Tìm hiểu các dạng màn hình điện tử trên ô tô

Theo bề dày lịch sử của ngành công nghiệp ô tô, các thiết bị sử dụng trên ô tô ngày càng chất lượng và hoàn thiện hơn. Các thiết bị thể hiện thông tin cũng không phải là ngoại lệ. Những chiếc ô tô ban đầu được trang bị hệ thống hiển thị thông tin dạng số đơn giản thông qua màn hình huỳnh quang chân không VFD đến màn hình cao cấp hơn là LCD và màn hình HUD như ngày nay. Những loại màn hình này có cấu tạo thế nào và hoạt động ra sao? Hãy cùng khám phá qua bài viết sau đây

Màn hình huỳnh quang chân không (VFD)

Màn hình này bao gồm 20 đoạn huỳnh quang nhỏ được sử dụng trong đồng hồ tốc độ xe để thể hiện tốc độ dưới dạng số.

Cấu tạo

Màn hình huỳnh quang chân không hoạt động giống như ống triod và có cấu tạo gồm ba phần:

Một bộ dây tóc (Cathod) được làm bằng dây tungsten mỏng và phủ một lớp phát ra điện tử khi bị nung nóng.

20 đoạn (Anod) được phủ chất huỳnh quang.

Một lưới đặt giữa Cathod và Anod để điều khiển dòng điện. Tất cả các chi tiết này được đặt trong một buồng kính phẳng đã hút hết không khí.

Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân không

Nguyên lý hoạt động

Khi có dòng điện chạy qua các dây tóc, dây tóc này sẽ bị nung nóng đến 600°C và nó phát ra các điện tử. Các điện tử này sẽ đập vào các đoạn (Anod) được phủ chất huỳnh quang và làm nó phát sáng. Trong khi đó, lớp lưới đặt giữa Cathod và Anod sẽ đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạn huỳnh quang.

Màn hình VFD được sử dụng phổ biến cho các ô tô thế hệ cũ

Màn hình tinh thể lỏng (LCD-Liquid Crystal display)

Dùng LED làm linh kiện hiển thị có nhược điểm là tiêu thụ dòng lớn. Do đó, ngày nay người ta sử dụng các bộ hiển thị tinh thể lỏng. Chúng thuộc loại linh kiện quang điện bán dẫn.

Ở các chất lỏng thông thường, các phân tử được sắp xếp ở dạng ngẫu nhiên. Còn ở dạng tinh thể lỏng, các phân tử được sắp xếp có định hướng. Khi đặt tinh thể lỏng vào trong một điện trường, các phần tử của chúng sẽ sắp xếp theo một trật tự nhất định. Vì vậy, nếu chiếu ánh sáng vào tinh thể lỏng thì ánh sáng xuyên qua không bị phản xạ và mắt chúng ta không thể phát hiện được gì. Khi có dòng điện chạy qua tinh thể lỏng, các hạt dẫn sẽ va chạm với các phần tử làm cho chúng sắp xếp hỗn loạn, mất trật tự và do đó nếu có ánh sáng chiếu vào thì ánh sáng sẽ bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chói lên giúp chúng ta có thể nhìn thấy.

Màn hình phía trước (HUD-head up display)

Màn hình HUD cho phép hiển thị những dữ liệu tầm nhìn phía trước đầu của người lái. Màn hình này được sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay quân sự hơn 20 năm và gần đây được áp dụng cho ngành ô tô. Ưu điểm chính của loại màn hình này là người lái không cần phải quan sát thường xuyên trên bảng tableau. Nó được sử dụng đầu tiên trong ngành ô tô vào năm 1988 ở mẫu xe Nissan Silvia và nổi bật nhất là ở kiểu xe Oldsmobile Cutlass Supreme 1988.

Cấu tạo màn hình HUD trên ô tô

Nguyên lý làm việc của hệ thống

Tốc độ và nguồn cảm biến khác được kích hoạt bởi các electron, sau đó tín hiệu được truyền vào ống huỳnh quang để kích hoạt những phần trong 7 phần số hay kí hiệu đồng hồ trong ống. Sau đó các phần tử quang học sẽ xuất ra ánh sáng từ những phần này đến kính chắn gió của xe. Người lái có thể nhìn thấy những hình ảnh thực giống như đang nổi gần phía trước xe.