Prinsip Kerja Monitor CRT (Tabung), LCD dan LED

Prinsip Kerja Monitor CRT (Tabung)

Alignment (penempatan) yang presisi pada sinar elektron merupakan hal yang penting: 

Sebuah deviasi yang kecil saja dapat menyebabkan fosfor yang salah tertembak sehingga menghasilkan gambar yang buram. 

Elektron diarahkan dengan dua cara. Pertama sebuah deflection yoke–sebuah kumparan kawat yang menciptakan sebuah medan magnet–mengarahkan elektron tersebut ke bagian belakang dari muka tabung, dan menyebabkan sinar tersebut berjalan melintang dari atas ke bawah tabung tersebut. Yoke tersebut dengan komponen elektronik pendukungnya adalah bagian yang bertanggung jawab terhadap integritas dari gambar yang tampak di layar.

Sesaat sebelum elektron tersebut menyentuh fosfor, mereka melalui sebuah shadow mask atau aperture grille yang terletak sepersekian inci di belakang layar, yang menyaring tembakan elektron tersebut agar mengenai fosfor yang tepat. 

Pada sebuah monitor CRT shadow mask, selembar metal yang memiliki lubang-lubang mengarahkan elektron yang ditembakkan pada lingkaran fosfor. Pada monitor CRT aperture grille sinar diarahkan langsung melalui slot diantara kawat vertikal yang tipis. Pada kedua jenis monitor tersebut, ruang diantara lubang atau kawat tersebut (yang dikenal sebagai “dot pitch” pada jenis shadow mask dan “grille pitch” pada jenis aperture grille) menentukan seberapa detail gambar yang dihasilkan oleh monitor: Secara garis besar, semakin kecil pitch, semakin presisi penempatan sinar tersebut, sehingga semakin jelas gambar yang ditampilkan.

Resolusi sebuah monitor–yang juga berlaku sebagai pengukur tingkat kedetailan yang dapat ditawarkan oleh sebuah monitor–diukur dengan menggunakan angka pixel dan baris. Sebagai contoh, pada sebuah monitor CRT dengan resolusi 1024 kali 768, sinar elektron menyinari 1024 pixel saat melewati tabung secara horisontal dari kiri ke kanan. Saat mencapai tepi layar, sinar tersebut berhenti dan bergerak ke baris di bawahnya. Sinar ini akan melakukan proses yang sama terus-menerus hingga mencapai baris ke 768 dari pixel yang ada di layar. Saat sinar mencapai baris terbawah, ia akan kembali ke atas dan mulai bekerja kembali. 

Sebuah monitor dengan refresh rate 75Hz menyelesaikan 75 kali pekerjaan bolak-balik dari atas ke bawah selama satu detik! Bila sebuah CRT me-refresh gambar terlalu lambat, maka Anda akan melihat sebuah flicker atau kedipan di layar yang dipercayai menyebabkan kelelahan pada mata.

Prinsip Kerja Monitor LCD

LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display. Secara sederhana LCD terdiri dari dua bagian utama yaitu backlight dan kristal cair. Backlight sendiri adalah sumber cahaya yang biasanya terdiri dari 1 sampai 4 buah lampu. Lampu Backlight ini biasanya berwarna putih. 

Cara kerjanya sebagai berikut : 

Kristal cair akan menyaring cahaya backlight. Cahaya putih merupakan susunan dari beberapa ratus spektrum cahaya dengan warna yang berbeda. Beberapa ratus spektrum cahaya tersebut akan terlihat jika cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar.

Untuk mengatur level gelap/terang (brightness) caranya dalah sebagai berikut : 

Pada waktu kristal cair menutup serapat-rapatnya untuk menghasilkan warna hitam seharusnya tidak ada cahaya backlight yang menembusnya. Namun kenyataannya masih ada cahaya backlight yang bisa menembus kristal cair sehingga tidak bisa menampilkan warna hitam dengan baik. Inilah salah satu kekurangan LCD. Jadi semakin besar Contrast Ratio maka semakin bagus pula LCD dalam menampilkan warna. 

