Светодиодная подсветка монитора. Пропадает подсветка монитора
Доброго времени суток!
В данном посте, я бы хотел рассмотреть такую болячку LCD мониторов, как вышедшие из строя лампы подсветки, попытаться разобраться почему это происходит, ну и соответственно поменять их. Заинтересовавшихся прошу проследовать за зелёным человечком.
P.S.
Под катом содержится 27 фото
-Уважаемые, я заранее извиняюсь за качество последующих фотографий, фотографировал на тостер....
-Ещё, хочу заметить, что мониторы по своему принципиальному устройству не сильно различаются, так что не пугайтесь, если вдруг не обнаружите винтиков аль ещё чего в том месте, что показано меня на фото, они где-то рядом…
Итак, имеется у нас монитор, работающий практически в романтичных, красно-розовых тонах. Время работы такого монитора непредсказуемо… но как правило не превышает 2-3-х часов, после чего вашим глазам даётся время на передышку, а мозгу на обдумывание вопросов бытия.
Проблема заключается в вышедшей из строя лампе подсветки матрицы монитора, но почему же это произошло?
Причин возникновения такой ситуации достаточно много:
- производственный брак,
- замыкание металлических частей лампы на металлическую рамку матрицы,
- физическое повреждение и т.д
Но давайте все же немножко вникнем в теорию.
ЖК-матрицы работают на просвет, то есть у монитора должен работать источник света, который насквозь просвечивает матрицу. От источника света качество монитора зависит довольно существенно. Для стационарных ЖК-дисплеев и телевизоров обычно используют прямую подсветку, когда источники света (лампы или светодиоды) распределены по всей площади панели. ©
Но почему же он тогда продолжает работать? и столь короткий промежуток времени?
Все просто.
Стоит отметить, что в мониторах чаще всего используется 2 блока по 2 лампы (сверху и снизу монитора
), которые равномерно должны распределять свет по световоду под матрицей.
При выходе из строя одной или нескольких ламп, остальные продолжают работать. Но инвертор (который запитывает их
) штука умная, и если он «видит» что с одной или несколькими его подопечными что-то не так, то решает прекратить свою работу, дабы не навредить.
Ну что же, преступим к разборке?
Начинаем мы с того, что отсоединяем все шлейфы от блока инвертора и контроллера монитора,
Снимаем заднюю панель с блоком питания и контроллером
Сняли? отлично… Что мы видим, цифрой 1
у нас отмечены провода питания, идущие к заветным лампам.
2
- шлейф, идущий к нашей матрице.
Звёздочками отмечены места, которые необходимо подковырнуть, дабы можно было продолжить разборку
Панель слева мы пока что убираем, она нам сейчас не нужна
И вновь разбираем нашу «матрёшку»
Отлично, практически пол пути прошли,
теперь поясним:
5
-наша матрица (та самая штуковина с цифрами 640х480~1920х1080)
6
-дешифратор сигналов соединённый с матрицей линией данных строк\столбцов
7
-световод со светофильтрами
Далее мы вновь углубляемся в «дебри монитора» и снимаем пластиковую рамку по периметру…
Под чёрной рамкой находятся 2 тонкие плёнки, лежащие друг на дружке, а под ними световод.
8
-светофильтр
9
-поляризационная плёнка
10
-световод
Теперь вынимаем большую акриловую штуку (10
) и наконец таки можем лицезреть виновников торжества…
Тех засранцев из-за которых мы проделали такой путь (11
)
Господа. Представляю вашему вниманию поломатые неисправные лампы подсветки!
Кстате о лампах.
