PLC-AUTOMATIZACE - HMI - TECHNOLOGIE ZOBRAZOVÁNÍ - MECHANICKÉ DISPLEJE
Provoz webu zajišťuje:

www.hapesoft.cz

Elektromechanické displeje

Charakteristika

Principielně vycházejí ze semaforové signalizace s úpravou mechanické konstrukce a za přispění využití moderních materiálů. Elektromechanické displeje mají výhodu ve velmi dobré čitelnosti na velkou vzdálenost (podle provedení), velký úhel pozorování, nízký proudový odběr.

Elektromechanický dělený překlápěcí displej - split flap

Elektromechanický dělený překlápěcí displej byl vyvinut pro zobrazování informací na velké ploše, převáženě ve veřejných prostorách, s požadavkem na dobrou čitelnost při běžných světelných podmínkách. V době, kdy se tyto displeje začaly masivně používat, byla sice již známa technologie LED i LCD displejů ale pro svoji cenu i omezenou technologickou funkčnost (intenzita světla, životnost) nebyly tyto ještě pro velké plochy displejů používány.

Princip tohoto displeje je znázorněn na obrázku 1, konkrétně se jedná o mechanizmus pro zobrazování číslic 0-9 na jedné pozici (při zvýšení počtu zobrazovacích ploch je možno zobrazovat abecedu a specifické znaky). Celý displej se pak skládá z několika takových to mechanismů, umístěných vedle sebe do řádku. Konstrukčně je možno upravit šířku tak, že je možno na ploše zobrazovat celý text hlášení, pokud jsou tato hlášení předem známá. Prakticky je možno celou plochu displeje sestavit z různých provedení jednotlivých částí a kombinovat převážně statické informace s informacemi dynamickými.

Elektromechanický dělený překlápěcí
        displej (split flap)
Obrázek 1
Elektromechanický dělený překlápěcí displej (split flap)

Základem konstrukce jsou dva kotouče, mezi nimiž jsou umístěny "lístky", pro 10 zobrazovaných znaků, 10 lístků rovnoměrně rozložených po obvodu kotoučů a otočně uložených v čepech, taky aby se mohly otáčet - překlápět. Tyto kotouče se otáčejí společně, podle vyobrazení na obrázku 1 uprostřed proti směru hodinových ručiček. To, že se správně zobrazují dva lístky ve svislé poloze, horní přední a spodní zadní stranou je zajištěno mechanickou konstrukcí. Horní lístek je proti přepadnutí přidržován malou zarážkou. Teprve při otáčivém kroku kotoučů je tento lístek protažen pod zarážkou a překlopí se kolem čepu uložení dolu a bude viditelná jeho zadní strana. Svislou polohu lístku po překlopení zajišťuje dolní zarážka o kterou se opírají překlopené lístky. Každý lístek má na každé straně polovinu grafického symbolu a celý znak se zobrazuje správnou polohou dvou, pohledově nad sebou, lístků. Horní lístek má na čelní straně horní část znaku 4 a na jeho zadní straně je spodní část znaku 5. Dolní část znaku 4 je umístěna na zadní straně lístku 3 atd.

Pohyb kotoučů může být zajištěn rohatkovým mechanizmem na principu jednoduché cívky nebo pomocí malého motorku a převodů. Konstrukčně se pohon umisťuje do zadní části, za kotouče s lístky. Některé konstrukce mají pohon zabudován uvnitř, mezi kotouči.

Výhody: podle velikosti plochy znaku velmi dobrá čitelnost z větší vzdálenosti, velký úhel pohledu, možnost zobrazení různých symbolů, žádný nebo velmi nízký (udržovací) proudový odběr v klidovém stavu.

Nevýhody: omezený počet zobrazovaných znaků nebo hlášení (musí být dopředu znám/známa), konstrukčně a mechanicky omezen počet zobrazovaných ploch lístků, při změně obsahu informace nutnost mechanické výměny dílů jednotlivých lístků, mechanická konstrukce s rizikem opotřebení, nutnost krytování, potřeba přisvětlování za špatných světelných podmínek, vyžaduje řadič se zpětnou vazbou pro zpracování vstupních povelů a řízení sekvence změny stavu, pomalejší reakce na změny zobrazované informace ("přesypávání lístků").

Řízení: přímé řízení z PLC možné, relativně jednoduché.

Poznámka
I přes poměrně rozsáhlý výčet nevýhod se tato konstrukce displeje stále využívá v dopravních systémech a ve své době byla celosvětově nejrozšířenějším systémem velkoplošných displejů.
Horizontálně dělené zobrazování je nejobvyklejší, existují však i vertikálně dělené zobrazovače.