Cara paling mudah untuk mengetahui seberapa bagus Contrast Ratio LCD adalah dengan menampilkan warna hitam di layar. Jika warna hitam tersebut cenderung abu-abu maka masih ada sedikit cahaya backlight yang berhasil menembus kristal cair.

LCD bekerja dengan cara membuka dan menutup layaknya tirai. Proses buka tutup ini berlangsung sangat cepat. Karena itulah ada istilah Response Time di LCD. Response Time adalah waktu yang diperlukan untuk berubah dari posisi kristal cair tertutup rapat (waktu menampilkan warna hitam) ke posisi kristal cair terbuka lebar (waktu menampilkan warna putih). Jadi semakin cepat response time maka semakin baik. 

Response Time yang lambat akan menimbulkan cacat gambar yang disebut ghosting atau jejak gambar. Biasanya pada objek yang bergerak cepat misal sedang memutar film akan menimbulkan jejak gambar seperti beberapa bujur sangkar yang terlihat seperti persegi.

Sudut Pandang (Viewing Angle) Monitor LCD memiliki sudut pandang yang terbatas jika dibandingkan dengan monitor CRT. Gambar objek pada monitor CRT bisa dilihat dengan jelas dari sudut 180 derajat sekalipun. Namun tidak dengan monitor LCD. Jika pandangan kita sedikit bergeser dari LCD maka gambar objek akan terlihat lebih gelap atau lebih terang. Inilah yang menjadi salah satu kekurangan / kerugian monitor LCD.

Prinsip Kerja Monitor LED

LED atau Light Emitting Diode. LED adalah dioda yang dapat mengeluarkan cahaya. Karena kemampuannya itu maka LED lebih sering dipakai sebagai indikator dalam suatu alat. Ingin mengetahui lebih dalam lagi ??? Pembahasannya akan disajikan dengan bahasa yang mudah dipahami maka Ikuti terus tutorial ini.

Cara kerja LED

Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini, kita dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, seperti infrared, hijau/biru/merah dan ultraviolet.

Kita sudah tau bahwa LED adalah dioda, sehingga memiliki kutub ( polar ). Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Dan bagaimana kita dapat membedakan kutub-kutubnya??. Perhatikan bahwa 2 kawat ( kaki ) pada LED memiliki panjang yang berbeda. Kawat yang panjang adalah anoda sedangkan yang pendek adalah katoda.

Ada cara lain lagi, yaitu jika kamu melihat dari atas, kamu akan mengetahui ada sisi yang datar. Sisi yang datar itu adalah katoda. Jika kamu lihat ke dalamnya, kamu dapat membedakannya berdasarkan bentuk yang terlihat.

Dan bagaimana dengan LED bertipe surface mount ( SMD ) ?

Prinsip kerjanya masih sama, hanya bentuknya saja yang berbeda. Ada beberapa cara yang berbeda untuk menandai kutup dari LED SMD, Jadi cara yang terbaik adalah mengecek pada datasheet.

Bagaimana dalam memilih resistor ?

Mengapa kamu memerlukan resistor yang dirangkai seri dengan LED ? Karena tidak ada pengatur kuat arusnya ! LED akan terbakar jika tanpa resistor.

Arus menentukan seberapa terang sebuah LED. Lebih besar arus maka lebih terang pula LED itu. Arus pada LED seharusnya sekitar 10 – 20 mA. Ketika arus melewati sebuah LED, jatuh tegangan pada LED sekitar 1,6 V, sebenarnya tergantung pada arus juga. Jadi begitulah gunanya sebuah resistor.

Kemudian, Lihatlah datasheet sebuah LED. Lihatlah ke bawah sampai kamu melihat beberapa grafik.