А знаете ли вы:
что в ЖК панелях применяются CCFL лампы, что на русском означает флуоресцентная лампа с холодным катодом. Принцип ее почти такой же, как и горячей (в простонародье «лампы дневного света»). Отличие лишь в том, что для получения плазмы в горячей используется первоначальный разогрев катодов, а в холодной плазма получается за счет высокого напряжения прикладываемое к катодам. Дальше плазма, имеющая ультрафиолетовый спектр излучения попадает на люминофор, белое покрытие которое вы видите через колбу, и преобразуется последним в видимое излучение (белый свет) ©
Как мы видим, они действительно перегорели. (об этом нам намекают «чёрные метки» вокруг катодов)
Выкручиваем их, предварительно вытащив светоотражающую подложку (а может, в вашем мониторе и не придётся это делать )
… и меняем их местами (хочу заметить, что стоит быть аккуратными, ибо они довольно хрупкие. Так же советую надёжно закреплять провода и бдить, дабы не было пробоя в дальнейшем. Изолируем все по максимуму! )
Теперь мы вернём наши лампы на место, прикрутим их, вернём светоотражающую штуковину и уложим световод на место.
Подключаем - все работает! (До этого тоже работало, но не корректно, горели лишь 1.5 лампы, запечатлеть сие действие в разобранном виде я не удосужился. Каюсь
)
Ну чтож… самое сложное позади, осталось все собрать обратно.
Приступаем.
Возвращаем плёнки на место, закрываем их пластиковой рамкой и укладываем сверху нашу матрицу, фиксируем её металлической рамкой.
(Тут не стоит забывать о такой штуке как пыль
… прежде чем все собрать, стоит продуть воздухом все составляющие монитора, времени займет не долго, а на качество изображения повлияет)
Переворачиваем и возвращаем на место последнюю «деталь»
Подключаем к «стенду» и радуемся!
Все работает, следов неравномерной подсветки не замечено,
Полёт нормальный.
Fin.
_______________________________________________________________________________
Что хочется сказать в заключении.
0
.Заменить лампы самому оказывается не так уж и сложно, было бы желание.
Так же можно поэкспериментировать, и заменить лампы на светодиодную ленту. Но нужно помнить, что светодиодная лента не совсем равномерный свет дает + ко всему очень даже может быть что у вас перегорит\станет чуть более тускло светить 1 или более светодиодов, и тогда подсветка станет неравномерной. Так же не стоит забывать про цветовую температуру светодиодов
1 .При замене ламп необходимо точно знать их размеры, я ориентировался по данной таблице.
2
. Почему я решил написать данную статью?
Столкнувшись с ремонтом монитора впервые, я полез в «некий поисковик»
, и не увидел подробных инструкций…
нееет, я не говорю что я их не нашел, они были, но мне они показались не полными, потому и было решено собрать данный материал и разместить тут. Мало ли, кому пригодится…
3
.Ссылки на похожие\используемые\дополнительные материалы:
cheklab.ru/archives/2534 (добротная статья об устройстве различных типов мониторов)
radiokot.ru/lab/hardwork/30 (замена ламп подсветки + немного справочной информации)
habrahabr.ru/post/182772 (оживляем монитор, если нет под рукой новых ламп)
radioskot.ru/publ/remont/zamena_ljuminiscentnykh_lamp_podsvetki_v_monitore_na_svetodiodnye/4-1-0-594 (удачная замена ламп на светодиодную ленту)
www.yaplakal.com/forum2/topic471720.html (почти удачная замена ламп на светодиодную ленту)
4
P.S.
Если хабражителям интересны посты о ремонте и восстановлении техники, то я с радостью поделюсь наработанным материалом.
Всем привет!
Иногда, при ремонте LCD подсветки , возникают трудности с приобретением необходимых люминесцетных (CCFL ) ламп . В таких случаях можно переделать ламповую подсветку на светодиодную. Такая переделка не так уж и сложна, да и особых проблем с зап.частями не возникает.
В данной статье предлагаю вам принцип такого переустройства в виде некой инструкции.
Действия по замене LCD подсветки на светодиодную:
Разобрать монитор или телевизор. Сняв пластиковый корпус, аккуратно отсоедините провода от платы, снимите металлический каркас с ЖК модуля и достаньте матрицу. С матрицей нужно быть особо осторожным, чтобы не повредить хрупкие соединительные шлейфы. Если все сделано правильно, то полноценный доступ к электронной плате, инвертору питания и элементам подсветки будет открыт.
2. Отсоедините пеналы с лампами от матрицы или сами лампы, если они установлены без пеналов.
