Подсветка экрана светодиодная – LED подсветка монитора своими руками / Habr

Содержание

LED подсветка монитора своими руками / Habr


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 включаться 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 собственную 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. Откручиваем 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 корпуса:

Вынимаем из защелок плату с кнопками, вынимаем (в моем случае) разъем динамиков и отогнув две защелки 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 необходимо 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 отдельно:

Блок с подсветкой разбирается аналогично, только вместо металлической рамы, подсветка удерживается пластмассовой рамкой, которая одновременно 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 выяснилось, 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.

Подсветка 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 нагрузкой
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 подается сигнал On (помечен красным) и +12V на блок инвертора (перемычка которую необходимо выпаять чтобы обесточить блок инвертора помечена зеленым). (фотографию можно увеличить чтобы увидеть пометки):

В качестве основы схемы управления был взять линейный регулятор LM2941 в основном за то, что при токе до 1А он имел отдельный вывод управления On/Off, который предполагалось использовать для управления включением/выключением подсветки сигналом On с платы управления 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 управления и инвертированного входа LM2941. Никаких других излишеств схема не содержит:

Расчет 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 соответствует 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, выставить максимальное сопротивление RV1 и измеряя напряжение на выходе LM2941 выставить 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 поверхность феном, т.к. к теплой поверхности скотч клеится гораздо лучше):

Дальше монтируются задняя пленка, оргстекло и светофильтры которые лежали поверх оргстекла. По краям я подпер ленту кусочками стирательной резинки (чтобы края на скотче не отходили):

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 болтиках через отверстия в задней стенке металлического корпуса монитора:


Питание и сигнал управления On заводились с платы блока питания:

Расчетная 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 решается 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.

Регулировка яркости с помощью ШИМ

Для тех хаброжителей, которые в отличие от меня не вспоминают с ностальгией аналоговые ручки управления яркостью и контрастностью на старых ЭЛТ мониторах можно сделать управление от штатного ШИМ генерируемого платой управления монитором без выведения каких-либо дополнительных органов управления наружу (без сверления корпуса монитора). Для этого достаточно собрать на двух транзисторах схему И-НЕ на входе On/Off регулятора и убрать регулировку яркости на выходе (выставить выходное напряжение постоянным в 12-13В). Модифицированная схема:

Сопротивление подстроечного резистора RV2 для напряжения 13В должно быть в районе 9.9кОм (но лучше выставить точно при включенном регуляторе)

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 светодиоды 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 закладывается 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 максимальном сопротивлении RV1.
В полтора раза больше светодиодов потребляют 1.2А тока (номинально), поэтому рассеиваемая мощность 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 решено 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 присутствует 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 заданном R1 можно получить R2 по формуле:

R2=R1*(Vout/Vref-1)

В расчетах 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 приближением 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 место 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 неравномерного 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.
  • Если хочется сделать схему на основе ШИМ для LM2576 можно использовать схему И-НЕ на входе On/Off этого Step-down регулятора (по аналогии с приведенной схемой для LM2941), но лучше поставить диммер в разрыв минусового провода светодиодов через logic-level mosfet

По ссылке можно скачать:

  • AOC2216Sa Service Manual
  • LM2941 и LM2576 datasheets
  • Схемы регулятора на LM2941 в формате Proteus 7 и PDF
  • Разводка платы для светодиодов в формате Sprint Layout 5.0
  • Схема и разводка платы регулятора на LM2576 в формате Proteus 7 и PDF

habr.com

Замена ламп на светодиоды в мониторе

Наиболее частой причиной отказов в работе ЖК мониторов и матриц становится выход из строя ламп подсветки. Если для телефонов и небольших дисплеев в планшетах используют Led ленты, в матрицах с большой диагональю для этих целей устанавливают CCFL лампы. По сути, это та же люминесцентная лампа дневного света, но с холодным катодом.

У них есть неприятная привычка выходить из строя без особых видимых причин, причем даже выход из строя одной лампы вызывает срабатывание блока защиты и отключение питания монитора.

Сверху перегоревшая CCFL лампа в модуле подсветки.

