیشتر باشد ، در مدار جریان برقرار خواهد شد .

بایاس معکوس

اگر قطب مثبت باتری به نیمه هادی نوع n وصل شود و قطب منفی باتری به نیمه هادی نوع p وصل شود ، جریانی در مدار نخواهیم داشت .

ناحیه تخلیه

برای خلاصی از ناحیه تخلیه شما مجبورید تا الکترون را از ماده نوع N به ماده نوع P حرکت دهید و سورا خها برعکس . برای انجام این عمل شما باید طرف N دیود را به طرف منفی باطری و P را به طرف مثبت وصل کنید الکترون آزاد نوع N توسط الکترود منفی دفع و به الکترود مثبت کشیده می شوند سوراخهای ماده P معکوس این حرکت را انجام می دهند وقتی اختلاف ولتاژ بین دو الکترود به قدر کافی زیاد است الکترونهای ناحیه تخلیه از سوراخ هایشان جدا می شوند و دوباره شروع به حرکت آزادانه می کنند ناحیه تخلیه از بین می رود و جریان از دیود می گذرد.

انواع دیود ها

1. دیود اتصال نقطه ای
2. دیود زنر
3. دیود نور دهنده LED
4. دیود خازنی ( واراکتور )
5. فتو دیود

چطور یک دیود نور تولید می کند؟

نور شکلی از انرژی است، نور از اجزا بسیار ریزی به نام فتون تشکیل می شود، فتون ها انرژی و لختی دارند اما جرم ندارند در واقع فتونها در نتیجه حرکت الکترونها آزاد می شوند در یک اتم الکترونها در اوربیتال ها دور هسته می چرخند الکترونهای اربیتال های مختلف مقدار انرژی متفاوتی دارند، کلاً الکترونها با انرژی بیشتر در اوربیتال های دور تر از هسته حرکت می کنند.برای یک الکترون برای پرش از یک اوربیتال پایین به بالا چیزی که باید بگیرد انرژی است برعکس الکترون وقتی از اوربیتال بالا به پایین می افتد انرژی آزاد می کند این انرژی به شکل فتون آزاد می شود، یک افت انرژی بیشتر فتون بیشتری آزاد می کند که با فرکانس بیشتر مشخص می شود .همان طور که در بخش قبل دیدیم الکترونهایی که از دیود عبور می کنند می توانند در سوراخ های لایه P بیفتند .این یک آفت از باند رسانایی به اوربیتال پایین تر است بنابراین الکترونها انرژی به شکل فوتون آزاد می کنند این در هر دیودی رخ می دهد اما فقط وقتی شما فتونها را می بینید که دیود از مواد خاصی ساخته شده باشد برای مثال اتمها در یک دیود سیلیکون استاندارد به نحوی چیده شده اند که افت الکترون فاصله کمی دارد بنابراین فرکانس فوتون ها به قدری کم است که با چشم انسان دیده نمی شود این در بخش مادون قرمز طیف نور است که لزوماً چیز بدی نیست البته LED های مادون قرمز برای کنترل های از راه دور مناسب اند .

بلوک دیاگرام یک تابلو دیجیتال

همانطور که در تصویر مشاهده میکنید، این تابلوها از بلوکهای :

• ماتریس LED
• درایورهای سطر و ستون
• پردازنده
• تجهیزات ورود اطلاعات
• حافظه

تشکیل شده‌اند.

انیمیشن در تابلو روان

انیمیشن یا متحرک سازی، فنی است که با استفاده از تعدادی تصویر ثابت به ایجاد یک تصویر متحرک می‌پردازند. در این روش تصاویر بصورت متوالی و با فاصله زمانی معین به نمایش در می‌آیند. هر تصویر با تصویر قبل و بعد خود اندکی اختلاف دارد، از طرفی به دلیل تاخیر چشم انسان در ثبت تصاویر، با نمایش هر تصویر جدید اثر آن تا نمایش تصویر بعدی در چشم باقی می‌ماند در نتیجه چشم متوجه ثابت بودن تصاویر نشده و آنها را به صورت متحرک احساس میکند.

• مقدمه     1
• ولتاژ معکوس       2
• دسته بندی دیودها  2
• دیود چیست          3
• بایاس دیود           4
• بایاس مستقیم        4
• بایاس معکوس      4
• ناحیه تخلیه          4
• تست دیود            5
• انواع دیود ها       5
• دیود اتصال نقطه ای          5
• دیود زنر 6
• دیود نوردهنده LED         6
• دیود خازنی ( واراکتور )    7
• فتو دیود  7
• دیودهای سیگنال   7
• استفاده از دیود زنر برای تهیه ولتاژ ثابت دیودهای زنر  8
• دیود تونل            9
• تابلو روان           11
• اجزای تصویر      13
• جاروب ساده        15
• جاروب یک در میان          19
• بررسی جاروب ستونی مدار عملی تابلو روان – برنامه نویسی      26
• انیمیشن در تابلو روان        31
• بررسی ساخت انیمیشن در تابلو روان 37
• متن کامل برنامه حرکت به سمت چپ در تابلو روان با جاروب ستونی        42
• منابع      57

منابع

1. The Future of the Electronic Marketplace By Derek Leebaert
2. The Gutenberg elegies: the fate of reading in an electronic age By Sven Birkerts
3. Published by Faber and Faber, 1994 ISBN 057119849X, 9780571198498 231 pages
4. Electronic Commerce: Opportunity and Challenges By Syed Mahbubur Rahman, Mahesh S. Raisinghani
5. آموزش ساخت تابلو روان – کاری از شرکت  کویر الکترونیک