3. Отсоедините старые лампы и утилизируйте их. С элементами CCFL тоже нужно быть предельно аккуратными, потому что в них содержится ртуть.
4. Переходим к этапу замены. Предварительно нужно приобрести светодиодную ленту, лучше с запасом, чтобы хватило заменить все лампы (измерьте длину лампы и умножьте на их количество). Она должна быть максимально узкой и с количеством светодиодов не менее 120 в метре. Чтобы подсветка была приятнее глазу, лучше взять светодиоды с белым свечением.
5. Ленту со светодиодами нужно приклеить на двухсторонний скотч туда, где находились лампы. Далее на контактные выводы лент припаиваются провода от старых ламп и изолируются с помощью термоклея. Сразу можно проверить работоспособность данной конструкции, подключив провода к внешнему источнику питания.
6. Теперь необходимо подключить подсветку на плате питания монитора или телевизора. Для этого нужно найти перемычки, отмеченные надписью « 12 V» и припаять провода подсветки туда, соответственно соблюдая полярность. Собрать в обратной последовательности монитор и наслаждаться своим изобретением.
Подсветка в данном случае будет работать при подключении устройства к сети.
Чтобы управлять подсветкой, и привести ее работу в нормальный режим придется еще потрудиться. Провода, ведущие к светодиодам, нужно запитать таким образом, чтобы была возможность включать подсветку при нажатии кнопок вкл/выкл и регулировать ее яркость. Для этого есть 2 варианта:
1.Самостоятельно создаем схему питания и регулировки яркости подсветки:
На микросхеме питания монитора или телевизора ищем пластиковую коробочку (разъем) с выведенными из нее проводами, где каждое гнездо подписано на плате.
Здесь нас интересует вывод «DIM». Он и будет отвечать за подачу сигнала на вкл/выкл и регулировать яркость за счет изменения скважности в ШИМ-контролере. Показатель скважности импульсов меняется до тех пор, пока не устанавливается нужный уровень яркости, а предельные показатели как раз и будут соответствовать включению и выключению.
Теперь нам понадобится N-канальный полевой транзистор (полевик) любой. К его стоку (Drain) припаиваются провода от светодиодной ленты с минусом, к истоку (source) также подсоединяется общий провод от подсветки, а затвор (gate) через резистор 100-200ОМ и любой провод соединяется с выводом «DIM».
У нас остались провода от подсветки с плюсом, их мы выводим на источник питания +12V на микросхеме и припаиваем.
Теперь устанавливаем подсветку на свое законное место и в обратной последовательности собираем монитор. Не забываем про осторожность и аккуратность в обращении с матрицей и фильтрами, дабы не попала пыль, и не повредились шлейфы. Все, можно пользоваться.
Второй способ, более затратный, но удобный – купить готовую светодиодную подсветку с собственным инвертором :
Опять обращаем внимание на пластиковый разъем и вывод DIM (brightness) и на вывод on/of (лучше воспользоваться распиновкой).
С помощью мультиметра определяются места на блоке управления старыми лампами, от которых идет сигнал к brightness и on/of.
Теперь припаиваются к найденным местам провода инвертора новой светодиодной подсветки .
Еще, лучше отпаять перемычки от питания инвертора старых ламп, чтобы подсветка регулировалась новым инвертором.
-
В мастерскую попал монитор с неисправностью «нет подсветки », т.е. сразу после включения монитора на экране ненадолго загоралась подсветка и потом сразу пропадала. При этом картинка просматривалось нормально. Во время диагностики был проверен проверен блок питания и инвертор, но никаких отклонений найдено не было, все элементы были целы. Измеренное напряжения питания было в норме. Подозрение упало на лампу подсветки, которое в итоге и подтвердилось.
Путем подключения исправных ламп подсветки вместо родных, которые подключены в корпусе матрицы жк монитора. После включении монитора подсветка загорелась и лампы проработали долгое время, осталось только методом перебора установить какая лампы вышла из строя. Это оказалась верхняя лампа подсветки.
Внимание! Разборку матрицы lcd монитора необходимо делать на ровной и чистой поверхности стола, заранее убранной от винтов и прочих предметов. Не допускайте случайного попадания под экран матрицы посторонних предметов, так как они могут повредить или поцарапать матрицу монитора.
