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Universidad Nacional de Asunción Ingeniería Electrónica Facultad Politécnica 9no Semestre
Arquitectura de Microcomputadoras
Trabajo Práctico Grupal – Tema 3: Monitores
Integrantes: Laura Villalba – Juan Aquino – Edgar Arévalos- Roque Umbert
Introducción
El monitor de computadora es un visualizador que muestra los resultados del procesamiento
de una computadora mediante una interfaz.1 Estos se conectan a través de una tarjeta gráfica
conocida con el nombre de adaptador o tarjeta de vídeo.
Considerado clásicamente uno de los principales dispositivos de salida de una computadora ya
que nos permite visualizar tanto la información introducida por el usuario como la devuelta
por un proceso en una computadora. Hoy en día encontramos monitores con la capacidad de
ser además un dispositivo de entrada al referirnos a los monitores táctiles (touch).
Podemos decir que es un componente básico ampliamente utilizado por la importancia que
representa. Gracias a los avances tecnológicos hoy día existen muchos tipos de monitores en el
mercado, la selección adecuada depende de la necesidad del usuario en función directa al
costo del mismo y a su finalidad para una tarea determinada.
Primeramente se da una breve reseña histórica de los diferentes tipos de monitores en función
a la tecnología en forma cronológica, una descripción de los principios de funcionamiento de
tal forma a tener una idea acerca de los mismos, y finalmente los distintos costos en los que
pueden ser adquiridos en el mercado actualmente.
Breve reseña histórica2,3
La tecnología de estos periféricos ha evolucionado mucho desde la aparición de las PC.
Históricamente la manera de representar la salida de los procesos fue evolucionando, desde
las salidas impresas, los “display en base 10 de quince dígitos 4”, los monitores de fósforo
verde hasta los nuevos de Plasma, LCD (Liquid Crystal Display) , LED´s (Light-Emitting Diode)
hasta las pantallas táctiles actuales.
Los primeros monitores surgieron en el año 1981, siguiendo el estándar MDA (Monochrome
Display Adapter) eran monitores monocromáticos (de un solo color) de IBM. Estaban
expresamente diseñados para modo texto y soportaban subrayado, negrita, cursiva, normal, e
invisibilidad para textos.
Poco después y en el mismo año salieron los monitores CGA (Color Graphics Adapter-gráficos
adaptados a color) fueron comercializados en 1981 al desarrollarse la primera tarjeta gráfica a
partir del estándar CGA de IBM. Al comercializarse a la vez que los MDA los usuarios de PC
optaban por comprar el monitor monocromático por su costo.
Tres años más tarde (1984) surgió el monitor EGA (Enhanced Graphics Adapter - adaptador de
gráficos mejorados) estándar desarrollado por IBM para la visualización de gráficos, este
1 http://es.wikipedia.org/wiki/Monitor_de_computadora 2 http://www.monografias.com/trabajos37/monitores/monitores.shtml 3 http://es.wikipedia.org/wiki/Monitor_de_computadora 4 http://es.wikipedia.org/wiki/Atanasoff_Berry_Computer
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monitor aportaba más colores (16) y una mayor resolución. En 1987 surgió el estándar VGA
(Video Graphics Array - graficos de video arreglados) fue un estándar muy acogido y dos años
más tarde se mejoró y rediseñó para solucionar ciertos problemas que surgieron,
desarrollando así SVGA (Super VGA), que también aumentaba colores y resoluciones, para este
nuevo estándar se desarrollaron tarjetas gráficas de fabricantes hasta el día de hoy conocidos
como S3 Graphics, NVIDIA o ATI entre otros. Con este último estándar surgieron los monitores
CRT.
La tecnología ha evolucionado junto con la fabricación de nuevas tarjetas gráficas. Ahora no se
concibe un ordenador sin un monitor en color. Ahora la "guerra" está en el tamaño y en la
resolución que sean capaces de mostrar.5
Figura 1: Avance tecnológico6
El origen de la tecnología LCD se remontan a lo largo de los años desde 18887 hasta la
actualidad; estas pantallas usadas habitualmente en los ordenadores portátiles, TFT-LCD, son
la unión de tecnologías procedentes de dos campos de investigación dispares: la electrónica
(TFT) y la química (LCD)8. Se atribuye la invención de las pantallas LCD a Jack Janning.
