Kääntöpistekilpi

Kääntöpistekilpi (tai kääntöpistenäyttö) on sähkömekaaninen pistematriisinäyttö, jota käytetään suurissa ulkokilvissä ja linjakilvissä, etenkin suoralle auringonvalolle kohdistuvissa. Kääntöpistetekniikkaa on käytetty bussien linjakilvissä etenkin Pohjois-Amerikassa, Euroopassa ja Australiassa, pääteiden tiedotekilvissä sekä julkisissa infonäytöissä. Sitä on käytetty myös muutamissa visailuohjelmissa, kuten kanadalaisissa ohjelmissa Just Like Mom, The Joke's on Us ja Uh Oh! sekä merkittävimpänä amerikkalaisessa visailuohjelmassa Family Feud vuodesta 1976 vuoteen 1995.

Toiminta 
Kääntöpistekilvessä on pienten metallisten pistelevyjen ruudukko. Levyt ovat toiselta puolelta mustia ja toiselta kirkkaanvärisiä (yleensä valkoisia, keltaisia tai vihreitä), ja ne ovat mustalla taustalla. Kun levy saa virtaa, sen toinen puoli kääntyy näkyviin. Kun levyt ovat kääntyneet, ne pysyvät samassa asennossa virratta. 

Jokainen levy on kiinnitetty akseliin, jossa on myös pieni kestomagneetti, jonka lähelle on sijoitettu solenoidi. Kun solenoidin käämi saa virtasykäyksen sopivalla napaisuudella, akselin kestomagneetti järjestyy magneettikentän mukaisesti, jolloin levy kääntyy. Toisentyyppisessä kääntöpistekilvessä levyyn on sulautettu magneetti, ja levyn päissä tai sivuilla on erilliset solenoidit, jotka kääntävät pisteen. 

Kilven ohjain lukee dataa, yleensä merkkejä, ja kääntää oikeat levyt tuottaakseen halutun tekstin tai kuvan. Jotkin kilvet käyttävät solenoidin toista päätä ohjaamaan magneettikytkintä, joka ohjaa levyn takana olevaa loistediodia, jolloin saadaan kilpi, joka näkyy pimeässä muttei tarvitse ylimääräistä ohjauselektroniikkaa. 

Kääntöpistekilvissä käytetään monenlaisia ohjausjärjestelmiä. Niiden tarkoituksena on vähentää solenoidien ohjaukseen tarvittavan johdotuksen ja elektroniikan määrää, ja kaikissa yleisissä menetelmissä solenoidit yhdistetään jonkinlaiseen matriisiin. Yksi ohjaustapa on sama kuin ferriittirengasmuistissa: solenoidit yhdistetään yksinkertaiseen matriisiin. Kahden virrallisen johtimen risteyspisteiden solenoideja ohjataan levyjen kääntämiseen tarvittavalla virralla. Niiden levyjen, jotka sijaitsevat joka vaaka- tai pystysuuntaisten johdinten luona, läpi kulkee tällöin vain puolet kääntymiseen vaadittavasta virrasta, sillä vuo on suoraan verrannollinen virtaan, joka on vuorostaan verrannollinen jännitteeseen. Myöskään virratonten johdinten varrella olevat pisteet eivät käänny. 

Ohjausjärjestelmä toimii tyypillisesti ylhäältä alas kytkien virran yksitellen jokaiseen vaakasuuntaiseen johtimeen, ja pystysuuntaisten johdinten virtoja kytketään päälle ja pois sen mukaan, mitä levyjä halutaan kääntää. Sama voidaan tehdä vastaavasti myös vasemmalta oikealle. Koko tapahtumasarja kestää hetken, jonka aikana levyjen käätymiset tuottavat kääntöpistekilvelle tunnusomaista ääntä. 

Muissa ohjausjärjestelmissä käytetään diodeja eristämään osa solenoideista, jolloin vain ne levyt, joiden halutaan kääntyvän, kääntyvät. Tähän kuluu vähemmän sähköä, ja se saattaa kuluttaa kilpeä vähemmän.