Отражатель подсветки покрыт напылением серебра на полиэфирной пленки и обладает превосходными оптическими, механическими и тепловыми свойствами. На каждый отражатель может быть установлено 1-3 лампы подсветки. На жк мониторах обычно установлено 2 отражателя, но обратите внимание, что большинство экранов ноутбуков используют только 1 отражатель с одной лампы подсветки, которые установлены на верхней и нижней части модуля TFT матрицы.
Эта инструкция поможет Вам с заменить лампу подсветки , особенно, если вы никогда не делали этого раньше.
- Лампа подсветки — это очень маленькая флуоресцентная лампа и очень хрупкая, обращайтесь с ней осторожно.
- Замена ламп подсветки требует наличия навыков пайки и монтажа.
Сервисный центр ITcom в Харькове оказывает услугу и .
Для замены лампы подсветки необходимы инструменты
- 25-45 Вт Паяльник
- Паяльная паста
- Кусачки
- Небольшая плоская отвертка
- Пинцет
- Лезвие
- Перчатки
Замена лампы подсветки будет основана на примере ЖК монитора.
Чтобы произвести замену ламп подсветки , сначала нужно извлечь их из металлического корпуса. Для этого нужно аккуратно отклеить провода, идущие снизу вдоль корпуса и только потом снимайте металлическую крышку с жк монитора.
Удаляем небольшие пластиковые крышки и отражатель.
Ослабьте провод, блокирующий винт, затем удалите винты, которые держат отражатель.
Удалите металлический каркас TFT матрицы.
Вставьте небольшую плоскую отвертку на алюминиевое основание.
Медленно вытащите отражатель лампы подсветки.
Повторите эту процедуру на другой стороне матрицы.
Аккуратно вставляем лампу на свое место и производим пайку второго конца лампы и изоляцию с помощью термоусадки. После этого еще раз проверяем, чтобы лампа точно находилась на своем месте и заливаем места вырезов термоклеем или другим подходящим изоляционным герметиком.
Похожую процедуру при необходимости проделываем с остальными лампами, требующими замены.
По окончании сборки ламп можно проверить их работоспособность. При этом следует обратить внимание на отсутствие пробоя высоковольтного напряжения на металлический корпус лампы. В случае выявления данного дефекта следует повторить процедуру изоляции концов лампы или устранить нарушения изоляции проводов.
Лампы светятся без дефектов и нареканий.
Время незаметно идет и казалось бы недавно купленная техника уже выходит из строя. Так, отработав свои 10000 часов, приказали долго жить лампы моего монитора (AOC 2216Sa). Вначале подсветка стала влючаться не с первого раза (после включения монитора подсветка выключалась через несколько секунд), что решалось повторным включением/выключением монитора, со временем монитор приходилось выключать/выключать уже 3 раза, потом 5, потом 10 и в какой-то момент он не мог включить подсветку уже вне зависимости от числа попыток включения. Извлеченные на свет божий лампы оказались с почерневшими краями и законно отправились в утиль. Попытка поставить лампы на замену (были куплены новые лампы подходящего размера) успехом не увенчалась (несколько раз монитор смог включить подсветку, но быстро опять ушел в режим включился-выключился) и выяснение причин в чем может быть проблема уже в электронике монитора привели меня к мысли о том что проще будет собрать соственную подсветку монитора на светодиодах чем ремонтировать имеющуюся схему инвертора для CCFL ламп, тем более в сети уже попадались статьи показывающие принципиальную возможность такой замены.
Разбираем монитор
На тему разборки монитора уже написано немало статей, все мониторы очень похожи между собой, поэтому вкратце:
1. Откручива крепление поставки монитора и единственный болтик внизу, который придерживает заднюю стенку корпуса
2. В низу корпуса есть два пазика между передней и задней частью корпуса, в один из которых засовываем плоскую отвертку и начинаем снимать крышку с защелок по всему периметру монитора (просто проворачивая аккуратно отвертку вокруг своей оси и приподнимая этим крышку корпуса). Излишних усилий прилагать не надо, но тяжело снимается с защелок корпус только первый раз (за время ремонта я его открывал много раз, поэтому защелки стали сниматься со временем гораздо легче).
