Monitörler

Yazarımız Ercan Uysal güzel bir yazı dizisiyle karşınızda. Bilgisayar monitörleri hakkında merak ettiğininiz pek çok konunun bu yazıda aydınlandığını göreceksiniz. Yazı dizimizin ilk bölümünde CRT monitörler anlatılıyor. Gelecek ay yayınlayacağımız ikinci bölümde ise LCD monitörlere ilişkin bilgiler bulacaksınız.

BİLGİSAYAR MONİTÖRLERİ

Bilgisayarlarımızın en önemli çıkış birimleri (bazen aynı zamanda giriş birimi de) olan monitörlerin özelliklerini, yapısını, yararlarını ve zararlarını elimden geldiğince anlatmaya çalışıyorum. Tabii ki kaynaklardan yararlanarak.

Öncelikle ekran standartlarının gelişimlerinden bahsedelim. 1970'li yıllarda Hercules ismi verilen yeşil (monochrome) ekranlar veya siyah beyaz olarak kullanılan monitörler vardı. Hercules'ler 720×348 çözünürlüğüne sahipti. Monitörlerin gelişim süreci IBM'in 1981 yılında geliştirmiş olduğu CGA (Color Graphics Adapter / Renkli Grafik Adaptörü) standartı ile yeni bir başlangıç yapmıştır. CGA monitörler 320×200 çözünürlüğü ve 4 renk desteğini sağlıyordu. Bunu 1984 yılında EGA (Enhanced Graphics Adepter / Güçlendirilmiş Grafik Adaptörü) izledi. EGA ekranlar ile 640×480 çözünürlük ve 16 renk görebiliyorduk.

1987'li yıllarda bilgisayarlarda grafik konusunda önemli bir gelişme kaydedildi. VGA (Video Graphics Adapter / Vidyo Grafik Adaptörü) standardı ile 640×480 çözünürlükte 16.7 milyon renk kalitesi elde edilerek monitörler tabiri caizse kendini aşmışlardır. Bunu 800×600 çözünürlük 16.7 milyon renk ile SVGA (Super VGA), daha sonra 1024×768 çözünürlükle XGA (eXtended Graphics Array / Uzatılmış Grafik Düzeni), SXGA (Super XGA) 1280×1024 çözünürlük, UXGA (Ultra XGA) 1600×1200 çözünürlük ve son olarak WUXGA (Wide UXGA / Geniş ötesi uzatılmış grafik düzeni) ile 1920×1200 çözünürlük sağlanarak günümüze gelinmiştir. Tabii ki renk standartları da 16.7 milyon renkte sınırlı kalmayıp 24-bit (Gerçek-Renk) ve 32-bit olarak yeni gelişmeler kaydedilmiştir.

MONİTÖRLERİN YAPISI

Bildiğimiz gibi günümüzde monitörler, yapı bakımından 2'ye ayrılıyor.

1- CRT (Cathode Ray Tube) Katot Işın Tüplü Ekran
2- LCD (Liquid Crystall Display) Sıvı Kristalli Ekran

1) CRT'NİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

(Şekil-1 CRT prototipi)

Televizyonlarda da kullanılan katot ışınlı tüpler günümüzde en çok kullanılan ekran çeşitidir. Katot ışınlı tüpün (Şekil-2 ve 3�deki gibi) yapısı geniş, ön yüzü kapalı bir huniye benzemekte ve dar olan kısmında da elektron tabancası denilen flamanlı bir yapıya sahiptir. (Siyah beyaz ekranlarda tek flamanlıdır). İçindeki hava boşaltılmıştır ve görüntünün oluştuğu yüzeyde bir fosfor tabakası bulunmaktadır. En önemli kısmı da fosfor tabakasıdır.

(Şekil-2)

(Şekil-3)

Fosfor tabakası, üzerine çarpan elektronların parlamasını sağlayarak görüntünün oluşmasını sağlar. Monitör ekranlarında bu fosfor tabakasından önce birde maske denilen bir filtre bulunur. Flamanlar birbirinden bağımsız olarak 3 adettir ve her biri bir ana rengin (Kırmızı Yeşil Mavi – RGB) elektronlarını püskürtür. Maske burada her rengin elektron ışığını renklendirerek fosfor tabakasında birleştirir. Bu sayede 3 rengin karışımından milyonlarca renk oluşur.