Избавляемся от старой CCFL

Наиболее очевидный путь решения проблемы – замена лампы, но ремонт имеет и некоторые подводные камни. Например, для замены необходима точно такая лампа. Источники с немного другими параметрами питания инвертор принимать не хочет, а найти полный аналог для модели выпущенной 5-6 лет назад порой проблематично.

В свете этого очень привлекательна идея переделки монитора на led подсветку.

Для перехода на LED придется разобраться с инвертором для CCFL ламп. Нам он уже не пригодится, поскольку на его выходе формируется высоковольтный высокочастотный сигнал смертельный для светодиода.

Просто отсоединяем шлейф разъёма инвертора от основной платы. На будущее нам понадобится разъём «dim» для управления яркостью светодиодной ленты.

Для замены ламп в мониторе на светодиодную ленту потребуется диммируемый драйвер питания.

Замена проводится в два этапа. Первый – извлечение CCFL ламп и инвертора питания, второй – установка светодиодной ленты, драйвера питания и их подключение. В качестве светодиодного драйвера можно использовать модели на 220В и 12В, главное, чтобы они подошли по габаритам.

В качестве эквивалента CCFL лучше всего подходят ленты, у которых 120 диодов на метр. Если не удалось найти такую ленту подходящей ширины, возможно использование 90 диодов на метр.

Лента должна быть нейтрально белого цвета, иначе искажения цветопередачи гарантированы. При выборе светодиодной ленты для монитора на это обратите особое внимание. Подробнее о цвете свечения ламп читайте здесь.

При замене лампы не стоит увлекаться достижением слишком высокой яркости, у мощных светодиодов значительное тепловыделение, что не лучшим образом скажется на самой матрице.

Как заменить подсветку монитора на светодиодную

Самым сложным и кропотливым участком работы станет для нас демонтаж корпуса.

Любое неосторожное движение может вызвать обрыв шлейфа или вообще повредить матрицу. Разбирать корпус при включённом питании не стоит, на выходе инвертора формируется напряжение порядка киловольта. Пробой его на блок развертки или матрицу гарантированно сожжёт эти блоки.

Но по большому счёту, замена подсветки монитора на светодиодную своими руками достаточно проста.

Электронная начинка состоит из трёх блоков:

  • Блок питания;
  • блок развёртки изображения;
  • блок инвертора ламп.

Обычно блок инвертора закрыт защитным кожухом.

Светодиодная лента, установленная вместо ламп подсветки монитора, должна максимально соответствовать по ширине желобам ламп, иначе подсветка будет неравномерной.

Если вы решили использовать драйвер светодиодной подсветки на 12В, убедитесь, что блок питания имеет выход с таким напряжением. Можно конечно найти на плате точку с напряжением питания 12В, но подключение к ней драйвера ленты способно вызвать «просадку» напряжения и нестабильную работу электроники.

Схема диммируемого драйвера светодиодной ленты

Как уже упоминалось, для замены CCFL на LED в мониторе придётся установить драйвер питания светодиодной ленты.

Собрать простейшим ШИМ регулятор для диммирования яркости подсветки своими руками можно на микросхеме N555.

Схема светодиодной подсветки монитора со встроенным диммером

Генератор диммирующего сигнала собран на генераторе импульсов NE555, особенностью этой микросхемы является возможность изменять и частоту, и скважность импульсов. Переменный резистор в этой схеме влияет на скважность.

Преимущества такой схемы управления яркостью подсветки – низкое тепловыделение и широкий диапазон сигнала, недостаток – механическая регулировка. Эта схема понадобится, если стоит программный диммер на плате инвертора питания ламп. Эта схема led подсветки универсальная и подойдет для экранов любых производителей.

Схема для внешнего диммирования

Это копия выходного каскада предыдущей схемы. Если уровень сигнала с диммирующего выхода будет недостаточен для корректной работы полевого транзистора, перед затвором возможно установить дополнительный маломощный транзисторный ключ, который будет играть роль коммутатора напряжения.

А эта схема позволит управлять яркостью ленты через штатный канал. Учтите, что глубина диммирования для ccfl ламп меньше чем у светодиодов, поэтому в такой схеме диапазон яркости будет меньше чем при первом варианте.