Matickový elektromechanický terčíkový displej - flop dot, flip disc

Elektromechanické terčíky do jisté míry představují analogii k indikaci v telefonní ústředně (viz v úvodu) a obě polohy jsou řízeny elektrickým signálem. Vlastní zobrazovací prvek je minimalizován na bod - elektromechanický terčík (flip dot) - překlápěcí tečka se zpravidla nepoužívá samostatně ale nejčastěji v maticové sestavě dalších terčíků, kdy vytvářejí plochu pro zobrazení znaků z jednotlivých bodů. Na obrázku 2 je znázorněna mechanická konstrukce zobrazovacího bodu - tečky, který využívá dvě strany pro dvě vzájemně kontrastní barev černá/žlutá. Praktické uplatnění nachází tato konstrukce u alfanumerických informačních panelů.

Elektromechanický terčík
Obrázek 2
Elektromechanický terčík (flip-dot) (vlevo), displej (vpravo)

Funkčnost zajišťuje dvojice cívek, které překlápějí feromagnetický terčík o téměř 180° tak, že je viditelná jedna ze dvou barevných ploch. Výhodou je, že toto řešení vyžaduje krátkodobé přivedení elektrické energie pouze v případě změny stavu. Složením bodů do matice pak vzniká možnost zobrazení znaků, řízení těchto mnoha bodových prvků nepatří mezi jednoduché.

Výhody: podle velikosti bodů velmi dobrá čitelnost z větší vzdálenosti, velký úhel pohledu, při dostatečném počtu bodů dovoluje zobrazovat znaky národních abeced a symboly, žádný nebo velmi nízký (udržovací) proudový odběr v klidovém stavu.

Nevýhody: pouze dvě barvy (horní/spodní plocha), velký počet prvků a vodičů, mechanická konstrukce s rizikem opotřebení, nutnost krytování, potřeba přisvětlování za špatných světelných podmínek, vyžaduje řadič pro zpracování vstupních povelů a řízení sekvence změny stavu, pomalejší reakce na změny zobrazované informace ("přesypání poloh terčíků").

Řízení: přímé řízení z PLC možné ale technicky i programově náročné, doporučuje se využití (integrovaného) řadiče displeje a komunikace s PLC po sériové lince nebo po síti.

Segmentový elektromechanický displej - vane segment

S využitím mechanického principu ovládaného elektrickým prvkem (cívka) je možno vytvořit jednoduchý symbolový prvek, který je buď ukryt (není zobrazen) nebo je vysunut (je zobrazen). Pro tuto konstrukci se využívají zobrazovací plochy o velikosti několika cm2, například jednotlivé segmenty, z nichž je možno složit 7 segmentové číslovky nebo zobrazit přímo jeden konkrétní znak/symbol. Princip je znázorněn na obrázku 3.

Elektromechanický segment
Obrázek 3
Elektromechanický segment (vane segment) (vlevo), displej (vpravo)

Funkčnost zajišťuje mikromotor (cívka/magnet), který ovládá polohování segmentu. Toto probíhá přetočením indikační plochy po obvodu kružnice o 90° tak, že v jedné poloze je plocha zobrazena a v druhé poloze je plocha skryta pod maskou segmentu, kam se přesune úzkou štěrbinou v masce.

Výhody: podle velikosti segmentů velmi dobrá čitelnost z velké vzdálenosti, velký úhel pohledu, nízký (udržovací) proudový odběr v klidovém stavu, dostatečně rychlá reakce na změnu informace, možnost paralelního přestavení, minimální počet ovládacích vodičů, principielně změnou mechanické konstrukce použít dvě "vaničky" odlišné barvy na jedné pozici segmentu.

Nevýhody: omezení na číselné znaky (zobrazení pouze několika čitelných alfa znaků), mechanická konstrukce s rizikem opotřebení, nutnost krytování, nutnost přisvětlování za špatných světelných podmínek.

Řízení: přímé řízení z PLC možné u malé počtu jednotek, u většího počtu jednotek je výhodné použít multiplexní režim nebo využití (integrovaného) řadiče displeje a komunikace s PLC po sériové lince nebo po síti.

Poznámka
Název "vane" - vanička vychází z prohnutí segmentu tak, aby při pohybu v každém okamžiku opisoval kružnici stejného průměru. Lze realizovat i ploché segmenty s nutností mechanického zvětšení štěrbiny v panelu.

PLC-AUTOMATIZACE - HMI - TECHNOLOGIE ZOBRAZOVÁNÍ - MECHANICKÉ DISPLEJE

Reference:

Split flap

  • U.S. Patent 3,501,761 Remote-Controlled Display Device for Selectively Displaying Signs or Words.
  • Oat Foundry, Philadelphia, USA

Flip dot (Flop disc)

  • Magnetically operated signs, U.S. Patent 3,303,494
  • Norman Ball, John Vardalas, "Ferranti-Packard", McGill Queen's Press, 1994, ISBN 0-7735-0983-6.

Vane segment

  • Alfa-Zeta Ltd., Poland.
 
Publikovaný obsah je určen pouze pro individuální studium.
Není povolena distribuce, prodej, přetisk a použití textu a/nebo vyobrazení (úplný, dílčí a/nebo částečný), použití ke školení a/nebo výuce (hromadné, skupinové nebo zadávané), veřejné a/nebo skupinové prezentace a ani jiné formy šíření v hmotné a/nebo nehmotné podobě.