La pantalla de plasma fue inventada en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign por
Donald L. Bitzer y H. Gene Slottow en 1964 para el sistema informático PLATO. Los paneles
originales eran monocromáticos. Desde 1975, Larry Weber, de la Universidad de Illinois en
Urbana-Champaign, intentó crear una pantalla de plasma de color, consiguiéndolo finalmente
en 1995.9
La tecnología LED (Light-Emitting Diode) surge en la última década usa sistemas de
retroiluminación, una tecnología que ofrece ventajas sobre la tecnología de iluminación
convencional por lámparas fluorescentes de cátodos fríos evitando de ese modo la
contaminación que provoca y las emisiones de CO2. Además disminuyen el consumo eléctrico
dejándolo por debajo del 50% respecto a los LCD.
5 http://www.duiops.net/hardware/monitores/monitores.htm 6 Compendio de imágenes elaborada por los autores 7 http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_display 8 http://www.um.es/docencia/barzana/DIVULGACION/ELECTRONICA/LCD-historia.html 9 http://www.esqna.com/ordenadores/1328-1-esqna.html
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Clasificación10
Clasificación según estándares de monitores
Según los estándares de monitores se pueden clasificar en varias categorías. Han ido evolucionando con el objetivo de ofrecer mayores prestaciones, definiciones y mejorar la calidad de las imágenes.
Los basados en CRT: MDA, CGA, EGA, VGA, SVGA, UVGA, XGA caracterizados principalmente por la resolución en pantalla. Estos son clasificados de acuerdo al color: monocromáticos y policromáticos (a color). Son los denominados monitores analógicos.
Clasificación según tecnología de monitores
Los monitores se pueden clasificar en varios aspectos. Estas evoluciones de la tecnología han sido llevadas a cabo en parte por el ahorro de energía, tamaño y por brindar un nuevo producto que compita con calidad y precio. Los podemos clasificar en dos grandes grupos en analógicos y digitales (se debe tener presente que las señales que son manejadas dentro de la computadora son totalmente digitales, la interfaz de video es la encargada de realizar la conversión digital/analógica para los monitores analógicos).
Se clasifican en monitores:
CRT
LCD
PLASMA
LED
Características principales de los monitores11
En los monitores analógicos y digitales la imagen que podemos observar en los monitores está formada por una matriz de puntos de luz. Cada punto de luz reflejado en la pantalla es denominado como un píxel.
Para los monitores analógicos se tienen los siguientes parámetros de la pantalla:
Píxel: unidad mínima representable en un monitor. Los monitores pueden presentar píxeles muertos o atascados.
Tamaño de punto o (dot pitch): el tamaño de punto es el espacio entre dos fósforos coloreados de un píxel. Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. Los tamaños de punto más pequeños producen imágenes más uniformes.
10 http://www.maestrosdelweb.com/principiantes/conoce-la-historia-de-los-monitores/ 11 http://es.wikipedia.org/wiki/Monitor_de_computadora
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Área útil: el tamaño de la pantalla no coincide con el área real que se utiliza para representar los datos.
Ángulo de visión: es el máximo ángulo con el que puede verse el monitor sin que se degrade demasiado la imagen. Se mide en grados.
Luminancia: es la medida de luminosidad, medida en Candela.
Tiempo de respuesta: también conocido como latencia. Es el tiempo que le cuesta a un píxel pasar de activo (blanco) a inactivo (negro) y después a activo de nuevo.
Contraste: es la proporción de brillo entre un píxel negro a un píxel blanco que el monitor es capaz de reproducir. Algo así como cuantos tonos de brillo tiene el monitor.
Coeficiente de contraste de imagen: se refiere a lo vivo que resultan los colores por la proporción de brillo empleada. A mayor coeficiente, mayor es la intensidad de los colores (30000:1 mostraría un colorido menos vivo que 50000:1).
Consumo: cantidad de energía consumida por el monitor, se mide en Vatio.
Ancho de banda: frecuencia máxima que es capaz de soportar el monitor.