На многих устройствах Toshiba, JVS, BenQ ШИМ программный, когда на инвертор поступает сигнал увеличения либо уменьшения скважности, а диммирующий сигнал формируется контроллером самого инвертора. В Samsung и LG у всех моделей есть выход «dim», который подойдёт для управления яркостью led подсветки монитора.

Замена ccfl на led в мониторе позволяет значительно снизить затраты по сравнению с установкой новой лампы. Даже по минимальным расценкам четыре лампы обойдутся в 3-5 долларов, а полметра светодиодной ленты вместе с драйвером обойдутся вам меньше чем в доллар.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

svetodiodinfo.ru

Выбор и устройство универсальной LED подсветки для монитора

Введение

Существует множество вариаций универсальных подсветок для мониторов. Комплект обычно состоит из одной или двух светодиодных линеек, драйвера со стабилизацией по току и шлейфа для подключения драйвера к плате управления. Предложения на рынке отличаются друг от друга типом светодиодов, их плотностью, материалом подложки, типом управляющего ШИМ и конечно же компоновкой. Так какую же подсветку выбрать для своего старого доброго монитора, в чем различие, каковы преимущества и недостатки каждого из вариантов?

В этой статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, возникающих при выборе универсальной LED подсветки для мониторов, разберем устройство различных комплектов, детально рассмотрим различия светодиодных линеек на базе 3528, 5630/5730 и 2835 их преимущества и недостатки, а также изучим схемы построения драйверов на различных специализированных ШИМ контроллерах. Информация из статьи поможет вам в будущем самостоятельно оценивать качество предлагаемых комплектов и выбирать наиболее подходящий для ваших условий эксплуатации.

Если вы не читали предыдущую нашу статью «Устройство универсальной LED подсветки LCD экрана ноутбука CA-166, особенности, установка и адаптация», то рекомендуем с ней ознакомится т.к. мы будем на нее ссылаться в тексте.

Светодиодные линейки

Линейки могут отличаются типом светодиодов, их плотностью установки, световой температурой, а также материалом подложки. Но кое-что у них все же есть общее, все они стремятся вписаться в ширину 4 мм для матриц мониторов и 2 мм для матриц ноутбуков. Дело в том, что матрицы мониторов имеют кассеты с CCFL лампами, толщиной 9 мм, 7 мм и 5 мм. 5мм кассеты рассчитаны были под одну CCFL лампу толщиной 2,4-3 мм что вместе с креплениями и центрующими кольцами дает минимальную толщину 4-4,5 мм. По этой причине выбор стандарта 4 мм для LED линеек выглядит логичным. Схемотехнически драйверы в основном идут понижающие, следовательно, напряжение питания линейки должно быть меньше напряжения питания драйвера. Поскольку в мониторах для питания инвертора подсветки обычно используется напряжение от 12 В до 24 В, то диоды подключают группами по 3 шт, что дает суммарное напряжение линейки 9 В, оставляя минимум 3 В в запасе на компенсацию потерь на токовом резисторе, ключе, индуктивности и т.д.

Иногда на универсальных светодиодных линейках наносят метки для обрезки под разные диагонали матриц. Будьте крайне бдительны, метки не всегда кратны группе из трех светодиодов, внимательно смотрите где заканчивается сегмент (можно ориентироваться по переходным отверстиям) и основываясь на этой информации решайте, в каком месте лучше обрезать ленту, чтобы избежать затемнения в углу. Например, на фото ниже, красным отмечены переходные отверстия. Метки «19» и «20» дюймов идеально совпадают с группами диодов, а вот метка «20.1» дюйм проходит немного далее группы, соответственно последний светодиод работать не будет.

Почему не используют схему повышающего преобразователя?

