Hardware - Montagem - O Monitor

HARDWARE & MONTAGEM - Assessoria, Consultoria e Treinamento. Prof.º Adriano Queiroz Sobrinho – Técnico em Informática – Manaus – AM – (92) 3648-4152

MONITORES O IBM PC foi um dos primeiros computadores pessoais que começaram a utilizar prioritariamente monitores de alta resolução como dispositivos para a exibição dos dados processados. Anteriormente os computadores de uso doméstico aproveitavam as telas de televisores, que ofereciam uma qualidade muito inferior mas, em contrapartida, significavam também custos menores. Em relação a modelos de algum tempo atrás, os monitores atualmente comercializados são mais baratos e têm uma capacidade de representação gráfica bem superior, embora a estrutura interna básica de seus componentes seja muito semelhante à daqueles. Os monitores tal como são conhecidos hoje em dia iniciaram sua evolução incorporando telas de fósforo monocromático, capazes de exibir somente uma cor, que podia ser azul, verde, âmbar ou branca. Eles se limitavam a funcionar como terminais de trabalho, que só conseguiam representar na tela caracteres de texto. Hoje existem monitores com recursos para representar qualquer tipo de animação, vídeo ou imagem estática com vários milhões de cores e a resoluções extremamente altas.

O MONITOR CRT O monitor de um computador possui como elemento principal um tubo de raios catódicos, ou CRI (catode ray tube), consistente de um grande módulo de vácuo que possibilita o veloz deslocamento de elétrons de uma a outra de suas extremidades. Numa delas localizase o catodo, ou eletrodo negativo, que funciona como um canhão de elétrons. Na verdade há três canhões, cada qual correspondendo a uma das três cores com base nas quais se compõe toda a gama. Assim que o tubo recebe a corrente elétrica, o catodo se aquece até alcançar uma temperatura suficientemente elevada, que lhe permite liberar grande quantidade de elétrons. Na extremidade oposta existe uma superfície plana recoberta por uma camada de fósforo colorido em vermelho, verde e azul (se fosse um monitor monocromático, o fósforo teria apenas uma cor). Tão logo tenha se carregado positivamente graças à passagem da energia elétrica, essa superfície atrai os elétrons que se situam no catodo e os projeta para a frente, ao mesmo tempo que eles são reorientados pelas placas que compõem o sistema defletor. O vácuo existente, criado pela introdução de gás inerte a baixa pressão no tubo, faz com que os elétrons não sejam bloqueados por moléculas de ar e possam atingir a maior velocidade possível. Quando chegam à extremidade oposta do tubo, os elétrons encontram uma máscara que os guia para que continuem avançando de forma ordenada. Depois de atravessar a máscara, eles se chocam com a superfície de fósforo. Gera-se com isso uma energia luminosa que permite à tela compor a imagem a ser representada. A ordem que o feixe de elétrons segue ao colidir com a superfície de fósforo é determinada pelo sistema defletor, que inicia a operação na extremidade superior esquerda da tela e executa

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HARDWARE & MONTAGEM - Assessoria, Consultoria e Treinamento. Prof.º Adriano Queiroz Sobrinho – Técnico em Informática – Manaus – AM – (92) 3648-4152 uma varredura até o canto inferior direito; então, a partir desse momento, o ciclo se reinicia. Cada pixel éativado em função dos dados armazenados na memória da placa de vídeo ou da estrutura da imagem que deve aparecer na tela do monitor. A freqüência vertical consiste no número de vezes por segundo em que uma tela é gerada, incluído aí o tempo que o feixe demora em passar de uma linha para a próxima. A freqüência horizontal é a quantidade de linhas que podem ser geradas nessa mesma unidade de tempo. Como se pode ver na tabela desta página, esses dois valores são estreitamente relacionados entre si e também ao valor de resolução com o qual trabalham.