Hz o frecuencia de refresco de pantalla vertical: son 2 valores entre los cuales el monitor es capaz de mostrar imágenes estables en la pantalla.
Hz o frecuencia de refresco de pantalla horizontal: similar al anterior pero en sentido horizontal, para dibujar cada una de las líneas de la pantalla.
Blindaje: un monitor puede o no estar blindando ante interferencias eléctricas externas y ser más o menos sensible a ellas, por lo que en caso de estar blindando, o semi-blindado por la parte trasera llevara cubriendo prácticamente la totalidad del tubo una plancha metálica en contacto con tierra o masa.
Tipo de monitor: en los CRT pueden existir 2 tipos, de apertura de rejilla o de máscara de sombra.
Líneas de tensión: son unas líneas horizontales, que tienen los monitores de apertura de rejilla para mantener las líneas que permiten mostrar los colores perfectamente alineadas; en 19 pulgadas lo habitual suelen ser 2, aunque también los hay con 3 líneas, algunos monitores pequeños incluso tienen una sola.
El tamaño de la pantalla
El tamaño de la pantalla es la distancia en diagonal de un vértice de la pantalla al opuesto, que puede ser distinto del área visible cuando hablamos de CRT, mientras que la proporción o relación es 4:3 (Cuatro tercios) significa que por cada 4 píxeles de ancho tenemos 3 de alto, una resolución de 800x600 tiene una relación de aspecto 4:3, sin embargo estamos hablando de la proporción del monitor. Posteriormente se desarrollaron estándares para pantallas de aspecto panorámico 16:9 (a veces también de 16:10 o 15:9) que hasta entonces solo veíamos en el cine.
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Medición del tamaño de la pantalla
Las medidas de tamaño de pantalla son diferentes cuando se habla de monitores CRT y monitores LCD. Para monitores CRT la medida en pulgadas de la pantalla toma como referencia los extremos del monitor teniendo en cuenta el borde, mientras que el área visible es más pequeña. Para monitores LCD la medida de tamaño de pantalla se hace de punta a punta de la pantalla sin contar los bordes. Los tamaños comunes de pantalla suelen ser de 15, 17, 19, 21 pulgadas. La correspondencia entre las pulgadas de CRT y LCD en cuanto a zona visible se refiere, suele ser de una escala inferior para los CRT, es decir una pantalla LCD de 17 pulgadas equivale en zona visible a una pantalla de 19 pulgadas del monitor CRT (aproximadamente) .
Resolución máxima
Es el número máximo de píxeles que pueden ser mostrados en cada dimensión, es representada en filas por columnas. Está relacionada con el tamaño de la pantalla y la proporción. Se lo representa por (pixeles x líneas).
Los monitores LCD solo tienen una resolución nativa posible, por lo que si se hacen trabajar a una resolución distinta, se escalará a la resolución nativa, lo que suele producir artefactos en la imagen.
Las resoluciones más usadas en la actualidad son:
Figura 2: Tabla comparativa de resoluciones12
Figura 3: Geometría de los pixeles13
12 http://es.wikipedia.org/wiki/Monitor_de_computadora 13 http://es.wikipedia.org/wiki/Monitor_de_computadora
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Figura 4: Comparación de resoluciones de video13
Colores
Cada píxel de la pantalla tiene interiormente 3 subpíxeles, uno rojo, uno verde y otro azul; dependiendo del brillo de cada uno de los subpíxeles, el píxel adquiere un color u otro de forma semejante a la composición de colores RGB.
CRT (Catodic Ray Tube )14,15
Tubos de Rayos Catódicos, Inicialmente solo permitían la visualización de imágenes
monocromáticas, combinando el color negro con blanco, verde ó ámbar, posteriormente se
introducen los monitores a color. Permite la visualización de imágenes procedentes de la
computadora, por medio del puerto de video hasta los circuitos del monitor. Una vez
procesada la información procedente de la computadora, los gráficos son creados por medio
de un cañón que lanza electrones contra una pared de fósforo dónde chocan generando una
pequeña luz de color16.