Если подключить все светодиоды последовательно, то линейка из 90 светодиодов имела бы питающее напряжение около 270 В, а две линейки вообще 540В, сделать преобразователь с таким коэффициентом преобразования не самая простая задача, уже потребуется трансформатор, да и токи светодиодов в купе с таким напряжением, при неправильном монтаже, представляет угрозу жизни как пользователю, так и инженеру, который будет устанавливать такую подсветку. Также открытым вопросом будет укорачивание линейки для подгонки под конкретную диагональ. Нужно будет восстанавливать соединение питающей линии после обрезки, изолировать это место, и по-хорошему… перематывать трансформатор под новое напряжение!

В матрицах с «заводской» ЛЕД подсветкой мониторов стоит повышающий преобразователь, на напряжение – 30-60 В, а диоды подключены последовательно-параллельно, группами по 10-20 светодиодов. Каждая группа включается через дополнительную токостабилизирующую схему.

Это наилучший способ подключения если мы будем изготавливать линейку отдельно под каждую диагональ монитора, но в случае необходимости укоротить длину ленты, то мы сможем это сделать только кратно одному сегменту, а это 10-20 светодиодов, что опять же не подходит для «универсальной» подсветки.

Какой тип светодиодов выбрать?

Сложность перехода на LED в том, что мониторы, которые переделываются из CCFL не имеют дополнительного рассеивателя перед световодом. Лампы с холодным катодом обладают великолепной однородность светового потока, а светодиод — точечный источник и «полосатость» по экрану, это следствие плохого распределения света, или другими словами результат неоднородности светового потока светодиодной линейки. При отсутствии специальной диффузионной пленки, такой эффект возникает в двух случаях, либо источник света имеет слишком узкую диаграмму направленности, либо же сами источники (светодиоды) расположены слишком далеко друг от друга.

Еще несколько лет назад распространены были линейки на базе светодиодов 3528, они имели довольно узкую диаграмму направленности и малую мощность. Сейчас же доминируют линейки на базе 5630/5730 и 2835 для подсветок мониторов, а также светодиоды 3014 и 4014 для подсветок ноутбучных матриц. Для нас важными параметрами является мощность, световой поток, светоотдача, диаграмма направленности, рабочая температура и размеры. Цветовой температурой при сравнении можно пренебречь т.к. практически все современные белые светодиоды использую трансформаторы спектра, что позволяет любому формфактору светодиода испускать свет в заданном спектре. Рассмотрим таблицу ниже.

Тип светодиода

3528

5630

2835

Размеры

3,5×2,9×1,9

5,6x3x0,95

2,8х3,5х0,8

Мощность

0,06

0,5 W

0,2 W

Световой поток

7-8 LM

40-50 LM

22-25 LM

Диаграмма направленности

100°

120°

120°

Светоотдача

83%

94%

96%

Рабочая температура

65°C

80°C

80°C

Как видим из таблицы, 3528 проигрывают практически по всем параметрам, подсветки на базе этих светодиодов тускловаты и обладают заметной «полосатостью», которую особенно видно на черном фоне. В современности 3528 практически не встречаются в универсальных подсветках.

Наиболее часто встречаются линейки со светодиодами 5630 и 2835. 5630 имеют преимущество по мощности, но зачастую линейки работают на мощности значительно ниже номинальной, это связанно с тем, что диоды устанавливают максимально густо для получения однородного светового потока, и их суммарная мощность становится значительно больше допустимой тепловой нагрузки. Закрытые условия эксплуатации светодиодной линейки на максимально возможной мощности могут привести к перегреву и оплавлению световода с дальнейшим повреждением матрицы. Забегая вперед скажу, что драйвер подсветки монитора обычно предустановлен на ток, который является безопасным для матриц от 12” и более.

Безопасная мощность подсветки для мониторов от 19” и более составляет 20-25 Вт. Это средний показатель для CCFL подсветки, и он же является верхним пределом в случае установки LED подсветки. Драйвер LED подсветки обычно выставлен на мощность 12 Вт, но сами ленты, например, из 5630 имеют около  64 диодов на линейке или же 128 шт/комплект, а из 2835 около 90 светодиодов (180/комплект), что соответственно равно 64 и 36 Ватт. Как видим, мощности заоблачные, и одни и другие диоды на полной мощности превышают допустимую, так какие же выбрать?