TIPOS DE MÁSCARA A máscara é o componente encarregado de distribuir os elétrons para que a imagem seja o mais nítida possível. Por esse motivo, a sofisticação dela tem relação direta com a qualidade final da imagem. O dot-pitch do monitor é o valor métrico que separa duas perfurações de uma máscara destinada a uma única cor. Quanto menor esse valor, tanto maior será a qualidade de representação gráfica obtida. Mas vale notar que o sistema não é sempre o mesmo. Existem diferentes tipos de máscara a de sombra, a de franja e a de ranhura. A máscara de sombra é a mais comum e a que oferece melhor relação custo-benefício. Compõe-se de grande quantidade de perfurações em forma triangular, cada uma das quais dá acesso a três pontos (vermelho, verde e azul), cuja combinação gera um pixel. Como vantagem adicional, esse tipo de máscara garante bom grau de nitidez em valores de resolução bastante altos. Por outro lado, proporciona imagens que deixam a desejar em termos de brilho e vivacidade. As máscaras de franja, utilizadas por fabricantes como a Sony e a Mitsubishi, propiciam maior qualidade de representação gráfica que as de sombra e, em conseqüência, geralmente têm preço bem mais alto. O sistema baseia-se numa estrutura de filamentos metálicos verticais que distribui o feixe de elétrons de maneira ordenada. A qualidade da imagem obtida é muito boa, embora com freqüência a tela apresente certas inconsistências, motivadas por choques ou mesmo leves vibrações externas. As máscaras de ranhura nasceram da decisão de alguns fabricantes, entre os quais especialmente a NEC, de desenvolver um sistema baseado nos dois tipos já existentes. Elas diferem das de sombra pelo fato de que, em seu caso, os conjuntos de perfurações são elípticos; com isso, o espaço que fica entre elas permite a passagem dos elétrons com muito mais facilidade, O resultado é uma imagem muito nítida, com cores vivas e brilhantes. —

PROPRIEDADES DOS MONITORES CRT O funcionamento de um monitor é produto do trabalho conjunto de uma série de elementos, cuja finalidade é reproduzir imagens com a maior qualidade possível. Algumas das propriedades que caracterizam a atuação desses elementos possibilitam saber se um monitor funciona explorando seu máximo potencial. Esse é o caso, por exemplo, da convergência entre os três raios de elétrons de diferentes cores provenientes do coletor, que deve ser perfeita no momento em que eles atravessam a máscara de sombra. Isso significa que os três raios devem superpor-se por

completo enquanto passam pela máscara, para depois cada um deles chegar ao ponto de fósforo que lhe corresponda no trio que forma o pixel. Se o nível de convergência não for muito bom, as cores exibidas na tela permitirão a visualização de sombras de outras cores a seu redor, as quais causam perda de nitidez. Embora muitos fabricantes atrevam-se a afirmar que as telas de seus monitores são totalmente planas, a verdade é que somente muito poucas apresentam essa característica. Na maior parte dos casos, elas são ligeiramente convexas, razão pela qual, PANDATITAN - Informática