Terlebih dahulu lihatlah grafik sebelah kanan. Pilihlah terang LED yang diinginkan dan pakailah grafik ini untuk menentukan arus yang diperlukan. Sebagai contoh, Kita memilih intensitas luminous ( tingkat terang gelap sebuah LED ) sebesar 1, diketahui bahwa arus sebesar 20 mA yang diperlukan.

Ini bearti bahwa arus 20 mA harus melewati LED untuk mendapatkan terangnya LED sebesar 1. Sekarang, kita dapat menghitung jatuh tegangan pada LED berdasarkan arus yang diketahui. Lihatlah grafik sebelah kiri pada 20 mA. Sekarang kamu tahu bahwa jatuh tegangannya sebesar 1,85 V. Ketahuilah bahwa jatuh tegangan pada LED tidak hanya sebuah fungsi dari arus, tetapi juga warna LED dan suhu (disebabkan perbedaan zat kimia pada LED ).

Warna Beda Potensial

• Infrared 1,6 V
• Merah 1,8 V – 2,1 V
• Jingga 2,2 V
• Kuning 2,4 V
• Hijau 2,6 V
• Biru 3,0 V – 3,5 V
• Putih 3,0 V – 3,5 V
• Ultraviolet 3,5 V

Kemudian, menentukan berapa tegangan yang digunakan untuk LED. Contohnya, jika kamu menggunakan regulator 5 V, bearti kamu menggunakan tegangan 5 V. Jika kamu menggunakan baterei 6 V, bearti tegangan yang digunakan 6 V.

Terakhir, Gunakan persamaan ini ( berdasarkan hukum Ohm, V = IR )

(tegangan yang digunakan – jatuh tegangan )/ arus forward = nilai resistor

( 6 V – 1,85 V ) / 0,02 A = 207,5 ohms

LED tidak begitu sangat sensitif terhadap nilai resistor, Jadi jangan khawatir jika kamu harus menggunakan resistor dengan toleransi besar.

Lain-lain

Ada beberapa hal penting yang sebaiknya kamu ketahui dalam datasheet LED. Yang pertama adalah sudut pandang. Sudut pandangn yang lebar bearti cahaya tidak akan sampai jauh, tetapi akan menyebar. Lampu flash pada kamera memiliki sudut pandang yang lebar.

Akan tetapi, sudut pandang yang sempit bearti cahaya lebih terkonsentrasi pada area yang lebih kecil, seperti laser.

Datasheet biasanya akan memberi kamu berupa angka tunggal, tetapi beberapa akan menjelaskan lebih detail dalam distribusi cahaya per sudut.

Dan tentunya pada grafik panjang gelombang, terdapat nilai puncaknya. Mengapa grafik ini penting ? Itu akan berguna jika kamu menggabungkan LED dengan sensor warna.

Prinsip Kerja Printer Dot Matriks dan Printer Inkjet

Prinsip Kerja Printer Dot Matriks

Printer dot matrix menggunakan head printer yang bergerak bolak-balik ke depan dan ke belakang atau ke atas dan ke bawah. Cara kerjanya mirip dengan mesin ketik, di mana ada pita yang dipukul-pukul. Namun pada printer dot matrix, pita ini dipukul-pukul oleh dot matrix. Dot matrix itu sendiri adalah sebuah array dua dimensi dari kumpulan dot-dot yang dapat membentuk huruf, simbol, dan gambar.

Printer dot matrix pertama dikenal pada tahun 1964, pada tahun 1970, sebagian besar industri printer dot matrix dimiliki oleh perusahaan Digital dan Centronics, dan Centronics lebih memilih pasar low-end dibandingkan dengan Digital. LA30, LA36, dan Centronics 101 adalah printer dot matrix pada masa awal perkembangan printer dot matrix. pada tahun 1970-1990 printer dot matrix merupakan printer yang paling dapat diandalkan dari segi hasil dan harganya.  Pada tahun 1990 mulai muncul printer dot matrix yang mendukung koneksi ke komputer menggunakan port USB.