14 http://www.informaticamoderna.com/Monitor_CRT.htm 15 http://www.monografias.com/trabajos37/monitores/monitores.shtml 16 http://www.informaticamoderna.com/Monitor_CRT.htm
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Figura 5: Funcionamiento del CRT17
Ventajas: Excelente calidad de imagen (definición, contraste, luminosidad). Económico.
Tecnología robusta. Resolución de alta calidad.
Desventajas: Presenta parpadeo por el refrescado de imagen. Consumo de energía.
Generación de calor. Generación de radiaciones eléctricas y magnéticas. Alto peso y tamaño.
Tipos de monitores por resolución: 18,19
TTL: Solo se ve texto, generalmente son verdes o ámbar.
CGA: Son de 4 colores máximo o ámbar o verde, son los primeros gráficos con una resolución
de 200x400 hasta 400x600.
EGA: Monitores a colores 16 máximo o tonos de gris, con resoluciones de 400x600, 600x800.
VGA: Monitores a colores de 32 bits de color verdadero o en tono de gris, soporta 600x800,
800x1200
SVGA: Conocido como súper VGA incrementa la resolución y la cantidad de colores de 32 a 64
bits de color verdadero, 600x400 a 1600x1800.
UVGA: No varía mucho del súper VGA, solo incrementa la resolución a 1800x1200.
XGA: Son monitores de alta resolución, especiales para diseño, su capacidad grafica es muy
buena. Además la cantidad de colores es mayor.800x1200. Un conector VGA como se le
17 http://tallermodalidadinformatica.blogspot.com/2011/02/funcionamiento-de-un-monitor-crt.html 18 http://es.wikipedia.org/wiki/Monochrome_Display_Adapter 19 http://www.maestrosdelweb.com/principiantes/conoce-la-historia-de-los-monitores/
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conoce comúnmente (otros nombres incluyen conector RGBHV, D-sub 15, sub mini mini D15 y
D15), de tres hileras de 15 pines DE-15.
WUXGA (Wide Ultra eXtended Graphics Array): es un modo de visualización gráfica de
ordenadores, incluyendo tarjetas de video y monitores. Resolución de 1920x1200, equivalente
a 2,3 Megapixeles.
MONITORES LCD20
A este tipo de tecnología se le conoce por el nombre de pantalla o display LCD, sus siglas en
inglés significan “Liquid Crystal Display” o “Pantalla de Cristal Líquido” en español. Este
dispositivo fue inventado por Jack Janning. Estas pantallas son incluidas en los ordenadores
portátiles, cámaras fotográficas, entre otros.
Funcionamiento: El funcionamiento de estas pantallas se fundamenta en sustancias que
comparten las propiedades de sólidos y líquidos a la vez.
Cuando un rayo de luz atraviesa una partícula de estas sustancias tiene necesariamente que
seguir el espacio vacío que hay entre sus moléculas como lo haría atravesar un cristal sólido
pero a cada una de estas partículas se le puede aplicar una corriente eléctrica que cambie su
polarización dejando pasar la luz o no.
Figura 6: Partes del LCD
Una pantalla LCD está formada por 2 filtros polarizados colocados perpendicularmente de
manera que al aplicar una corriente eléctrica deja pasar o no la luz. Para conseguir el color es
necesario aplicar tres filtros más para cada uno de los colores básicos rojo, verde y azul.
Para la reproducción de varias tonalidades de color se deben aplicar diferentes niveles de brillo
intermedios entre luz y no luz lo cual se consigue con variaciones en el voltaje que se aplica a
los filtros.
Ventajas: Poco peso y tamaño. Buena calidad de colores. No contiene parpadeo. Poco
consume de energía. Poca generación de calor. No genera radiaciones eléctricas y magnéticas.
20 http://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_de_cristal_l%C3%ADquido
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Desventajas: Alto costo. Angulo limitado de visibilidad. Brillo limitado. Bajo tiempo de
respuesta de píxeles. Contiene mercurio.
MONITORES PLASMA21
Una pantalla de plasma es una pantalla plana en la cual la luz se crea por la excitación de
fósforo por la descarga de plasma entre dos pantallas planas de vidrio. La descarga de gas no
contiene mercurio (como en la luz de fondo de las pantallas de LCD); una mezcla de gases
nobles (neón y xenón) es utilizada en su lugar. Esta mezcla de gas es inerte y totalmente
inofensiva. La pantalla de plasma fue desarrollada en la Universidad de Illinois por Donald L.