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HARDWARE & MONTAGEM - Assessoria, Consultoria e Treinamento. Prof.º Adriano Queiroz Sobrinho – Técnico em Informática – Manaus – AM – (92) 3648-4152 partindo-se do fato de que a imagem digital que se vê na tela é retangular, com cantos em ângulo de exatamente 90º , o resultado deveria apresentar uma certa distorção. Alguns monitores evitam isso incorporando um circuito que procura compensar a curvatura física da tela, mas outros permanecem sem a correção do problema. Pincushioning é o nome técnico que se dá à deformação que aparece nas bordas superior e inferior da tela, enquanto barreling éempregado para indicar a deformação verificada nas laterais. Para reduzir essas duas distorções, a maioria dos fabricantes inclui em seus monitores controles digitais que permitem que o próprio usuário faça ajustes de modo simples e rápido. O sistema de vídeo conhecido como entrelaçado era usado por alguns computadores gráficos antigos, como o Commodore Amiga. Acreditava-se que ele permitia atingir resoluções mais elevadas que os sistemas habituais. No entanto, o problema do tremor na tela, que acompanhava essas altas resoluções, podia ser prejudicial para os olhos do usuário. Embora alguns monitores atuais ainda trabalhem com base no sistema entrelaçado, o número deles vem diminuindo a cada dia, O mais comum é que os monitores possuam um sistema de trabalho não entrelaçado, o que significa que a varredura de elétrons, a partir do canto superior esquerdo em direção à parte inferior da tela, acontece linha a linha, a freqüências verticais consideráveis. Por exempio, numa resolução de 640 x 480 pixels, a freqüência de 60 Hz faz com que a varredura completa da tela chegue a ocorrer até 60 vezes por segundo. Nos monitores com modo entrelaçado, embora a freqüência vertical possa ser maior, o resultado efetivo apresenta menos qualidade. A explicação reside no fato de que esse modo realiza inicialmente uma varredura apenas com as linhas ímpares, para em seguida fazer o mesmo com as linhas pares. Isso provoca um tremor contínuo na teia e, por esse motivo, a freqüência vertical total, cerca de 87 Hz em uma resolução de 1 .024 x 768 pixels, é na realidade a metade desse valor (ou seja, de aproximadamente 43,5 Hz em cada uma das varreduras realizadas).

TELAS LCD As telas LCD (liquid cristal display, monitor de cristal líquido), empregadas por exemplo em relógios de pulso e calculadoras, tornaram-se um elemento comum na vida cotidiana. No ambiente da informática, o cristal líquido comparece habitualmente como material básico em pequenas telas de texto, em impressoras e em alguns monitores para controle de configuração dos respectivos aparelhos. No entanto, foi nos computadores portáteis que essa tecnologia encontrou seu grande campo de aplicação, na forma de telas planas. Desde sua descoberta, em 1 888, os cristais líquidos foram objeto de intensa pesquisa. Em 1963 constatou-se a principal propriedade deles, a de que seu estado se modifica quando são estimulados por uma corrente elétrica. Sucederam-se então diversos protótipos de tela, até que, em 1 973, a Sharp anunciou o lançamento da primeira calculadora equipada com tela de cristal líquido. Pode-se afirmar que, dali em diante, todas as telas LCD que passaram a ser incorporadas aos mais diversos produtos seguiram os mesmos princípios tecnológicos empregados para a concepção da tela daquela calculadora.

FUNCIONAMENTO DAS TELAS LCD Diferentemente do que ocorre com os monitores de tubos de raios catódicos, que ostentam complexos sistemas eletrônicos, os monitores com telas de tecnologia LCD têm um modo de funcioramento extremamente simples. Ele se baseia em um grupo de três elementos (vermelho, verde e azul, cada um deles correspondendo a uma das cores primárias), nos quais se localizam a; células de cristal líquido. Para cada elemento existem dois filtros polarizadores, um superior e outro inferior, que permitem a rotação da luz proveniente de uma fonte situada ao fundo. Quando se aplica um campo elétrico a cada um desses três elementos, a luz realiza uma rotação de 90w, produzida pela ação dos mencionados filtros polarizadores. Quando atinge o elemento de cristal líquido, ela pode finalmente chegar à tela. Se a corrente elétrica deixar de ser aplicada a um dos três elementos, a luz, que em seu estado inicial forma um ângulo reto em reação ao elemento LCD, é incapaz de atravessar o cristal líquido. Outra significativa diferença entre os monitores de cristal líquido e os de tubo de raio catódico é que a PANDATITAN - Informática

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HARDWARE & MONTAGEM - Assessoria, Consultoria e Treinamento. Prof.º Adriano Queiroz Sobrinho – Técnico em Informática – Manaus – AM – (92) 3648-4152 resolução máxima de uma tela dos primeiros é definida por uma trama concreta de pixels, que aguardam ser iluminados um a um. O tamanho de cada pixel é fixo, razão pela qual, quando se muda para um modo de resolução inferior, podem permanecer faixas de pixels desativados nas bordas da tela ou então pode ser ativado um sistema de interpolação entre eles. Esta última opção só é possível em alguns dos monitores com tela [CD atualmente comercializados. As cores que finalmente aparecem na tela são determinadas pela existência de um filtro de cor para cada elemento, de modo que a conjunção dos três elementos possibilita a iluminação de um pixel com a correspondente tonalidade.