3. Нам открывается вид на монтаж внутренней металлической рамы в передней части копуса:
Вынимаем из защелок плату с кнопками, вынимаем (в моем случае) разъем динамиков и отогнув две защеки внизу вынимаем внутренний металлический корпус.
4. Слева виднеются 4 провода подключения ламп подсветки. Вынимаем их слегка сдавливая, т.к. для предотвращения выпадения разъем сделан в виде маленькой прищепки. Так же вынимаем широкий шлейф идущий к матрице (вверху монитора), сдавливая его разъем по бокам (т.к. в разъеме боковые защелки, хотя при первом взгляде на разъем это и не очевидно):
5. Теперь необхоимо разобрать "сендвич" содержащий саму матрицу и подсветку:
По периметру находятся защелки, которые открываются легким поддеванием той же плоской отверткой. Вначале снимается металлическая рама придерживающая матрицу, после чего можно открутить три меленьких болтика (обычная крестиковая отвертка не подойдет ввиду их миниатюрного размера, понадобится особо мелкая) удерживающих плату управления матрицей и матрицу можно снять (лучше всего положить монитор на твердую поверхность, например стол, покрытую тканью матрицей вниз, открутив плату управления положить ее на стол развернув через торец монитора и просто внять корпус с подсветкой подняв его вертикально вверх, а матрица так и останется лежать на столе. Ее можно накрыть чем-то чтобы не пылилась, а собирать точно в обратном порядке - т.е. накрыть лежащую на столе матрицу собранным корпусом с подсветкой, обернуть через торец шлейф к плате управления и прикрутив плату управления аккуратно поднять блок в собранном виде).
Получается матрица отдельно:
И блок с подсветкой отельно:
Блок с подсветкой разбирается аналогично, только вместо металлической рамы, подсветка удерживается пластмассовой рамкой, которая одновлеменно позиционирует оргстекло, используемое для рассеивания света подсветки. Большинство защелок находятся по бокам и похожи на те что удерживали металлическую раму матрицы (открываются поддеванием плоской отверткой), но по бокам есть несколько защелок открывающихся "вовнутрь" (на них отверткой нужно надавить, чтобы защелки ушли во внутрь корпуса).
Вначале я запоминал положение всех снимаемых частей, но потом выяслилось, что "неправильно" их собрать не получится и даже если детали выглядят абсолютно симметричными расстояния между защелками на разных сторонах металлической рамы и фиксирующие выступы по бокам пластиковой рамы удерживающей подсветку не дадут собрать их "неправильно".
Вот собственно и все - мы разобрали монитор.
Подстветка светодиодной лентой
Вначале решено было делать подсветку из светодиодной ленты с белыми светодиодами 3528 - 120 светодиодов на метр. Первое что оказалось - ширина ленты 9 мм, а ширина ламп подсветки (и посадочного места под ленту) - 7 мм (на самом деле бывают лампы подсветки двух стандартов - 9 мм и 7 мм, но в моем случае были 7 мм). Поэтому, после осмотра ленты, было принято решение обрезать по 1 мм с каждого края ленты, т.к. это не задевало токопроводящих дорожек на лицевой части ленты (а на обратной вдоль всей ленты идут две широкие жилы питания, которые от уменьшения на 1 мм своих свойств на длине подсветки 475 мм не потеряют, т.к. ток будет небольшой). Сказано - сделано:
Точно так же аккуратно светодиодная лента обрезается по всей длине (на фотографии пример того что было до и что стало после обрезки).
Нам понадобится две полоски ленты по 475 мм (19 сегментов по 3 светодиода в полоске).
Хотелось чтобы подсветка монитора работала так же как и штатная (т.е. включалась и выключалась контроллером монитора), а вот яркость я хотел регулировать "вручную", как на старых CRT мониторах, т.к. это часто используемая функция и лазить по экранным меню каждый раз нажимая несколько клавиш мне надоело (в моем мониторе клавиши вправо-влево регулируют не режимы монитора, а громкость встроенных динамиков, так что режимы каждый раз приходилось менять через меню). Для этого был найден в сети мануал на мой монитор (кому пригодится - прилагается в конце статьи) и на странице с Power Board по схеме найдены +12V, On, Dim и GND которые нас интересуют.