Bitzer y H. Gene Slottow. Originalmente los paneles eran monocromáticos. En 1995 Larry
Weber logró crear la pantalla de plasma de color. Este tipo de pantalla entre sus principales
ventajas se encuentran una la mayor resolución y ángulo de visibilidad.
Funcionamiento: El sistema Plasmavision consiste en un conjunto de celdas llamadas pixels
compuestas cada una de tres sub-pixels que corresponden a los colores rojo, verde y azul. El
gas presente en el aparato entra en reacción con partículas de neón en el interior de cada sub-
pixel y produce de esta forma una luz de color (roja, verde o azul). Cada sub-pixel es
controlado por un sistema electrónico sofisticado y produce más de 16 millones de colores
diferentes. Se obtiene por lo tanto unas imágenes de una nitidez impecable gracias a un
aparato de un espesor inferior a los 15 centímetros.
Figura 7: Partes del Plasma
Se basa en el principio de que haciendo pasar un alto voltaje por un gas de baja presión
(generalmente neón o xenón) se genera luz. Esa pantalla usa fósforo como los monitores CRT
pero son emisivas como las LCD, consiguiendo una mejora del color y un estupendo ángulo de
visión. Al aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos de la celda, dicho gas pasa al
estado de plasma.
21 http://www.monografias.com/trabajos37/monitores/monitores2.shtml
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El gas así cargado emite radiación ultravioleta (UV) que golpea y excita el material
fosforescente que recubre el interior de la celda. Cuando el material fosforescente regresa a su
estado energético natural, emite luz visible.
Ventajas: Excelente brillo. Alta resolución. Amplio ángulo de visión. No contiene mercurio.
Tamaño de pantalla elevado.
Desventajas: Vida útil corta. Coste de fabricación elevado, superior a los LCD. Consumo de
electricidad elevado. Poca pureza del color. Consumo energético y emisión de calor elevada.
Monitores LED22
Una Pantalla LED es un dispositivo compuesto de paneles o módulos de LED (diodos emisores
de luz) debidamente compuestos por led´s RGB (Colores primarios, Rojo, Verde y Azul de las
pantallas o proyectores de luz) con los cuales en conjunto forman píxeles y de esta manera se
pueden mostrar caracteres, textos, imágenes y hasta vídeo.
Se utilizan los LEDs disponiéndolos en forma de matriz utilizando diodos de distintos colores
RGB para formar el píxel, de tal forma que se pueden obtener pantallas de LED de diversos tipo
como lo serian: tipo indicadores, informativas, publicitarias y de alta resolución de vídeo a
todo color. Existen pantallas electrónicas de LED de un solo color, de dos colores, tricolores y a
todo color. Todo depende de la composición de los colores de LED de la matriz de la pantalla
electrónica de led´s para poder determinar su característica o funcionalidad. Las pantallas
electrónicas de led´s consumen muy poca energía. Para que cada píxel se aprecie más
dinámicamente se desarrolló una tecnología conocida como tecnología de píxel virtual, del
inglés Virtual Pixel Technology, que ofrece una mayor resolución de imagen. Así, se dispone de
píxeles y subpíxeles formados íntegramente por LEDs verdes, rojos y azules, consiguiendo con
la mezcla o combinación más de 16 millones de colores.
Diferencias entre monitores LED y LCD:
Monitor LCD: Pantalla de cristal líquido, remplazó a las pantallas CRT. Incorporan un filtro con
la cual ya no te malogran ni cansan la vista a comparación de los CRT. También son más
delgados por lo tanto consumen menos espacio y son más ligeros.
Monitor LED: Pantalla LCD pero que en vez de utilizar lámparas fluorescentes utilizan retro
iluminación por LED. Al no utilizar lámparas fluorescentes eliminaría el uso de Mercurio en los
monitores, evitando la contaminación. Consume menos energía que un LCD. Presenta mejor
contraste en las imágenes proyectadas, también controla mejor el brillo de la imagen para
evitar la fatiga en la vista.