Keuntungan printer dot matrix adalah harga cetaknya yang murah dan bisa mencetak pada kertas yang dapat menyalin apa yang dicetak di depannya pada kertas-kertas di belakangnya seperti yang dewasa ini sering kita lihat di supermarket-supermarket. Kerugiannya, printer ini berisik dan terbatas kualitas cetaknya.

Prinsip Kerja Printer Inkjet

Di dalam sebuah Inkjet Printer Bagian dari printer inkjet meliputi:

Print head – Inti dari sebuah printer inkjet, berisi serangkaian nozel yang digunakan untuk menyemprotkan tinta.

Ink Cartridge – Bergantung pada pabrik dan model printer, tinta kartrid datang dalam berbagai kombinasi, seperti terpisah cartridge hitam dan warna, warna dan hitam dalam satu cartridge atau bahkan untuk setiap tinta kartrid warna. Kartrid dari beberapa printer inkjet meliputi kepala cetak itu sendiri.
Print head stepper motor – Sebuah motor bergerak (print head dan tinta kartrid) bolak-balik melintasi kertas. Beberapa printer memiliki motor khusus agar print head printer berhenti total ketika tidak digunakan.
 Belt – semacam sabuk digunakan untuk menjalankan print head.
Stabilizer bar – Print head menggunakan stabilizer bar untuk memastikan bahwa gerakan tepat dan dapat dikendalikan.
Paper tray/feeder – Sebagian besar printer inkjet memiliki sebuah tempat untuk memuat kertas. Tempat kertas biasanya terbuka di sebuah sudut di belakang printer atau di depan, yang memungkinkan Anda untuk menempatkan kertas di dalamnya.
Rol – Seperangkat gulungan untuk jalannya kertas ke paper tray dan menarik kertas ketika print head sudah siap untuk mencetak.
Paper feed stepper motor – Ini motor untuk menggerakkan rol kertas yang diperlukan untuk memastikan gambar dicetak secara kontinu.
Power supply - printer jaman dulu mempunyai power supply eksternal, tapi sekarang sebagian besar printer sudah menggunakan power supply yang dimasukkan ke dalam printer itu sendiri.
 Control circuit – Kecil tetapi canggih yang dimasukkan ke printer untuk mengendalikan semua operasi mekanis, serta men-decode informasi yang dikirimkan dari komputer ke printer.
Interface port-Port paralel masih digunakan oleh banyak printer, tapi printer yang lebih baru sudah menggunakan port USB.
Panas vs Getaran – Beberapa jenis printer inkjet mengeluarkan tinta dalam berbagai cara. Ada dua teknologi inkjet utama saat ini digunakan oleh produsen printer:
Thermal bubble – Digunakan oleh produsen seperti Canon dan Hewlett Packard, metode ini sering disebut sebagai bubble jet. Dalam thermal printer inkjet, resistor kecil membuat panas, dan panas ini menguap ke tinta untuk membuat gelembung. Setelah menjadi gelembung, beberapa tinta didorong keluar dari nosel ke kertas. Tipikal bubble jet print head memiliki 300 atau 600 nozel kecil, dan semuanya bisa menembakkan tetesan secara bersamaan.
Piezoelectric – dipatenkan oleh Epson, teknologi ini menggunakan PIEZO kristal. Sebuah kristal terletak di bagian belakang reservoir tinta setiap nossel. Kristal menerima muatan listrik kecil yang menyebabkannya bergetar. Ketika kristal bergetar ke dalam, hal ini memaksa jumlah kecil tinta keluar dari nozzle. Ketika kristal bergetar keluar, kristal menarik lebih banyak tinta ke dalam reservoir untuk menggantikan tinta yang disemprot keluar.

Jadi, Cara kerja printer Inkjet sebagai berikut :

Disaat kita meng-klik tombol OK atau Print, ada beberapa aksi yang dilakukan.