On - сигнал с платы управления на включение подсветки (+5V)
Dim - ШИМ управление яркостью подсветки
12V оказались далеко не 12, а где-то 16V без нагрузки подсветкой и где-то 13.67V с под нагрукой
Так же было решено никаких ШИМ регулировок яркости подсветки не делать, а запитывать подсветку постоянным током (заодно решается вопрос с тем, что у некоторых мониторов ШИМ подсветки работает на не очень высокой частоте и у некоторых от этого чуть больше устают глаза). В моем мониторе частота "родного" ШИМ была 240 Гц.
Дальше на плате были найдены контакты на которые подаетя сигнал On (помечен красным) и +12V на блок инвертора (перемычка которую необходимо выпять чтобы обесточить блок инвертора помечена зеленым). (фотографию можно увеличить чтобы увидеть пометки):
В качестве основы схемы управления был взять линейный регулятор LM2941 в омновном за то, что при токе до 1А он имел отдельный вывод управления On/Off, который предполагаось использовать для управления включением/выключением подсветки сигналом On с платы упралвения монитора. Правда в LM2941 этот сигнал инвертированный (т.е. на выходе есть напряжение когда на входе On/Off - нулевой потенциал), так что пришлось собрать инвертор на одном транзисторе для согласования прямого сигнала On с платы управения и инвертированного входа LM2941. Никаких других излишеств схема не содержит:
Рассчет выходного напряжения для LM2941 производится по формуле:
Vout = Vref * (R1+R2)/R1
где Vref = 1.275V, R1 в формуле соответствует R1 на схеме, а R2 в формуле соответвует паре резисторов RV1+RV2 на схеме (введено два резистора для более плавной регулировки яркости и сокращения диапазона регулируемых переменным резистором RV1 напряжений).
В качестве R1 я взял 1кОм, а подбор R2 осуществляется по формуле:
R2=R1*(Vout/Vref-1)
Максимальное необходимое нам напряжение для ленты - 13В (я взял четь больше чем номинальные 12В чтобы не терять в яркости, а лента такой легкое перенапряжение переживет). Т.е. максимальное значение R2 = 1000*(13/1.275-1) = 9.91кОм. Минимальное напряжение при котором лента еще хоть как-то светится - около 7 вольт, т.е. минимальное значение R2 = 1000*(7/1.275-1) = 4.49кОм. R2 у нас состоит из переменного резистора RV1 и многооборотного подстроечного резистора RV2. Сопротивление RV1 получаем 9.91кОм - 4.49кОм = 5.42кОм (выбираем ближайшее значение RV1 - 5.1кОм), а RV2 выставляем примерно в 9.91-5.1 = 4.81кОм (на самом деле лучше всего вначале собрать схему, выстваить максимальное сопротивление RV1 и измеряя напряжение на выходе LM2941 выстваить сопротивление RV2 таким чтобы на выходе было нужное максимальное напряжение (в нашем случае около 13В).
Монтаж светодиодной ленты
Поскольку после обрезания ленты на 1 мм по торцам ленты оголились жилы питания, на корпус в месте где будет клеиться лента я наклеил изоленту (к сожалению не синюю а черную). Поверх клеится лента (хорошо прогревать поверхость феном, т.к. к теплой поверхности скотч клеится гораздо лучше):
После чего блок подсветки собирается в обратном порядке, устанавливается на место матрица, провода подсветки выводятся наружу.
Схема собиралась на макетке (ввиду простоты решил плату не разводить), крепилась на болитках через отверстия в задней стенке металлического корпуса монитора:
Питание и сигнал управления On заводились с платы блока питания:
Рассчетная мощность, выделяемая на LM2941 рассчитывается по формуле:
Pd = (Vin-Vout)*Iout +Vin*Ignd
Для моего случая составляет Pd = (13.6-13)*0.7 +13.6*0.006 = 0.5 Ватт поэтому было решено обойтись самым маленьким радиатором для LM2941 (посажен через диэлектрическую прокладку т.к. от земли он в LM2941 не изолирован).