En resumen, los monitores LED gastan menos energía, ayudan a cuidar el medio ambiente y
presentan mejor imagen que un LCD. El detalle viene en el precio.
Ejemplo:
22 http://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_LED
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Monitor LCD 32 pulgadas: 1.450.000 Gs.
Monitor LED 32 pulgadas : 4.400.000 Gs.
Televisores LED, evolución de los LCD clásicos
La ventaja más directa en el uso de luces LEDs para retro iluminar los paneles de televisores
LCD es el menor consumo de este tipo de diodos. Son así equipos más eficientes
energéticamente y cuya vida útil también es mayor.
Pero en la calidad de imagen también hay diferencias. La que más se aprecia a simple vista es
el aumento del contraste dinámico en los televisores LED frente a los LCD clásicos. La
representación de color también mejora con la tecnología LED.
En el campo del diseño, que un televisor LCD use tecnología LED lo vamos a notar
principalmente en el grosor del mismo, aunque básicamente ocurre en los de tipo Edge-LED,
esta tecnología junto con la retroiluminación LED en general fue introducida por Sony a partir
de 2004 con su sistema Triluminos, por lo que se trata de una tecnología muy joven.
El último beneficio, aunque no se pueda ver a priori, del uso de diodos LED en vez de
fluorescentes a la hora de iluminar el panel de los televisores se llama mercurio, material que
ya no se usa en los modelos LED y que supone un alivio para el medioambiente.
Dos tecnologías LED enfrentadas
Aunque los denominamos de igual forma, básicamente dos son las tecnologías de
retroiluminación que dominan el mercado.
LED de tipo Edge: En la búsqueda por un sistema de iluminación trasera que permitiera jugar
más con el diseño de los televisores y reducir su grosor, surgió la idea de llevar la iluminación
LED a los bordes de los equipos. De esta forma el grosor que se consigue es increíblemente
reducido.
La luz de los LEDs se distribuye entonces por todo el panel por medio de difusores. El
inconveniente de este sistema es que los negros no lo son tanto y que la retroiluminación
puede no ser uniforme en todas las zonas.
LED con atenuación local: El otro sistema principal de iluminación de los paneles en los
televisores LED es el local dimming o atenuación local. En este caso el sistema puede apagar y
encender zonas más concretas, consiguiendo mejores contrastes. En este caso también hay un
inconveniente destacado llamado efecto blooming, con el que es posible ver un halo en los
objetos claros en un fondo negro.
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Anexo I
Conectores y algunas Tarjetas de Videos
Anexo II
Precios de los monitores en el mercado
TIPO DE MONITOR PRECIO COMERCIOS
MONITOR LED 15.6" ACER WIDE NEGRO 358.560 PARTNER S.R.L. Colon 1006 esq. Manduvira MAIL: partner@partner.com.py MSN : partner@partner.com.py Telefax: 595-21-451750 – 451351 http://partnerpy.com/
MONITOR LED 15.6" AOC WIDE NEGRO 371.520
MONITOR LED 18.5" BENQ WIDE GL930 NEGRO
496.800
MONITOR LED 18.5” AOC e943Fwsk Ultra Slim
518.400
Monitor LED SAMSUNG 32” 4.440.000
Shopping Informática Monitor LED PRESTIGE 42” 3.000.000
Monitor LED PRESTIGE 32” 2.000.000
Monitor LED PRESTIGE 42” 3.600.000
COMPUSERVICE
Monitor LED PRESTIGE 32” 2.100.000
Monitor LED AOC 32” 1.850.000
Monitor LED AOC 40” 3.700.000
Monitor/TV LED SONY BRAVIA 46” 8.000.000
Monitor NEXT 19” 750.000
MONITOR LCD 20` SAMSUNG B2030N WIDE PRETO
514.080 Nave Informática - 1° piso do Shopping Internacional - Tel.: 061502266 http://www.navenet.com MONITOR LCD 23.6`` ACER GD235HZBID
3D/HDMI/1080P/D 2.073.600
MONITOR LCD POWERPACK PLASMA LC15BR
1.533.600 Shopping China – PJC. Tel.: (067)3433-3333