• Aplikasi perangkat lunak yang digunakan mengirimkan data yang akan dicetak ke printer driver.
• Driver menerjemahkan data yang dikirimkan menjadi data yang dapat dimengerti oleh printer dan memeriksa apakah printer siap untuk melakukan pencetakan.
• Data kemudian dikirimkan oleh driver dari komputer ke printer dengan menggunakan antarmuka koneksi paralel/USB.
• Printer menerima data dari komputer dan sejumlah data disimpan dalam Buffer. Buffer dapat berukuran dari 512 KB RAM hingga 16 MB RAM bergantung pada modelnya. Buffer sangat berguna karena mengijinkan komputer melakukan pencetakan dengan cepat daripada harus menunggu halaman yang sebenarnya untuk dicetak.
• Jika printer dalam status idle dalam waktu yang lama, biasanya akan dilakukan proses pembersihan head print terlebih dahulu. Setelah pembersihan selesai, printer siap untuk mencetak.
• Circuit Control mengaktifkan feed motor stepper untuk mengambil kertas. Motor ini mengaktifkan roll dan mengambil kerta yang ada pada tray kertas. Ada mekanisme kecil yang melakukan pengecekan pada tray kertas. Jika ada kertas yang terdeteksi, maka pencetakan dilakukan. Tapi jika tidak terdeteksi adanya kertas, LED pada printer akan menyala dan printer mengirim alert Printer is out of paper pada komputer.
• Setelah kertas dimasukkan, print head menggunakan belt untuk berpindah posisi mengitari kertas. Motor berhenti setiap sepersekian detik memberi waktu pada print head untuk menyemprotkan titik-titik tinta pada kertas sebelum kembali bergerak. Pergerakan ini terjadi begitu cepat sehingga terlihat seperti kontinyu.
• Beberapa titik dibuat dalam sekali semprot. Head print menyemprotkan warna CMYK dalam nilai yang tepat sehingga didapat warna yang diinginkan.
• Setelah mencapai batas sisi kertas, print head kembali ke sisi awal kertas (atau pada beberapa printer print head berputar/berbalik) dan kembali mencetak.
• Proses diatas berulang hingga tercetak satu halaman penuh. Waktu yang digunakan untuk mencetak satu halamann juga bervariasi, bergantung pada kompleksitas halaman ataupun gambar yang dicetak.
• Setelah pencetakan selesai, head print diposisikan disisi lain diluar area kertas. Feed motor stepper kemudian mendorong kertas hingga kembali ke tray dan pencetakan selesai. Saat ini, kebanyakan printer sudah menggunakan tinta yang cepat kering sehingga dokumen hasil cetak dapat langsung digunakan tanpa harus menunggu smudging terlebih dahulu.

Komponen dan Prinsip Kerja CD/DVD

Komponen CD/DVD Player.

Untuk membaca benda yang sangat kecil ini kita perlu mekanisme yang sangat presisi. CD player memiliki tugas menemukan dan membaca data yang disimpan dalam bentuk tonjolan-tonjolan tersebut pada permukaan CD. Mengingat betapa kecil bentuknya, CD player memiliki perhitungan yang sangat detail. CD/DVD player terdiri dari tiga komponen dasar: 

1.    Sebuah motor yang memutar disk. Drive motor ini dikendalikan untuk memutar antara 200 dan 500 rpm (row per minute / putaran tiap menit) tergantung pada track yang sedang dibaca.

2.    Sebuah laser dan sistem lensa optik untuk membaca tonjolan pada disk.

3.    Mekanisme tracking (pelacakan) yang menggerakkan laser sehingga dapat mengikuti jalur spiral. Sistem pelacakan harus mampu bergerak pada resolusi mikron.

 

Prinsip Kerja CD/DVD.

Tugas dasar dari CD/DVD player adalah untuk memfokuskan laser pada track yang tepat. Sinar laser melewati lapisan polycarbonate, mengenai tonjolan dan memantulkannya dari lapisan aluminium dan memantul ke arah perangkat opto-elektronik yang mendeteksi perubahan cahaya. Tonjolan  memantulkan cahaya berbeda dan sensor opto-elektronik mendeteksi perubahan reflektifitas. Sistem elektronik dalam drive membaca perubahan reflektifitas untuk membaca bit yang membentuk byte.

