 |
Излучение и защитные экраны
|
|
|
|
Медицинские исследования показали, что излучение, сопровождающее работу монитора с ЭЛТ, может весьма отрицательно сказываться на здоровье человека. Спектр этого излучения достаточно широк: рентгеновское излучение, инфракрасное, радиоизлучение, а также электростатические поля. Поэтому были разработаны защитные экраны (фильтры).
По технологии изготовления защитные фильтры бывают сеточные, пленочные и стеклянные. Их защитные свойства и цена возрастают в порядке в перечисления. Фильтры могут крепиться к передней стенке монитора, навешиваться на верхний край или надеваться на монитор.
Сеточные фильтры практически не защищают от электромагнитного излучения и статического электричества. Кроме того, они несколько ухудшают контрастность изображения. Однако эти фильтры неплохо ослабляют блики от внешнего освещения.
Пленочные фильтры также не защищают от статического электричества, но значительно повышают контрастность изображения, практически полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского излучения.
Стеклянные фильтры выпускаются в нескольких модификациях. Простые стеклянные фильтры снимают статический заряд, ослабляют низкочастотные электромагнитные поля, снижают интенсивность ультрафиолетового излучения и повышают контрастность изображения. Выпускаются также стеклянные фильтры категории "полная защита". Они обладают наиболее полной совокупностью защитных свойств: практически не дают бликов (доля отраженного света менее 1%), повышают контрастность изображения в полтора-два раза, устраняют электростатическое поле и ультрафиолетовое излучение, значительно снижают низкочастотное магнитное (менее 1000 Гц) и рентгеновское излучение. Эти фильтры изготавливаются из специального сорта стекла, легированного атомами тяжелых металлов, и имеют сложное многослойное покрытие.
|
|
|
LR-мониторы
Сейчас в основном выпускаются мониторы с низким уровнем излучения — так называемые LR-мониторы (Low Radiation). Эти мониторы обычно отвечают одной из двух спецификаций, выработанных Шведским Национальным Советом по Измерениям и Тестированию MPR (Swedish National Board of Measurement and Testing).
Мониторы должны потреблять в спящем режиме около 30 Bт, и не использовать токсичные материалы и предусматривать 100% утилизацию после истечения срока службы.
Самыми современными стандартами безопасности и здоровья считаются сегодня TCО-95/99, разработанные Шведской Конфедерацией Профессиональных Служащих и Национальным Советам Индустриального и Технического Развития Швеции (NUTEK). В этих стандартах сосредоточены самые жесткие требования, прежде всего в отношении таких показателей, как потребление энергии, тепловое и электромагнитное излучения.
Жидко кристаллические мониторы (LCD, Litluid Crystal Display)
Экран такого дисплея состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического заряда.
Жидкий кристалл представляет собой некоторое состояние, в котором вещество обладает свойствами жидкости и некоторыми свойствами твердых кристаллов. Для изготовления ЖК-экранов используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. ЖК-элемент помимо молекул кристаллов включает в себя прозрачные электроды и поляризаторы. В отсутствие электрического поля молекулы нематических кристаллов образуют скрученные спирали. В результате чего плоскость поляризации проходящего через ЖК-элемент света поворачивается на некоторый угол. Если на входе и выходе этого элемента поместить поляризаторы, смещенные друг относительно друга на такой же угол, то свет беспрепятственно может проходить через этот элемент. Если же к прозрачным электродам приложено напряжение, спираль молекул распрямляется, поворота плоскости поляризации уже не происходит и, как следствие, выходной поляризатор не пропускает свет. Примером может служить ЖК-индикатор наручных электронных часов.
|
|
|
Весь экран ЖК-дисплея — это, по сути, матрица ЖК-элементов. В настоящее время существуют два основных метода, используемых для адресации ЖК-элементов: прямой (или пассивный) и косвенный (или активный). В пассивной матрице ЖК-элементов каждая выбираемая точка изображения активируется подачей напряжения на соответствующий адресный (прозрачный) проводник-электрод для строки и соответственно для столбца. В этом случае невозможно достичь высокого контраста изображения, так как электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока. Эта проблема вполне разрешима при использовании так называемой активной матрицы ЖК-элементов, когда каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель. Контраст при использовании активной матрицы ЖК-элементов может достигать значения 100:1. Обычно активные матрицы реализованы на основе тонкопленочных полевых транзисторов (Thin Film Transistor, TFT).
Один из недостатков таких дисплеев может быть вам знаком по наручным часам, калькуляторам и т. д., которые работают с LCD-индикаторами, Если посмотреть на экран под углом, то можно увидеть только серебристую поверхность. Изображение и резкость LCD-экранов зависят от угла наблюдения, хорошее качество изображения достигается при угле наблюдения 900.