TIPOS DE LCD Os cristais utilizados na tecnologia [CD são de vários tipos a escolha depende principalmente do tipo de tela à qual serão destinados. As chamadas passivas geralmente usam cristais STN (Super Twisted Nematic), capazes de realizar rotações de 2700 com rapidez. Pesa contra elas o fato de que borram um pouco as imagens em movimento, devido ao grau de persistência da luz na tela. Isso ocorre porque o elemento de cristal líquido permanece eletricamente carregado durante um tempo excessivo. Outras telas passivas são fabricadas com cristais TN (Twisted Nematic), muito mais fáceis de controlar. Além disso, eles proporcionam uma qualidade de representação gráfica melhor que a dos STN. Há ainda um terceiro tipo de cristal, mais moderno e sofisticado, empregado nas telas ativas do tipo TFT (Thin FiIm Transistor). Quase todos os fabricantes de monitores com cristal líquido adotam hoje a tecnologia TFT, embora certos aspectos dela ainda precisem ser aperfeiçoados. O funcionamento das telas TFT é muito semelhante ao das LCD convencionais. O feixe de luz fornecido pela fonte é polarizado e passa para o módulo composto por um único pixel. Nesse módulo existem três elementos, um para cada cor (vermelha, verde e azul). Cada um desses elementos trabalha independentemente, em função da informação digital que recebe do sistema de vídeo. Isso significa que, no caso de o pixel precisar ter uma cor específica, só trabalham os elementos que vão constituí-la. O componente que controla a passagem da luz é geralmente um transistor que, ao receber a ordem, muda para um estado diferente. O processo seguinte assemelha-se bastante ao das telas passivas [CD, nas quais o feixe de luz gira 9O~, excita os cristais líquidos até chegar a um filtro com a cor correspondente e excita o pixel. Costuma-se considerar que as vantagens do sistema TFT sobre o [CD convencional são, entre outras, mais qualidade e definição de imagem, maiores ângulos de visão da tela e uma importante redução das interferências eletromagnéticas. Além disso, a reprodução de seqüências animadas (como vídeos, por exemplo) é melhor do que em outros tipos de tela de cristal líquido. —

TIPOS DE SINAL Até poucos anos atras, os computadores possuíam placas gráficas que ofereciam um único modo de tela (resolução e profundidade de cor). Já os atuais equipamentos podem permitir uma ampla variedade de modos. Por esse motivo, os monitores atualmente disponíveis no mercado devem ser capazes de admitir o maior número possível de resoluções e profundidades. A profundidade, ou seja, o número de cores que podem ser exibidas simultaneamente na tela, não chega a ser um problema, já que quase todos os monitores disponíveis são capazes de suportar paletas de 24 bits. Desse modo, os fatores que fazem com que alguns monitores se destaquem em relação a outros são basicamente a resolução e a freqüência. lnicialmente, os monitores podiam receber os sinais digitais de adaptadores gráficos como MDA, CGA e EGA. Esses sistemas de video permitiam sinais monocromáticos e, em alguns casos, pequenas gamas de cores simultâneas. Posteriormente apareceu o padrão 8514/A, assim como o VGA, e os monitores passaram a ser analógicos, em conseqüência do tipo de sinal emitido pelas placas gráficas. A evolução desse sistema abriu caminho para os monitores multifreqüência, capazes de permutar de um sistema digital para um analógico em função do tipo de adaptador instalado. Além disso, eles oferecem a possibilidade de mudar de resolução, suportando uma grande quantidade de diferentes modos de tela.

