Переворотные дисковые дисплеи: принцип работы и применение.

Введение

Электромеханический эквивалент

Дисплей с откидными дисками (или дисплей с откидными точками) — это электромеханическая технология дисплея с матрицей точек, используемая для больших наружных вывесок, особенно тех, которые подвергаются воздействию прямых солнечных лучей. Технология откидных дисков применялась для внешних указателей маршрута на автобусах и поездах в Северной Америке, Европе и Австралии, а также для табло с переменной информацией на автомагистралях. Она также широко использовалась в информационных дисплеях для населения. Некоторые телевизионные игры также использовали дисплеи с откидными дисками, в том числе канадские шоу, такие как Just Like Mom, The Joke's on Us и Uh Oh!, но наиболее известна американская игра Family Feud (с 1976 по 1995 год) и её британский аналог Family Fortunes (с 1980 по 2002 год). Польская версия игры "Семейная вражда" (Familiada) до сих пор использует эту игровую панель, приобретённую у шведской версии шоу.

Дизайн

Дисплей с перекидными дисками состоит из сетки небольших металлических дисков, чёрных с одной стороны и яркого цвета с другой (обычно белых или ярко-жёлтых), установленных на чёрном фоне. При подаче питания диск переворачивается, демонстрируя другую сторону. После переворота диски остаются в этом положении даже при отключении питания. Диск закреплён на оси, на которой также расположен небольшой постоянный магнит. Рядом с магнитом находится соленоид. Подавая импульсы на катушку соленоида с соответствующей полярностью, постоянный магнит на оси выравнивается с магнитным полем, поворачивая диск. Другая конструкция использует магнит, встроенный непосредственно в диск, с отдельными соленоидами, расположенными по концам или сбокам, для его переворота. Компьютерная система управления считывает данные, как правило, символы, и переворачивает соответствующие диски для формирования нужного изображения. В некоторых дисплеях другой конец соленоида используется для замыкания герконового выключателя, который управляет светодиодной матрицей, расположенной за диском, обеспечивая видимость в ночное время без дополнительной управляющей электроники. Используются различные схемы управления. Их основная задача – уменьшить количество проводки и электроники, необходимых для управления соленоидами. Все распространённые методы соединяют соленоиды в матрицу. Один из методов управления аналогичен принципу работы магнитной памяти: соленоиды соединены в простую матрицу. Соленоиды, находящиеся в точке пересечения двух активных линий, получают достаточный ток для переворота диска; те, которые подключены только к вертикальной или горизонтальной линии, получают лишь половину необходимой силы (поскольку магнитный поток пропорционален току, который, в свою очередь, пропорционален напряжению). Соленоиды на неактивных линиях также не срабатывают. Обычно схема управления работает сверху вниз, последовательно активируя каждую горизонтальную линию, а затем необходимые вертикальные линии для формирования строки. Весь процесс занимает несколько секунд, в течение которых слышен характерный звук переворачивающихся дисков. Другие схемы управления используют диоды для изоляции неактивных соленоидов, что позволяет переворачивать только те диски, состояние которых необходимо изменить. Это снижает энергопотребление и повышает надёжность.

The flip disc display consists of a grid of small metal discs that are black on one side and a bright color on the other (typically white or day glo yellow), set into a black background. With power applied, the disc flips to show the other side. Once flipped, the discs will remain in position without power. The disc is attached to an axle which also carries a small permanent magnet. Positioned close to the magnet is a solenoid. By pulsing the solenoid coil with the appropriate electrical polarity, the permanent magnet on the axle will align itself with the magnetic field, also turning the disc. Another style uses a magnet embedded in the disc itself, with separate solenoids arranged at the ends or side to flip it. A computerized driver system reads data, typically characters, and flips the appropriate discs to produce the desired display. Some displays use the other end of the solenoid to actuate a reed switch, which controls an LED array behind the disc, resulting in a display that is visible at night but requires no extra drive electronics. Various driving schemes are in use. Their basic purpose is to reduce the amount of wiring and electronics needed to drive the solenoids. All common methods connect the solenoids in some sort of matrix. One driving method is similar to that of core memory: the solenoids are connected in a simple matrix. Those solenoids at the crossing point of two powered wires are driven with enough current to flip their discs; those powered on only the vertical or horizontal line see only half of the required force (as flux is proportional to current, which in turn is proportional to the voltage). Those on unpowered lines also do not flip. Typically, the driving scheme works its way from top to bottom, powering each horizontal line "on" and then powering the needed vertical lines to set up that row. The whole process takes a few seconds, during which time the sound of the discs being flipped over is quite distinctive. Other driving schemes use diodes to isolate non driven solenoids, which allows only the discs whose state needs changing to be flipped. This uses less power and may be more robust.

История

Дисплей с перелистывающимися дисками был разработан Кенионом Тейлором в Ferranti Packard по заказу Trans Canada Air Lines (ныне Air Canada). К тому времени, как система была запатентована в 1961 году, TCA уже утратила интерес, а руководство Ferranti не видело в проекте особого потенциала. Первая значительная возможность для этой системы появилась в 1961 году, когда Монреальская фондовая биржа решила модернизировать способ отображения торговой информации. Некоторые производители предлагают комбинированные дисплеи, использующие технологии Flip Dot и LED одновременно (каждый диск имеет свой светодиод), объединяя таким образом их преимущества. Например, чешская компания BUSE из Бланско поставляет собственные запатентованные дисплеи DOT LED (использующие только технологию DOT и только светодиоды) в Центральной и Восточной Европе. Эта комбинированная технология применялась для наружных дисплеев большинства новых автобусов и трамваев.