Газоплазменные мониторы
Эти мониторы состоят из двух стеклянных пластин, между которыми находится матрица газоразрядных элементов. При приложении к электродам газоразрядного элемента напряжения возникает электрический разряд красного или оранжевого свечения в газе, которым этот элемент наполнен. Газоплазменные мониторы имеют высокую контрастность. Газоплазменные мониторы предполагают использование высокого напряжения (200 вольт) и имеют небольшой срок службы, поэтому их нельзя использовать в портативных компьютерах.
|
|
|
Электролюминесцентные мониторы
Экран такого монитора состоит из матрицы активных индикаторов, дающих яркие изображения с высокой разрешающей способностью. Они имеют высокую механическую прочность и надежность, однако, отличаются большим энергопотреблением и высокой стоимостью. Поэтому в основном используются в военной технике. Наиболее распространенный цвет экрана электролюминесцентных монохромных дисплеев – желтый. Также имеются и цветные электролюминесцентные дисплеи.
УСТРОЙСТВА ВВОДА.
Клавиатура.
Клавиатура -это основное устройства ввода информации в компьютер, которое представляет собой совокупность механических датчиков воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определённую электрическую цепь.
Независимо от того, как механически реализован процесс нажатия клавиш, сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры и передаётся в виде скэн-кода на материнскую плату. Скэн-код - это однобайтовое число, которое представляет идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры, то инициализируется аппаратное прерывание, процессор прекращает работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Каждая клавиша генерирует два типа скэн-кодов: код нажатия, когда клавиша нажимается, и код освобождения, когда клавиша отпускается.
Драйвер клавиатуры – это программа, задающая значение каждой клавиши. Она является составной частью операционной системы. Её помещают в файл autoexec.bat.
Конструктивные исполнения.
Пленочные клавиатуры.
Под каждой клавишей находится пластмассовый штырь направленный вертикально. Ниже этого штыря находятся две пластина (пленки) с напыленными контактами. При нажатии штырь соприкасается с ними и замыкает цепь, в исходное состояние клавиша возвращается пружиной. Недостатком такой клавиатуры является, то, что если не смотреть на экран, то неизвестно нажата клавиша или нет. Длинное нажатие на клавишу даёт многократное отображение символа.
|
|
|
Клавиатуры со щелчком (с кликом).
Принцип внутреннего строения похож на предыдущую клавиатуру. При нажатии клавиши на такой клавиатуре механическое сопротивление клавиши тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления нужно затратить определённую силу, после чего клавиша идёт очень легко. Таким образом обеспечивается однозначный контакт. Получается более «чистое» нажатие на клавиши.
Клавиатуры с микропереключателями и герконами.
Такие клавиатуры характеризуются большой прочностью и большим сроком службы.
Герконы – это герметические контакты, которые представляют собой переключатели с пружинами контактами (в виде пластин) из ферромагнитного материала. Они помещены в герметизированный стеклянный баллончик. Контакты приходят в соприкосновение (или размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллончика (во внутренней части опускающейся клавиши).
Сенсорная клавиатура.
Принцип действия такой клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество таких элементов соответствует количеству клавиш. В момент касания пальцем контактных площадок, статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный формируемому при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, т.к. у них отсутствуют механические элементы и информация о нажатии «клавиши» (касании чувствительного элемента) формируется только электроникой. Однако за счёт этого электронная схема таких клавиатур сложнее.
Эргономические клавиатуры.
Эргономические клавиатуры имеют различные приспособления для обеспечения лучшего положения рук при работе. Наиболее популярны так называемые клавиатуры Butterfly (бабочка). На них клавиши, исходя из воображаемой средней линии делятся на две половины. Для работы десятью пальцами такое расположение обеспечивает наиболее благоприятное положение пальцев.
Другие клавиатуры снабжены шарнирами, так что клавиатура практически раскрывается от середины, как книга. За счет этого индивидуально можно установить наиболее оптимальный угол для положения рук.
Клавиатуры для слепых.
На таких клавиатурах клавиши покрыты специальным слоем, на котором расположены осязаемые точки, соответствующие алфавиту для слепых.
|
|
|
Мышь.
Мышь – это устройство ввода, предназначенное для работы в среде с графическим интерфейсом пользователя. Оно заменяет многие функции клавиатуры. Перемещение мыши вызывает соответственное перемещение указателя мыши на экране дисплея. Операция с помощью мыши выполняется при наведении указателя мыши на один из объектов экрана и нажатии одной из её кнопок. Любая мышь снабжена двумя и более кнопками. Информация о нажатии той или иной кнопки предается в контроллер мыши и обрабатывается операционной системой или прикладными программами.
