Informacijai perduoti jau seniai naudojamos įvairiaspalvės šviesos. Elektronikoje signalas - tai elektros srovė, įtampa arba elektromagnetinis laukas, kuris naudojamas energijai ar duomenims perduoti. Paprasčiausia signalo forma yra nuolatinė srovė, kuri įjungiama ir išjungiama.
Naudojantis elektronikos prietaisais susiduriama su dviejų tipų signalais: analoginiais ir skaitmeniniais. Prietaisai gali sąveikauti su aplinka naudojantis analoginiais signalais, tačiau mikroprocesoriai, kompiuteriai ir daug kitų loginių įrenginių yra sudaryti iš skaitmeninių signalų komponentų. Šie du signalų tipai yra skirtingos prietaisų komunikacijos išraiškos.
Analoginiai ir skaitmeniniai signalai
Analoginiai signalai
Analoginis signalas yra bet koks nepertraukiamas signalas, aprašomas konkrečiu laiko intervalu. Pavyzdžiui, žmogui kalbant sklindantis garsas, kadangi garso bangos yra ištisinės. Net ir paprastas laikrodis, kurio rodyklės juda tolydžiai, gali būti išreikštas analoginiu signalu. Tokie signalai turi tam tikrus tipinius parametrus (amplitudė, periodas, dažnis, fazė), kuriuos keičiant perduodama informacija. Kadangi signalai kinta laike, patogu juos išreikšti grafiku, kur laikas išdėstytas horizontalioje x ašyje, o kintamas dydis vertikalioje y ašyje. Žiūrint į signalo grafiką yra lengviausia atskirti ar tai analoginis, ar skaitmeninis signalas. Analoginio signalo grafikas yra tolygus ir ištisinis. Dažnai tokie signalai būna apriboti tarp galimos minimalios ir maksimalios reikšmės, tačiau šiame reikšmių diapazone yra begalinis skaičius verčių, kurias signalas gali įgyti.
Skaitmeniniai signalai
Skaitmeniniai signalai diskretizuojami pagal laiką ir turi baigtinį skaičių galimų reikšmių. Tokių reikšmių skaičius gali būti nuo dviejų iki labai didelio skaičiaus, kuris nėra begalybė. Dažniausiai sutinkami signalai esantys vienoje iš dviejų reikšmių, skaitmeninėje elektronikoje traktuojami kaip dvejetainės sistemos 0 arba 1 (pavyzdžiui, 0 arba 5V). Tokie signalai laike atrodo kaip stačiakampės bangos. Skaitmeniniai signalai dar gali būti diskretinė analoginio signalo formos išraiška. Iš pirmo žvilgsnio, tokie signalai gali atrodyti tolydūs, tačiau padidinus grafiką matomi nedideli diskretiniai žingsniai, kuriais signalas kinta.
Šiandieniniame pasaulyje elektronikos sistemos darosi vis sudėtingesnės ir vis dažniau tenka gautus iš aplinkos duomenis paversti į skaitmeninę formą, juos apdoroti ir perduoti atgal į aplinką.
Skirtingi signalų tipai pranašesni skirtingose srityse, todėl vienur naudojami skaitmeniniai, kitur analoginiai signalai.
Analoginių signalų privalumai
- Tolydus filtravimas.
- Energijos perdavimas.
- Valdymo sistemos.
- Jutikliai.
- Garso sistemos.
Skaitmeninių signalų privalumai
- Duomenų apdorojimas.
- Skaičiavimas.
- Saugojimas.
- Triukšmingose aplinkose.
- Duomenų perdavimas.
Kadangi naudojantis šiuolaikine technine įranga duomenys rašomi į atmintį skaitmeninių signalų pavidalu, norint į atmintį išsaugoti analoginius signalus, būtina juos paversti į skaitmeninius. To atlikimui plačiai naudojami analoginiai-skaitmeniniai keitikliai (ASK).
ASK charakteristikos:
- Keitiklio dažnio pralaidumas nusako, kokį didžiausią analoginio signalo dažnį keitiklis geba apdoroti.
- Įėjimo diapazonas nusako, kokią minimalią ir maksimalią įtampos reikšmę ASK gali paversti skaitmenine.
- Skiriamoji geba nusako mažiausią keitiklio atpažįstamą įtampos pokytį.
Analoginės ir skaitmeninės yra skirtingos signalų formos. Signalai naudojami informacijos perdavimui iš vieno prietaiso į kitą. Analoginis signalas yra tęstinė banga, kuri per visą laiką keičiasi. Skaitmeninis signalas yra diskretiškas.
Pagrindinis skirtumas tarp analoginio ir skaitmeninio signalo yra tas, kad analoginį signalą vaizduoja sinusinės bangos, o skaitmeninis signalas - kvadratinėmis bangomis.
Šviesos signalai
Lauko sąlygomis ir erdviuose interjeruose reikalingi skaistieji šviesos signalai, kurie gerai matomi iš didelio atstumo tiek esant natūraliam, tiek dirbtiniam apšvietimui. Skaisčiųjų šviesos signalų technologijoje ilgus metus vyravo kaitinamosios lempos, kurių spinduliuotė praleidžiama pro reikiamos spalvos filtrus.