Historia 
Ferranti-Packard-yhtiön Kenyon Taylor kehitti kääntöpistekilven Trans-Canada Airlinesin (nykyisen Air Canadan) pyynnöstä, mutta kun järjestelmä saatiin patentoitua vuonna 1961, TCA ei ollut enää kiinnostunut siitä eikä Ferrantin johtokaan pitänyt hanketta kovin mielenkiintoisena. 

Kääntöpistekilpi sai ensimmäisen suuren tilaisuutensa vuonna 1961, kun Montrealin pörssi päätti uusia menetelmänsä näyttää kaupankäynnin tietoja. Sekä Ferranti-Packard että elektroluminenssitekniikkaa käyttänyt Westinghouse tekivät tarjouksen hankkeeseen. Ferranti voitti sopimuksen, kun se oli havainnollistanut kääntöpistenäytön toimintaa käsinmaalatuilla pisteillä, joita liikuteltiin käsin. Kokeilunäyttö rakennettiin käyttämättömän varastorakennuksen seinälle pörssin uutta toimistoa vastapäätä. Pisteet vaihdettiin vähitellen toimiviin, kun niitä tuli saataville. 700 000 dollarin järjestelmä (nykyrahassa 6 miljoonan dollarin) kärsi viipeistä ja teknisistä ongelmista, mutta kun se saatiin valmiiksi, sitä pidettiin todella luotettavana. 

Kääntöpistejärjestelmät olivat suhteellisen kalliita, koska ne valmistettiin käsin, ja viimeisteltiin tyypillisesti "ompelemalla" näytöt kasaan samankaltaisesti kuin ferriittirengasmuistin valmistuksessa. Ferranti teki myös huonoja huoltosopimuksia, joiden takia se menetti 12 000 dollari kuussa vuonna 1971.  Suunnittelu- ja huolto-osaston uudelleenjärjestely ratkaisi ongelmat, ja hinnat alkoivat laskea.  Järjestelmä oli myyty puoleen maailman suurista pörsseistä vuoteen 1977 mennessä. 

Kääntöpistekilvet tulivat laajempaan käyttöön hintojen laskettua, ja niiden merkittävimpiä käyttökohteita olivat pääteiden kilvet ja linjakilvet. Samaan tekniikkaan perustuvat seitsenosaiset, kääntyvillä viivoilla varustetut näytöt yleistyivät Euroopan ja Yhdysvaltojen huoltoasemien hintanäytöissä. Ferranti aloitti hankkeen pienemmän, busseihin ja juniin sopivan kääntöpistekilven valmistamiseksi, ja vuonna 1977 kääntöpistekilpien liikevaihto ylitti yhtiön muut toimialat.  Kilvet tarvitsivat usein pientä huoltoa jumittuneiden levyjen vapauttamiseksi.

Vaihtoehtoiset järjestelmät 

Kääntöpistekilvet ovat yhä yleisiä, mutta niitä ei yleensä käytetä uusissa kilvissä. Ne on korvattu loistediodikilvillä ja -näytöillä, jotka käyttävät jatkuvasti hieman virtaa eivätkä ainoastaan tekstin vaihtuessa, mutta ne ovat hyvin näkyviä sekä valoisalla että pimeällä, niissä ei ole liikkuvia osia, ja ne tarvitsevat vain vähän huoltoa. 

Osa valmistajista tarjoaa kilpiä, joissa käytetään sekä kääntöpiste- että leditekniikkaa (jokaisella pistelevyllä on oma loistediodinsa), jolloin molempien hyödyt voidaan yhdistää. Esimerkiksi tšekkiläinen BUSE toimittaa patentoimiaan ledikääntöpistekilpiä (myös tavallisia loistediodi- ja kääntöpistekilpiä) Keski- ja Itä-Eurooppaan.  Ledikääntöpistetekniikkaa käytettiin jonkin aikaa useimmissa bussien ja raitiovaunujen uusissa linjakilvissä.

Kuvia käyttökohteista

Lähteet

Aiheesta muualla 
 https://www.google.com/patents/US3303494 Yhdysvaltain patentti 3303494

Näyttötekniikka
Joukkoliikenne