Tüpte elektron hareketi ise şu şekilde sağlanır: Anot yüksek gerilimi (16K Volt ile 23K Volt arasında değişen) tüpün sahip olduğu (+) yüktür. Elektron tabancasından gelen (-) yüklü elektronlar hızla tüpün yüzeyindeki yüksek gerilime doğru çekilirler. Böylece fosfor parçalarına çarpan elektronlar parlayarak görüntüyü oluştururlar.

Elektronların yüzeye ulaşma süresi tüpün yapısı itibariyle yüzeyin her noktasında aynı değildir. Bu uzaklıkları ayarlayan ve her ışının aynı anda yüzeye çarpmasını sağlayan bir düzenek daha vardır. Bu düzeneğe saptırma bobini denir. Bu bobin elektron tabancasından sonra tüpün orta kısmında bulunur ve oluşturduğu manyetik alanla görüntü yüzeyinin her noktasına elektronları aynı anda ulaştırır. Aynı anda ulaştırması için bobine ek bir devre bulunur.Bu devre çarpma zamanları eşitleyecek şekilde manyetik bobin akımını dinamik olarak değiştirir.

(Şekil-4)

(Şekil-5)

CRT EKRANLARIN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ekran Tazeleme Oranı (Refresh Rate): Görüntü yüzeyi milyonlarca fosfor taneciği ile kaplıdır. Bu noktacıklara İngilizce dot adı verilir. Görüntünün oluşması için elektron tabancasından gönderilen elektronlar her yüzeye aynı anda ışın gönderemezler. Tüpün ön kısmından baktığımızı varsayarak sol üst köşeden başlayarak sağa doğru birinci satırı tamamlayarak sonra yine soldan ikinci satırdan başlayarak tüm ekran satır satır hızlı bir şekilde taranır. (Şekil-6 ve 7) Bu tarama ekran kartından gelen sinyaller üzerine gerçekleştirilir. Fakat yüzeye çarpan elektronlar çok kısa süre parlarlar ve yeniden darbe almaları gerekir. Bu nedenle ekran sürekli olarak taranmalıdır. Bu olaya yenileme veya tazeleme (Refresh) denir. Tazaleme hızı birimi Hz (Hertz) olarak verilmiştir ve her Hz saniyede kaç kez yenileme yapıldığını belirtir. Bu hız ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. Standartta 60 Hz yani saniyede 60 kare görüntü görünür. Monitörlerin büyüklüğü arttıkça bu değerde artar.

(Şekil-6) (Şekil-7)

Yenilemenin çözünürlükle de bağlantısı vardır. Ekran çözünürlüğü arttıkça görüntü yenileme hızı düşer. Çünkü daha çok nokta ayrıntısı taranmaktadır ve işlem zamanı uzamıştır.

Çözünürlük, nokta, pixel (piksel) kavramları: Ekran yüzeyi teorik olarak örümcek ağına benzer. Yani satırlar ve sütunlardan oluşur. Bunları çizgilerle birleşmiş gibi düşünün. Kareli harita metot yaprağı gibi. Satır ve sütun
ların birleştiği noktaya piksel adı verilir. Çözünürlük ekranda görülebilen piksel sayısına denir. Örneğin 800×600 çözünürlük denildiğinde 800 sütun 600 satır üzerindeki noktaların kullanıldığı anlamına gelir. Toplam kullanılan noktacık adedi 800×600=480.000 dir. Bu kadar satırın oluşmasını sağlayan sadece monitörün işi değil tabii ki. Ekran kartı da 480.000 noktacığın kodlamasını monitöre göndermek zorundadır. Yani 800×600 destekli monitöre 800×600 destekli ekran kartı kullanılmalıdır. Bunun üstünde değerler olabilir ama altında olursa görüntü sorunları yaşayabilirsiniz.