Šiuo metu raudonų ir geltonų spalvų signalams naudojamos AlGaInP PL, spinduliuojančios atitinkamai ties 626 nm ir 590 nm bangos ilgiais. Žaliose galvutėse įmontuojamos 530 nm bangos ilgio AlInGaN PL (Japonijoje įmontuojamos 490-505 nm žaliai mėlynos galvutės).
Didžiausias PL šviesoforų privalumas - energijos taupymas. Pas mus labiausiai paplitusios šviesoforų galvutės su 60 W kaitinamosiomis lempomis gali būti pakeistos vidutiniškai 10 W galios puslaidininkinėmis galvutėmis.
Vairuotojai iškelia dar vieną privalumą - tai, kad eliminuojamas klaidinantis saulės atspindys, dėl kurio įvyksta daug avarijų reguliuojamose sankryžose ir pėsčiųjų perėjose.
Šviesos diodų (PL) pritaikymas
- Eismo šviesos: PL pirmiausia masiškai pritaikyta eismo šviesoms.
- Automobilių signalai: Dabartinis jų techninis lygis jau leidžia pakeisti visų automobilio signalinių šviesų kaitinamąsias lempas.
- Evakuacijos signalai: Jie būtinai turi degti nuolat, net ir ištikus elektros tinklo avarijai.
- Saugos žibintai: Apšviesti parkų takelius, namų valdas, pastatus ir kitas konstrukcijas.
- Švyturėliai: Įvairiausi saugumo, perspėjamieji ir avariniai švyturėliai transporto priemonėse, bokštuose, pramoniniuose įrenginiuose, plūduruose, remontuojamuose kelių ruožuose bei kitose pavojingose vietose.
LED signalinės lempos
Garso signalai
JUDU (SĮ „Susisiekimo paslaugos“) eismo organizavimo skyriaus komanda vis dažniau sulaukia klausimų kas yra garsiniai šviesoforų signalai silpnaregiams ir kaip šie veikia. Atsižvelgdami į tendencingai pasikartojančius klausimus, skyriaus specialistai dalinasi naudinga informacija ir žiniomis.
Garsinių signalų įrenginiai yra įmontuoti virš, po, prie pėsčiųjų šviesoforų arba jų viduje. Jie skleidžia signalą - pypsėjimą, kai yra įjungiamas žalias signalas pėstiesiems. Tai papildoma saugumo priemonė žmonėms su regos negalia, kuri leidžia saugiai ir patogiai pereiti per judrią gatvę esant žaliam šviesoforo signalui - kitoje gatvės pusėje silpnaregis girdi skleidžiamą pypsėjimo garsą ir eina link jo.
Garsinių signalų istorija Vilniuje prasidėjo prieš 30 metų. Pirmieji įrenginiai buvo neišmanūs ir su ribotomis reguliavimo galimybėmis, taip pat, jų veikimas neretai būdavo arba per tylus silpnaregiams arba per garsus šalia esančių namų gyventojams.
Šiuo metu Vilniaus mieste diegiami naujos kartos garsiniai signalai, turintys galimybę skleisti skirtingo garso lygio signalą priklausomai nuo aplinkos triukšmo. Tokių signalų garso lygis ir rėžiai nustatomi programiškai atsižvelgiant į sankryžos dydį, perėjų ilgį ir triukšmo lygį sankryžoje. Jie automatiškai pasigarsina ir pasitildo, kai kinta triukšmo lygis sankryžoje.
Naujo tipo pėsčiųjų mygtukai gali skleisti orientacinį - palydėjimo toną (ang. Pilot tone, PiT), kai šviesoforas dega raudonu signalu. Skleidžiamas tonas skirtas silpnaregio palydėjimui iki mygtuko, t. y. silpnaregis, naudodamasis vedimo ir įspėjamaisiais paviršiais, ir artėdamas prie sankryžos ar reguliuojamos perėjos, išgirsta iš mygtuko skleidžiamą toną ir paspaudžia apačioje esantį mechaninį mygtuką su krypties rodykle.
Didelė dalis miesto sankryžų yra Vilniaus miesto centrinėje dalyje ir nuolat veikiantys garsiniai signalai trikdo gyventojų poilsį, ypatingai, nakties metu. Be viso to, nauji garsiniai signalai turi ypatybę automatiškai pasigarsinti atsiradus dar didesniam triukšmo lygiui, pavyzdžiui, kai pravažiuoja triukšmingas sunkvežimis, traktorius ar miesto tvarkymo įranga.
Garsiniai signalai taip pat yra svarbūs jūrų navigacijos komponentai. Laivo garsiniai signalai praneša apie jo buvimą, kurso pakeitimus, matomumą ir pavojaus situacijas.
Garsiniai ir šviesiniai signalai yra svarbios priemonės laive, kurios leidžia komunikacijai ir įspėjimui. Garsiniai signalai dažniausiai naudojami tam, kad praneštų apie pavojų arba pateiktų komandinę informaciją. Jų charakteristikos gali būti įvairios: garsų stiprumas, garsų ilgis ir tonas. Šviesiniai signalai taip pat turi savo charakteristikas. Jie gali būti naudojami tam, kad parodytų gairės, pavojaus ženklus arba kitą komandinę informaciją.
Populiariausios garsinių ir šviesinių signalų priemonės laive yra signalinės šviesos ir garsiakalbiai. Garsiakalbiai gali būti naudojami signalizuoti įvairius pranešimus, pvz., pavojus, įspėjimus, pavojaus signalus ir kt.