Оптико-механическая мышь.
Это наиболее распространенная разновидность этого манипулятора.. С поверхностью соприкасается тяжёлый железный шарик, покрытый резиной. Ролики внутри корпуса мыши прижаты к поверхности шарика и установлены на осях с двумя датчиками. Оси вращения роликов перпендикулярны одна к другой. Датчик представляет собой оптопары (светодиод – фотодиод) и располагаются по разные стороны дисков с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещение мыши, а частота приходящих от них импульсов – скорость. Хороший механический контакт с поверхностью обеспечивается с помощью специального коврика.
Механическая мышь практически может работать на любой поверхности. Вы можете вращать шар даже пальцами(хотя в этом случае возникнут проблемы с нажатием кнопок). Но, с другой стороны, механической мыши требуется какое-то пространство (хотя вы можете водить ее по ногам, но это обычно плохо воспринимается окружающими). А кроме того, механическим частям свойственны частые поломки. Мыши имеют тенденцию к собиранию грязи, что приводит к уменьшению надежности их функционирования. Поэтому это устройство необходимо периодически чистить, хотя оно как будто работает на чистой поверхности стола.
Оптическая мышь.
Оптическая мышь работает по принципам, схожим с работой оптико-механической мыши, только перемещение мыши регистрируется не механическими валиками. Оптическая мышь посылает луч на специальный коврик, поверхность которого покрыта очень мелкой сеткой перпендикулярных линий. Этот луч после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой, которая в зависимости от типа полученного сигнала определяет направление движения мыши, основываясь либо на углах падения света, либо на специальной подсветке.
Преимущество такой мыши — достоверность и надежность. Уменьшение количества механических узлов приводит к увеличению ее срока службы. Недостаток заключается в том, что коврик для оптической мыши также должен быть специальным. При повреждении его поверхности или износе покрытия мышь производит на мониторе хаотичное перемещение курсора.
Беспроводная мышь.
Инфракрасные мыши. Крестными отцами инфракрасной мыши стали телевизоры и видеомагнитофоны с дистанционным управлением. Рядом или на компьютере установлен приемник инфракрасного излучения(инфракрасный порт), который кабелем соединяется с ПК. Движение мыши регистрируется при помощи уже известной механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник.
Преимущество свободного передвижения несколько снижается имеющимся при этом недостатком. Для безупречной передачи инфракрасного сигнала всегда должен быть установлен "зрительный" контакт между приемником и передатчиком. Нельзя, загораживать излучатель такой мыши книгами, теплопоглощающими или другими материалами, так как при малой мощности сигнала мышь будет не в состоянии передать сигнал на РС.
Инфракрасные мыши оборудуются аккумулятором или обычной батарейкой.
Радиомыши
Более интересной альтернативой является передача информации от мыши посредством радиосигнала. При этом необходимость в зрительном контакте между приемником и передатчиком отпадает.
Трекбол.
По принципу действия трекбол лучше всего сравнить с мышкой, которая лежит на спине шарообразным брюшком вверх. Трекбол имеет тяжелый корпус и большой по размеру шарик. Принцип действия трекбола такой же, как и мыши. Обычно трекбол использует оптико-механический принцип регистрации положения шарика. Также идентичен и способ передачи данных. Большинство трекболов управляются через последовательный порт.
Трекбол обладает стабильностью (неподвижностью) за счет тяжелого корпуса. Площадка для движения, необходимая для мыши, трекболу не нужна. Позиция курсора рассчитывается исключительно по вращению шарика, что повышает точность управления указателем.
Джойстик.
Устройством ввода, которое заняло прочную позицию, прежде всего, в области компьютерных игр, является джойстик. Цифровые джойстики, как правило, применяются в игровых приставках и игровых компьютерах. Для ПК в качестве устройства ввода (управления) в основном применяются аналоговые джойстики. Их можно легко отличить по типу разъема. Цифровой джойстик оснащен 9-контактным Sub-D-разъемом (гнездо), аналоговый джойстик можно узнать по 15-контактному двухрядному разъему (вилка), который подключается к игровому порту. Использование цифрового джойстика требует установки в компьютер специальной карты или применения переходника с 9-контактного на 15-контактный разъем.