Окончательная сборка показала вполне себе работоспособность конструкции:
Из достоинств:
- Используется стандартная светодиодная лента
- Простая плата управления
Из недостатков:
- Недостаточная яркость подсветки при ярком дневном свете (монитор стоит напротив окна)
- Светодиоды в ленте расположены недостаточно часто, поэтому видны небольшие световые конусы от каждого отдельного светодиода возле верхней и нижней кромок монитора
- Баланс белого немного нарушен и уходит слегка в зеленоватые оттенки (скорее всего решаетя регулировками баланса белого либо самого монитора либо видеокарты)
Вполне хороший, простой и бюджетный вариант ремонта подсветки. Вполне комфортно смотреть фильмы или использовать монитор в качестве кухонного телевизора, но для каждодневной работы наверное не подойдет.
Более плотная LED подсветка
Для решения проблемы недостаточной яркости (а заодно и равномерности) подсветки было решено поставить больше светодиодов и чаще. Поскольку оказалось что покупать светодиоды поштучно дороже чем купить 1.5 метра ленты и выпаять их оттуда был выбран более экономный вариант (выпаивать светодиоды из ленты).
Сами светодиды 3528 разместились на 4-х полосках 6 мм шириной и 238 мм длиной по 3 светодиода последовательно в 15 параллельных сборках на каждой из 4-х полосок (разводка плат для светодиодов прилагается). После припайки светодиодов и проводов получается следующее:
Полоски закладыватся по две вверху и внизу проводами к краю монитора в стык в центре:
Номинальное напряжение на светодиодах 3.5В (диапазон от 3.2 до 3.8 В), так что сборка из 3-х последовательных светодиодов должна питаться напряжением порядка 10.5В. Так что параметры регулятора нужно пересчитать:
Максимальное необходимое нам напряжение для ленты - 10.5В. Т.е. максимальное значение R2 = 1000*(10.5/1.275-1) = 7.23кОм. Минимальное напряжение при котором сборка из светодиодов еще хоть как-то светится - около 4.5 вольт, т.е. минимальное значение R2 = 1000*(4.5/1.275-1) = 2.53кОм. R2 у нас состоит из переменного резистора RV1 и многооборотного подстроечного резистора RV2. Сопротивление RV1 получаем 7.23кОм - 2.53кОм = 4.7кОм, а RV2 выставляем примерно в 7.23-4.7 = 2.53 кОм и регулируем в собранной схеме для получения 10.5В на выходе LM2941 при максимаьном сопротивлении RV1.
В полтора раза больше светодиодов потребляют 1.2А тока (номинально), поэтому рассеиваемая можность на LM2941 будет равна Pd = (13.6-10.5)*1.2 +13.6*0.006 = 3.8 Ватт, что уже требует более солидного радиатора для отвода тепла:
Собираем, подключаем, получаем гораздо лучше:
Достоинства:
- Достаточно большая яркость (возможно сравнимая, а возможно даже превосходящая яркость старой CCTL подсвтеки)
- Отсутствие световых конусов по краям монитора от индивидуальных светодиодов (светодиоды расположены достаточно часто и подсветка равномерная)
- Все еще простая и дешевая плата управления
Недостатки:
- Никак не решился вопрос с балансом белого, уходящим в зеленоватые тона
- LM2941 хоть и с большим радиатором, но греется и греет все внутри корпуса
Плата управления на основе Step-down регулятора
Для устранения проблемы нагрева регено было собрать регулятор яркости на базе Step-down регулятора напряжения (в моем случае был выбран LM2576 с током до 3А). Он так же имеет инвертированный вход управления On/Off, поэтому для согласования присутсвует такой же инвертор на одном транзисторе:
Катушка L1 влияет на КПД преобразователя и должна быть 100-220 мкГ для тока в нагрузке около 1.2-3А. Напряжение на выходе рассчитывается по формуле:
Vout=Vref*(1+R2/R1)
где Vref = 1.23V. При заданом R1 можно получить R2 по формуле:
R2=R1*(Vout/Vref-1)
В рассчетах R1 эквивалентно R4 в схеме, а R2 эквивалентно RV1+RV2 в схеме. В нашем случае для регулировки напряжения в диапазоне от 7.25В до 10.5В возьмем R4=1.8кОм, переменный резистор RV1=4.7кОм а подстроечный резистор RV2 на 10кОм с начальным приблежением в 8.8кОм (после сборки схемы лучше всего выставить его точное значение измеряя напряжение на выходе LM2576 при максимальном сопротивлении RV1).
