W ostatnich latach trwają intensywne prace badawcze nad technologią budowy wyświetlaczy, które nie wymagają stałego zasilania. Energia jest w nich niezbędna jedynie w chwili zmiany wyświetlanej zawartości. Największy postęp w tej dziedzinie zanotowała technologia e-paper, obecnie szeroko już stosowana w urządzeniach elektronicznych powszechnego użytku np. bookreaderach. Jednym z alternatywnych kierunków rozwoju w tej dziedzinie są kapsułkowe materiały magnetyczne.
Ich zasada działania polega na przemieszczaniu zamkniętych w kapsułce drobinek ferromagnetycznych, na które oddziałuje zewnętrzne pole magnetyczne.
Kapsułki, w których drobinki ułożyły się bliżej obserwatora są postrzegane jako czarne, pozostałe zaś – jako białe.
Do niedawna zasadniczą barierą rozwoju tego rodzaju wyświetlaczy była ich niewielka rozdzielczość.
Nowe rozwiązanie – tzw. mikrokapsułkowy papier magnetyczny pozwala na składanie obrazu z pikseli o wymiarach poniżej 1mm, kwalifikując ten materiał do zastosowania tam, gdzie potrzebne są wyświetlacze o większych wymiarach i jednocześnie niskich kosztach wytworzenia. Obecnie stosowana metoda tworzenia obrazu na mikrokapsułkowym papierze magnetycznym polega na wodzeniu po jego powierzchni odpowiednio ukształtowanym magnesem trwałym. W wyniku pobudzenia materiału polem magnetycznym – następuje zaczernienie w miejscu przyłożenia magnesu.
Taki sposób generowania obrazu jest kłopotliwy i czasochłonny, zatem w istotny sposób ogranicza obszar zastosowania.
Przedmiotem badań jest urządzenie do automatycznego generowania obrazu na opisanym podłożu magnetycznym
Do pamięci elektronicznej urządzenia są przekazywane dane opisujące mający powstać obraz.
Następnie, po przyłożeniu do miejsca w którym ma powstać obraz, urządzenie jest powoli przemieszczane.
W trakcie ruchu głowica zapisująca generuje impulsy magnetyczne powodujące zaczernianie podłoża w wybranych obszarach.
Urządzenie złożone jest z następujących podzespołów:
W trakcie ruchu urządzenia następuje odczyt jego położenia (x,y) względem pozycji początkowej. Dane (x,y) trafiają do mikrokontrolera, który na ich podstawie określa jaki fragment obrazu zapisanego w pamięci powinien zostać naniesiony w danej chwili. Następnie przeprowadzana jest analiza kolorów poszczególnych punktów wybranego fragmentu obrazu. W wyniku analizy następuje opracowanie sekwencji impulsów sterujących kierowanych do głowicy zapisującej. Impulsy sterujące powodują uruchomienie aktywnych elementów głowicy oddziałujących na zapisywane podłoże, a jakakolwiek zmiana położenia urządzenia względem podłoża powoduje wznowienie opisanego cyklu.
Budowa głowicy
Głowica zapisująca złożona jest z wielu cewek, z których każda wyposażona jest w rdzeń z materiału ferromagnetycznego. Zadaniem rdzenia jest transport strumienia magnetycznego na zewnątrz cewki, w obszar możliwie najbliższy zapisywanej powierzchni. Każda z cewek zatem, w wyniku zadanego impulsu elektrycznego, za pośrednictwem wyprowadzonego z niej rdzenia, może pobudzić (zaczernić) podłoże w obszarze jego kontaktu z rdzeniem. Ponieważ każda z cewek jest przemieszczana wraz z urządzeniem - generowane przez nią punkty utworzą linię o zmieniającym się kolorze – stosownie do tego czy w danym położeniu cewka była zasilana, czy nie. Jeżeli cewki zostaną ułożone względem siebie tak, aby wykreślane przez nie linie przylegały do siebie, wówczas cały obszar znajdujący się pod przesuwaną głowicą zostanie pokryty punktami, których kolor wynika z podania, lub nie, napięcia do danej cewki w danym jej położeniu. Tak utworzone punkty złożą się na oczekiwany obraz.