Аналоговый джойстик имеет существенное преимущество перед цифровым. Цифровой джойстик реагирует, в основном, на положение управляющей ручки (влево, вправо, вверх, вниз) и статус кнопки "огонь". Аналоговые джойстики регистрируют на минимальные движения ручки управления, что, разумеется, обеспечивает более точное управление игрой. Точность управления можно увеличить, используя обработку таких сообщений, как поворот ручки управления на пол-оборота направо и налево, наискосок вниз или вверх. Подобная точность управления крайне важна для лётных имитаторов или для игр, в которых подвижные объекты должны точно позиционироваться.
Дигитайзер.
Для профессиональных графических работ дигитайзер (со световым пером) практически является стандартным устройством, так как он с помощью соответствующих программ позволяет преобразовывать передвижение руки оператора в формат векторной графики. Световое перо напоминает шариковую ручку, в которой вместо пишущего шарика вмонтирован фотоэлемент. Первоначально дигитайзер был разработан только для приложений CAПР (Систем Автоматического Проектирования), потому что в этом случае необходимо определять и задавать точное значение координат большого количества точек. Это функциональное требование при использовании обычных устройств ввода (таких как клавиатура) затруднительно, а при использовании мыши может быть выполнено неточно. В то время как мышь может интерпретировать только относительные координаты, дигитайзер способен точно определять и обрабатывать абсолютные координаты. Для этого используется специальный планшет, который помимо того, что является рабочей ("письменной") поверхностью, имеет еще и другие многочисленные функции, позволяющие непосредственно управлять соответствующими программами. Под плоскостью планшета расположена сетка проводников. Собственно в качестве средства ввода информации служат или световое перо или (чаще) круговой курсор, похожий на мышь, с помощью которого выполняется позиционирование и можно очень точно определять координаты на планшете.
Графический планшет может иметь различные размеры: для профессиональной деятельности — форматы А2 или А3, для более простых работ - меньшие размеры.
Сканеры.
Сканер – это устройство позволяющее вводить в компьютер изображение текстов, рисунков, слайдов, фото и др. графической информации.
Классифицировать сканеры можно по следующим параметрам:
1.Способ формирования изображения.
Линейный – микро датчики сканирующей головки размещаются в одну линию, и сканирование идёт построчно.
Матричный - датчик имеет форму прямоугольной матрицы, это позволяет обрабатывать оригинал целиком. В фото- и видеокамерах и нетрадиционных сканерах.
2. Кинематический механизм.
Определяющим фактором здесь является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. По этому параметру сканеры различаются на:
ручные, настольные, комбинированные.
Ручной сканер. Сканирование осуществляется вручную последовательным перемещение сканера относительно оригинала. Преимущество: низкая стоимость, небольшие размеры, широкий выбор оригинала. Недостатки: ограниченная ширина области сканирования; из-за непостоянства скорости перемещения могут возникнуть искажения.
Настольные сканеры.
К категории настольных сканеров относятся планшетные, роликовые, барабанные, проекционные.
Планшетные сканеры. В них сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. В планшетных сканерах есть крышка на петлях, позволяющая использовать в качестве источников изображения книги и другие нестандартные оригиналы. Планшетные сканеры просты и удобны в эксплуатации. Недостатки: относительно большой размер.
Роликовые – оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и попадает в поле зрения линейных датчиков. Большинство факсимильных аппаратов работает по такому принципу. Преимущество: компактность, низкая стоимость, возможность подачи листов автоматически. Недостатки: ограничение при выборе оригинала, возможность повреждение оригинала, неудобство работы с листами разного размера.
Барабанные – оригинал закрепляется на поверхность прозрачного цилиндра из оргстекла (барабана), который вращается с большой скоростью. Сканирующий датчик через крошечное отверстие пиксель за пикселем считывает изображение с высокой точностью. Преимущество: высокое разрешение, точность сканирования, широкий диапазон типа оригинала по прозрачности. Недостатки: большой размер, невозможность сканирования не гибких оригиналов, большая стоимость.
Проекционные сканеры – напоминают фотоувеличитель. Оригинал располагается на подставке под сканирующей головкой на расстоянии около 30см. Дополнительный источник света, как правило, не требуется. Механизм поворота внутри головки датчика сканирует каждую линию оригинала. Преимущество: небольшая занимаемая площадь, разнообразие оригинала и возможность их комбинирования. Недостатки: зависимость от источника внешнего освещения, ограничение на размер оригинала.
3. Тип сканируемого изображения.
Оригинальное изображение принято классифицировать по следующим типам:
Чёрно-белый;
Полутоновый;
Цветной.
4. Прозрачность оригинала.
По степени прозрачности оригиналы можно условно разделить на две большие группы:
Отражающие (непрозрачные);
Прозрачные.
|
|
|