Для этого регулятора решил сделать плату (размеры значения не имели, т.к. в мониторе достаточно метсо для монтажа даже габаритной платы):
Плата управления в сборе:
После монтажа в мониторе:
Все в сборе:
После сборки вроде все работает:
Итоговый вариант:
Достоинства:
- Достаточная яркость
- Step-down регулятор не греется и не греет монитор
- Нет ШИМ а значит ничего не моргает ни с какой частотой
- Аналоговая (ручная) регулировка яркости
- Нет ограничений на минимальную яркость (для тех кто любит работать по ночам)
Недостатки:
- Немного смещен баланс белого в сторону зеленых тонов (но не сильно)
- При малой яркости (очень малой) видна неравномерность в свечении светодиодов разных сборок из-за разброса параметров
Варианты улучшения:
- Баланс белого регулируется как в настройках монитора, так и в настройках почти любой видеокарты
- Можно попробовать поставить другие светодиоды, которые не будут заметно сбивать баланс белого
- Для исключения неравноменого свечения светодиодов при малой яркости можно использовать: а) ШИМ (регулировать яркость с помощью ШИМ всегда подавая номинальное напряжение) или б) соединить все светодиоды последовательно и питать их регулируемым источником тока (если соединить последовательно все 180 светодиодов, то понадобится 630В и 20мА), тогда через все светодиоды должен проходить один и тот же ток, а на каждом будет падать свое напряжение, яркость регулируется изменением тока а не напряжения.
В прилагаемых файлах:
- AOC-2216SA.rar - Service Manual на монитор AOC2216Sa (разбит на две части поскольку превышает лимит на размер для загрузки одного файла)
Как вам эта статья?
Описание:
Ленту лучше взять нейтрально-белого свечения, а также по ширине её нужно брать минимально узкую (ширина ленты на фото 8 мм). Также важно количество светодиодов - не менее 120 светодиодов на метр ленты.
На плате можно найти перемычки, на которых присутствует питание 12 вольт, и припаять провода подсветки к этим перемычкам.
После данной переделки появляется проблема - подсветка постоянно включена, да ещё и яркость не регулируется... Приступаем к поиску цепи регулировки яркости подсветки. Внимательно смотрим на надписи вблизи разьёма. Вывод "ON" включает и выключает подсветку, когда подсветка включена, на выводе "ON" присутствует напряжение около 3 вольт. Когда подсветка выключена, на выводе "ON" напряжение отсутствует. Вывод "DIM" регулирует яркость подсветки путём изменения скважности ШИМ сигнала. При установке почти максимальной яркости, скважность ШИМ составляет 80...90 %, амплитуда сигнала 5 вольт. При отключении подсветки, на выходе "DIM" также отсутствует сигнал, поэтому использовать вывод "ON" не нужно. И для включения/отключения, и для регулировки яркости, достаточно использования вывода "DIM". Для того, чтобы регулировать яркость, нужно подключить светодиодную ленту через N-канальный полевичок, а на затвор полевичка подать сигнал с вывода "DIM" через небольшой резистор (100...200 ом).
Полевик я взял со сгоревшей материнской платы, N-канальный AP9T18GH, с максимальный напряжением сток-исток 20 вольт, и током 10 ампер. Кстати сказать, каждый из отрезков ленты потребляет примерно по 180 милиампер, поэтому можно использовать практически любой полевик с током не менее 0,5 ампер. Также я ради интереса замерил напряжение питания по цепи 12 вольт. Напряжение оказалось в пределах нормы.
Похожие статьи