Bagian yang paling sulit adalah menjaga agar sinar laser berpusat di jalur data. Hal ini adalah tugas dari sistem tracking/pelacakan. Sistem pelacakan, ketika CD diputar, harus terus bergerak ke sisi luar CD. Karena diameter spiral dari bagian tengah hingga tepi CD berbeda, maka kecepatan sistem pelacakan harus menyesuaikan. Oleh karena itu, ketika laser bergerak ke tepi, motor harus memperlambat kecepatan putaran CD. Dengan demikian, tonjolan yang melewati laser selalu pada kecepatan konstan, dan data yang berasal dari disk memiliki laju yang konstan.

Seperti kita ketahui, DVD memiliki kapasitas yang lebih besar dari CD. Jika CD memiliki kapasitas sekitar 700 MB, DVD bahkan dapat mencapai 4.700 MB (4.7 GB). Dapat kita asumsikan bahwa DVD memiliki jalur spiral yang lebih panjang dari CD, dan tentunya jarak antar jalur dipersempit untuk mengakomodasi data hingga 4.7 GB. Dengan demikian, DVD memili resiko rusak yang lebih besar daripada CD.

Prinsip Kerja Printer Laser

Prinsip kerja Printer Laser sebenarnya adalah Prinsip Electrik Statis, Awalnya OPC Drums diberi muatan positif oleh PCR, (Bagian ini ada di dalam Toner Catrid).

 

Kemudian Sinar Laser yang sangat kecil melewati permukaan OPC Drum untuk membentuk image tulisan atau gambar sesuai dengan data yang dikirim oleh komputer, berupa satu garis horizontal pada satu waktu. 

Cahaya Sinar Laser OPC Drum membentuk titik dengan cara mematikan dan menghidupkan cahaya untuk tempat kosong per halaman. Sinar laser tidak bergerak dengan sendirinya namun sinar laser itu dipantulkan melalui cermin yang bisa bergerak sendiri. Sinar laser ini berhenti pada titik OPC Drum dan membentuk image Electrostatic. Bagian permukaan drum yang terkena sinar laser berubah menjadi bermuatan negatif.

Setelah pola image terbentuk, serbuk toner yang tersimpan di Toner Hopper (di dalam cartridge) diambil oleh Magnetic Sleeve. Toner yang bermuatan positif melekat pada area OPC Drum yang telah membentuk image electrostastik, yaitu bagian OPC Drum yg terkena sinar laser (muatan negatif).

Kertas (dengan muatan negatif yang lebih kuat dari OPC Drum) bergerak sepanjang sabuk dan roll diatas drum yang telah dibubuhi serbuk toner yang berpola. Kertas mendorong bubuk toner dari drum untuk berpindah melekat pada kertas sehingga pola image berserbuk toner berpindah pada kertas dan siap untuk difinishing pada Fuser.

Toner yang tidak menempel pada kertas dan masih melekat pada OPC Drum akan dihapus oleh Wiper Blade dan kemudian masuk ke dalam Waste Bin (Pembuangan)

Fuser (Pemanas)

Fuser mengeringkan serbuk toner yang telah berbentuk image pada kertas agar kuat melekat pada kertas. Kemudian kertas yang telah tercetak dikeluarkan menuju tray pengeluaran kertas pada printer.

Sedangkan bagian yg memancarkan sinar laser yg kita bahas di bagian atas adalah :

Laser Scanner Assembly

Laser Scanner biasanya terdiri dari 3 unit bagian :

1.     Laser

2.     Cermin berputar

3.     Lensa

Unit laser menerima data gambar maupun text dari komputer, lalu data tersebut dipancarkan ke drum berupa titik-titik yang membentuk text atau gambar, bertahap secara horizontal pada drum.