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Mostrador de Díodo Emissor de Luz, DEL (LED) de 7 Segmentos

Mostrador de Cristal Líquido, MCL (LCD) de 7 Segmentos

Mostrador de Matriz de Pontos

Mostrador de Díodo Emissor de Luz, DEL (LED) de 7 Segmentos

Os números podem ser representados em sistemas numéricos diferentes, com bases também diferentes. Na vida quotidiana estamos habituados a representar os números utilizando os dígitos 0 a 9. É o chamado sistema decimal e é de base 10. Em electrónica digital existem dois estados, Baixo e Alto, para representar os dígitos 0 e 1. É o chamado sistema binário e é de base 2. Num número binário cada dígito é designado por bit, designação proveniente das palavras Inglesas "binary digit".

As quatro Entradas de A a D são usadas para controlar o número que aparece no Mostrador DEL (LED). As Entradas A a D são escritas na sequência "DCBA" para representarem um Número Binário de 4 bits. O peso das mesmas, na sequência, é o seguinte:

A Entrada D representa o Bit Mais Significativo: (BMS) 23 = 8
A Entrada C representa o Segundo Bit Significativo:(2oBS) 22 = 4
A Entrada B representa o Terceiro Bit Significativo: (3oBS) 21 = 2
A Entrada A representa o Bit menos Significativo : (BmS) 20 = 1

A conversão entre um Número Binário de 4 bits e o seu correspondente Número Decimal é feita pela fórmula seguinte:

Número Decimal = D x 23 + C x 22 + B x 21 + A x 20

No mundo electrónico, o Mostrador DEL de 7 Segmentos é uma das formas para mostrar os Números Árabes. Este tipo de Mostrador precede o Mostrador de Matriz de Pontos, que é muito utilizado hoje em dia. O Mostrador DEL de 7 Segmentos é composto por sete segmentos, Figura 1. Cada segmento é um DEL e são combinados para produzir representações normalizadas dos números decimais Árabes.

Figura 1: O Mostrador DEL de 7 Segmentos

O Circuito Integrado, CI (IC), do Descodificador entre o DCB (BCD) e os 7 Segmentos DCB, converte as quatro Entradas binárias de A a D em sete Saídas que activam o Mostrador DEL de 7 Segmentos. DCB significa Decimal Codificado em Binário. A Tabela 1 apresenta a correspondência entre as Entradas binárias, as Saídas do Descodificador e os números decimais de 0 a 9. A Figura 2 é um diagrama do módulo de mostrador com Descodificador entre o DCB e os 7 Segmentos DCB e o Mostrador DEL de 7 Segmentos.

Tabela 1: Tabela de Verdade conversora entre o DCB e o Descodificador de 7 Segmentos

Figura 2: Diagrama do módulo de mostrador com Descodificador entre o DCB e os 7 Segmentos DCB e o Mostrador DEL de 7 Segmentos

Mostrador de Cristal Líquido, MCL (LCD) de 7 Segmentos

O Mostrador de Cristal Líquido, MCL (LCD), é um dispositivo fino e plano, constituído por pixels de várias cores ou pixels monocromáticos dispostos como uma matriz em frente de uma fonte de Luz ou de um reflector.

A Luz propaga-se como uma Onda Electromagnética que vibra num plano perpendicular à direcção do Raio de Luz. Dentro deste plano, a direcção da vibração é, para a Luz normal, aleatória. Num MCL, o polarizador permite a passagem da Luz que vibra em certa direcção, assim, digamos que a Luz está polarizada, Figura 3.

Figura 3: A Luz é polarizada pelo polarizador

O princípio de operação de um MCL é mostrado nas Figuras 4a e 4b. Se não for aplicada uma tensão ao MCL, a Luz que entra pelo topo do mesmo é polarizada pelo primeiro polarizador. As camadas das moléculas do cristal líquido entre os dois polarizadores guiam a Luz que passa através das mesmas com um ângulo de rotação gradual. A direcção de vibração da Luz altera. Quando a Luz passa pela última camada de moléculas do cristal líquido, a rotação é de 90° em relação ao primeiro polarizador, permitindo uma vibração coincidente com o ângulo do segundo polarizador. A Luz passa através do segundo polarizador e é reflectida pelo espelho colocado no fundo. A área coberta pelo segmento apresenta-se clara.

Figura 4a: A onda de Luz é polarizada e torcida quando não é aplicada tensão

Figura 4b: A onda é bloqueada quando é aplicada tensão

Se uma tensão é aplicada entre o primeiro e o segundo polarizador, cria-se um Campo Eléctrico entre os mesmos. As moléculas do cristal líquido entre os polarizadores alinham-se directamente com a direcção do Campo Eléctrico. A Luz polarizada passa directamente por todas as camadas das moléculas do cristal líquido, vibrando perpendicularmente ao segundo polarizador. Por consequência, nenhuma Luz passa através do segundo polarizador e nenhuma Luz é reflectida pelo espelho, pelo que a área coberta pelo segmento apresenta-se escura.

Para evitar que as moléculas do cristal líquido se dividam em partículas positivas e negativas, o Mostrador não deve estar ligado a uma Tensão de CC (DC), uma vez que a direcção do Campo Eléctrico se torna fixo sob a sua acção. Assim, necessita de um sinal de relógio de onda quadrada para inverter a direcção do Campo Eléctrico.

Mostrador de Matriz de Pontos

O Mostrador de Matriz de Pontos é um dispositivo constituído por pequenos elementos emissores de luz, dispostos numa matriz de duas dimensões. Alimentando estes elementos, o Mostrador de Matriz de Pontos consegue formar caracteres com maior resolução do que os dum Mostrador com segmentos.

O Mostrador de Matriz de Pontos aceita a entrada de um Número Binário de 7 bits. O sistema mais utilizado na representação dos caracteres é o CAPTI (ASCII) (Código Americano Padrão para a Troca de Informação). O CAPTI é um sistema de codificação de caracteres utilizado na representação das informações dos caracteres na Electrónica Digital. É um código de 7 bits, que utiliza A0 a A6 na representação dos números decimais de 0 a 127, sendo A0 o BmS (LSB) e A6 o BMS (MSB).

Os primeiros trinta e dois códigos (0 a 31) em CAPTI estão reservados para códigos de controlo de equipamentos informáticos (como impressoras). Por exemplo, o código 10 representa a função de "alimentação de linha" (a impressora avança, no papel, uma linha). A Tabela 1 mostra os caracteres do código CAPTI (ASCII) que podem ser impressos.

Tabela 2: Caracteres do código CAPTI (ASCII) e correspondentes códigos decimais

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