Görüntü alanı, izlenebilir alan (viewable size): Bir monitörün boyutu genelde görüntünün oluştuğu yüzeyin boyutu olarak verilir. Bu ölçü inch (inç – sayının sağ köşesine çift tırnak işareti konularak gösterilir ve bir inch 2.54cm�ye denk gelir) olarak verilir. Ekranın sol üst köşesinden sağ alt köşesine uzanan uzunluk (diagonal uzunluk da denir) inç olarak belirtilir. Televizyonlarda da aynı ölçme şekli vardır. Ama 37 ekran bir televizyon denildiğinde 37 inç değil 37 cm. anlaşılır. Monitörler günümüzde 15'' den başlayarak 21'' e kadar üretilmektedir. İzlenebilir alan ise bizim ekranda görebileceğimiz alandır. Aslında 17'' bir monitör aldığınızda 17'' lik bir görüntü görmezsiniz. Görünebilir alan 15.8'' ile 16'' arasında değişir. Boyut olarak 15'' den 17'' e geçtiğinizde kapladığı yerden %33 kaybetmiş olacaksınız.

Nokta aralığı (dot pitch): Biraz önce de dediğimiz kareli harita metot örneğinden anlayacağımız gibi satır ve sütun noktalarının aralarındaki mesafe uzaklığına nokta aralığı denir. Bu aralık küçüldükçe oluşan şeklin kalitesi de artacaktır. Günümüzde üretilen monitörlerin nokta aralığı 15'' lerde 0.28 mm, 17'' lerde ise 0.27 – 0.26 – 0.24 mm olarak değişir.

Shadow Mask ve Aperture Grill ( Gölge Maskesi ve Delik Izgarası): Elektronlar ekranların görüntü yüzeyine çarptıklarında fosfor parçaları parlarlar. Fakat bu parlamanın gölgesi yani çarptığı noktanın çevresinde oluşan az ve bulanık ışık da diğer fosfor parçacıklarını etkiler. Bu da görüntüde bulanıklık yaratır. Bunun engellenmesi için fosfor tabakası ile maske arasına her bir deliği bir piksele denk gelecek şekilde bir filtre daha konulmuştur. Böylece parlayan fosfor tanesinin ışığının yayılması engellenmiştir. Yüksek çözünürlüğü desteklemeyen eski analog monitörlerde yüksek çözünürlüğe çıktığınızda yatay ve dikey siyah çizgilerle bozuk bir görüntü görürsünüz. İşte bu maskenin delikleri arasındaki kapalı alandır ve o çözünürlükte görüntü bozulur.

Bazı monitör üreticileri de Aperture Grill ismi verilen değişik bir yöntem kullanırlar ve bu da her pixele daha fazla elektron gönderilmesini sağlayarak daha parlak görüntü elde edilmesi sağlar. İncelik bakımından biraz daha kalındır çünkü daha fazla parlaklık vardır ve fazla parlaklık da fazla ışık yayılması yaratacağından daha kalın üretilir.

RESMİN KALİTESİNİ ULUŞTURAN ETKENLER:

Keskinlik/Netlik: Shadow mask kullanan monitörler genelde düşük çözünürlükte ve ekranın orta kısmında keskin görüntü sunabilirler. Fakat Trinitron teknolojisine sahip monitörler ekranın her köşesinde aynı keskinlik ve netlikte görüntü sunarlar.

Parlaklık: Aperture Grill ve Trinitron teknolojisine sahip monitörlerin görüntüleri diğerlerine göre daha parlaktır.

Yastıklanma: Özellikle ekranın sağ ve sol köşelerinde tüpün yapısından dolayı yastıklanma veya daireye benzeyen şekil bozukluğu görülür. Üretici firmalar bu hatayı düzeltmek için yastıklanma (Pincushion) ayarı özelliği koymuşlardır. Farklı çözünürlükte farklı yastıklanma olduğundan bu düzeltme işini bize bırakmışlardır.

Parlama: Genellikle gündüz güneş ışığından ve gece aydınlatmalardan monitöre yansıyan ışık hem gözü hemde çalışma rahatlığını bozabilmektedir. Üreticiler bu yansımayı en aza indirmek için kendilerince ayrı ayrı özellikler kullanırlar. Fakat en fazla faydalı olduğu bilinen Trinitron teknolojili monitörlerdir.

MANYETİK ALAN VE DEGAUSS (DEMANYETİZE ETMEK)

Bilindiği üzere elektronlar manyetik alandan etkilenmektedirler. CRT monitörler manyetik alan kullanarak görüntü oluşturduğundan (saptırma bobini ile ekrana yayarak) dolayı mıknatıs gibi manyetik çekim kuvveti oluşturan nesnelerden etkilenirler. Hem tüpün ön yüzeyine hem de arka yüzeyine herhangi manyetik bir cisim yaklaştırdığınızda görüntü ve renklerde bozulmalar görebilirsiniz.