TAMANHO TEÓRICO E TAMANHO VISÍVEL A evolução tecnológica que os monitores para computadores pessoais vêm experimentando provocou a obsolescência dos de 14 polegadas, que cederam lugar aos de 1 5 e mesmo aos de 1 7 e 1 9 polegadas. A isso se soma o uso de modos de resolução de tela maiores, resultado do aumento de potência das novas placas gráficas. Por esse motivo, a escolha de um monite~ deve sempre levar em conta o sistema gráfico que se tem instalado no computador. O tamanho de um monitor é indicado em polegadas, correspondentes ao comprimento diagonal do tubo de imagem. No entanto, o campo de exibição da tela tem normalmente um tamanho que não coincide com essa medida teórica. Tal diferença deve-se ao fato de que o fabricante é obrigado a manter ao longo das margens da tela uma área preta (que fica oculta dentro do gabinete do monitor), para conseguir mais nitidez na área visível, O resultado é que a diagonal visível na tela pelo usuário é normalmente inferior à diagonal total do tubo de imagem. Para verificar o número de polegadas de um monitor por exemplo, quando se compra um novo é aconselhável medir a diagonal da imagem exibida na tela (se a medição for feita em centímetros, deve-se dividir o resultado por 2,54, para obter o valor em polegadas). Não raro, a diagonal real tem cerca de 1 polegada a menos que a teórica. Alguns fabricantes, contudo, 1á conseguiram reduzir um pouco essa perda. Nos monitores LCD o —

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HARDWARE & MONTAGEM - Assessoria, Consultoria e Treinamento. Prof.º Adriano Queiroz Sobrinho – Técnico em Informática – Manaus – AM – (92) 3648-4152 proolema simplesmente não existe: como o número de pixels na tela é fixo, o tamanho total é igual ao visível. Por esse motivo, o tamanho de um monitor LCD de 14 polegadas pode freqüentemente superar o tamanho visível de um monitor CRT de 15 e, em alguns casos, até de 17 polegadas.

TIPOS DE CONEXÃO Na maioria dos monitores a ligação com a placa gráfica é feita por conectores de 15 pinos com bornes do tipo D. Embora esse tipo de conector seja o mais comum e tenha qualidade muito alta, às vezes encontram-se cabos que não respeitam certos requisitas técnicos. Geralmente os cabos possuem um núcleo de ferrite que evita interferências no sinal. Cada um dos fios internos é dotado de um isolante individual, que tem por função fazer com que o sinal alcance a maior qualidade possível. Alguns monitores de alta categoria e excelente desempenho contam com conectores do tipo BNC para a ligação com o sistema gráfico do computador. Esse tipo de conexão constituise de cinco bornes que permitem que os sinais da placa cheguem de maneira independente ao monitor. Nesse caso, a qualidade da representação gráfica é bem maior tanto quanto o preço do cabo necessário.

PROTEÇÃO CONTRA RADIAÇÕES Além das radiações visíveis, responsáveis pelo aparecimento da imagem na tela do monitor, existem outras, invisíveis, do tipo Raio X ou eletromagnético, que podem causar prejuízos à saúde do usuário. Por essa razão, há alguns anos criou-se uma série de normas internacionais que regulam a emissão de radiações, a possibilidade de reciclagem dos materiais utilizados e o consumo de energia dos monitores. Os monitores modernos dispõem de filtros internos que reduzem ao máximo a emissão de radiações. Se o usuário possuir um modelo antigo, que não respeite uma ou mais normas vigentes, como a MPR II (padrão sueco para definir a radiação máxima de um monitor ou uma tela) ou a ICO (iniciais da confederação de profissionais suecos, que determina medidas muito exigentes em relação ao controle de dispositivos emissores de radiação), deve considerar a hipótese de comprar um filtro externo para proteger sua saúde. Isso é especialmente importante quando a pessoa passa muitas horas trabalhando diante do monitor.

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