Monitör ilk açıldığında tüpün üzerine yüklenmiş olabilecek manyetik yükü ortadan kaldırmak için degauss işlemi gerçekleştirir. Fakat bu işlemi sadece ilk açılışta yapar sonrasında oluşabilecek manyetik etkilere karşı kendini koruyamaz. Buradan sonra monitörde oluşabilecek görüntü bozulmaları kullanıcının idaresine kalmıştır. Yeni monitörlerde dijital ayar menülerinde bu işlemi daha sonra yeniden gerçekleştirmek için degauss özelliği konulmuştur. Eğer monitörünüz eski ise açma//kapama düğmesini kullanarak ilk açılış işlemini kendiniz gerçekleştirebilirsiniz. Bir de monitör yakınlarına içeriğinde mıknatıs barındıran hoparlör elektro-mıknatıs gibi nesnelerin yaklaştırılmaması gerekir. Ayrıca manyetik depolama birimlerini (kaset, disket gibi) ilk açılışta ve sonradan yapılan degauss işlemi sırasında monitör yakınına yaklaştırılmaması içeriğinin bozulamaması açısından daha iyi olacaktır.

MONİTÖR VERİ KABLOLARI

Günümüzde monitörlerin veri iletişimini sağlayan 3 tip iletişim kablosu vardır. Bunlar HD-D-sub 15 veya DB-15 (3 sıra 15 pinli bağlantı), BNC tipi (R G B şeklinde 3 ayrı sinyali, 1 video sinyali ve 1 senkron sinyali olmak üzere 5 girişi bulunan bağlantı) ve USB portundan yapılan bağlantıdır. En yaygın kullanılan 15 pinli bağlantıdır. BNC tipi olanların tek artısı çevre şartlarından daha az etkilenmesidir.

15 pinli bağlantının veri uçlarının görevleri aşağıda verilmiştir.

ENERGY STAR VE DPMS NEDİR?
DPMS bir monitörün (veya donanımın) açık, bekleme, uyku ve kapalı olduğu durumlarda çektiği gücün belirtilmesidir. EPA ENERGY STAR standardı ise uyku modunda monitörün çektiği gücün 30 W�ın altında olmasıdır. Bunu destekleyen monitörlere Energy Star uyumluluğu verilmiştir.

FOSFOR YANIKLARI VE EKRAN KORUYUCULARI
Tüp üzerindeki fosfor noktacıklarında saniyede en az 60 kez elektron ışını gelerek sürekli bir parlama vardır. Bu parlama uzun süre değişken olmadığı zaman (renk değişikliği gibi) fosfor noktalarında yanıklar oluşmaya başlar ve sürekli olan görüntü ekranda iz olarak görünür. Ekran koruyucuları bu konuda önem kazanır. Bilgisayarımızı üzün süre kullanmayacağımız zaman ekranda sabit olan görüntüyü değiştirerek yanıkları önler. Ekran koruyucu seçimi yaparken genelde rengarenk ve hemen hemen bütün renk tonlarını barındırıyor olması daha faydalıdır.

ELEKTRONMANYETİK EMİSYON (RADYASYON ETKİSİ)
Monitörlerin insan sağlığına yönelik kötü özellikleri de vardır. TV�lerde olduğu gibi monitörlerde de radyasyon etkisi bulunmaktadır. Bu zararları en aza indirmek için hem üreticiler hemde standardizasyon kuruluşları bir takım zorunluluklar ve standartlar getirmişlerdir. MPR I ve MPR II standartları ile düşük radyasyonlu ve yansıma oranı düşük monitörler üretilmesi standartları getirilmiştir.TCO�99 standardı ile bir monitörün kullanıcıyı statik elektriğe karşı koruması ve yansıma oranı düşük ekran kaplaması kullanması gerek görülmüştür. Ayrıca üretimlerinde insan sağlığına zararlı kurşun, kadmiyum ve klorin gibi maddelerin kullanılması yasaklanmıştır. Bunun yanında örneğin TCO�99 destekli 20�� USB�den çalışan bir monitörün en düşük 85Hz�de çalışması, uyku modunda 1 W güç çekmesi (en fazla 5 W) öngörülmüştür.

Ercan UYSAL
ercan_uysal@hotmail.com