Пойдем от обратного, у нас есть ограничение по рассеиваемой тепловой мощности — 20 Вт, какая из линеек даст больше света? Посмотрим в табличку — 2865 обладают более высокой светоотдачей и следственно имеют больший световой поток. Если пересчитать световой поток на один ватт, то 5630 дадут 100 люмен, а 2835 дадут 125 люмен на ватт, что дает 25% выигрыш по яркости в сравнении с 5630. Конечно Cree еще в 2010 хвасталась, что уже пробила уровень в 200 люмен на ватт, но таких линеек среди доступных до сих пор нет. Также не стоит забывать об однородности ведь, как мы говорили, светодиоды – это точечные источники, и чем больше таких «точек», тем равномерней световой поток и тем меньше шансов разглядеть на экране «зебру». По этому параметру опять же выигрывают светодиодные линейки 2835.

Зачем подсветка такой большой мощности?

Люди, которые смотрели с расстояния метр на светодиодный фонарь мощностью хотя бы 10 Ватт наверняка зададут этот вопрос. Действительно, если включить светодиодную лампу на 12 Вт, то она неплохо осветит среднюю комнату, а тут та же лампа только в мониторе, на расстоянии метра от глаз, и мы спокойно на нее смотрим. Что бы понять куда девается свет, нужно посмотреть на матрицу в разрезе.

Обычная TN матрица состоит из более чем 10 слоев, и даже если отбросить условно прозрачные слои (клей, световоды), то у нас останется 4 слоя, которые очень хорошо поглощают свет.

Первым слоем, который «откусывает» львиную долю светового потока является внутренний поляризатор, он пропускает всего 45% света, превращая неполяризованный свет в поляризованный. Следующим «прожорливым» слоем идет TFT-апертура, которая пропускает 55% оставшегося света, затем идет цветовой фильтр, который формирует субпиксели, он вообще оставляет всего 33% или 1/3 оставшегося потока (плата за деление на красный, зеленый и синий), и наконец верхний поляризатор. На него приходит уже поляризованный свет, и он отсекает только малую часть, пропуская 90%. Если подсчитать суммарные потери, то нам остается всего около 7% от света нашей подсветки, а в случае ISP и того меньше – около 4%. Но не стоит печалится, светодиодной подсветки мощностью 10 Вт вполне достаточно, чтобы вы не заметили разницы со своей старой CCFL подсветкой.

Стоит заметить, что все-же встречаются места, где требуется яркость выше средней. Как правило, это устройства, которые эксплуатируются при высоком внешнем освещении, например, на улице. К таковым относятся устройства мониторинга и отображения для различной автоматики, комбайнов, станков с ЧПУ, производственных линий и т.д. В этом случае лучше поискать светодиодные линейки на алюминиевой основе. Они несколько дороже, но благодаря алюминиевой подложке способны отводить значительно больше тепла, такие линейки рекомендуется клеить не на простой двухсторонний скотч, а на теплопроводный, который сможет обеспечить отвод тепла должным образом. Линейки 2865 на алюминиевой основе показывают стабильные параметры и нормальную рабочую температуру на мощности до 30 Вт (!!!).

Установка осветительных лент в качестве подсветки матрицы LCD монитора.

И пару слов о осветительных лентах 12/24 В которые иногда устанавливают на замену сгоревшим лампам. Основным недостатком осветительных лент является плотность установки светодиодов. Да, бывают осветительные ленты высокой плотности, но все они далеки до специализированных линеек. К тому-же на ленте установлены гасящие резисторы, которые усугубляют и без того тяжёлый тепловой режим. Также осветительные ленты довольно широкие, и если в 9 мм кассету установить их не сложно, то вот в 5 мм никак не выйдет. Кроме того, если у вас в блоке питания монитора нет напряжений 12 или 24 В, то их нужно будет получить при помощи дополнительного преобразователя т.к. светодиодные ленты чувствительны к напряжению, также вам предстоит продумать схему управления для включения/отключения подсветки, а также системы регулировки яркости. Установка осветительных лент в качестве подсветки, оправдана в случае достаточных знаний в схемотехнике, наличию лишнего свободного времени и нетребовательности к результату. Для «гаражного» монитора такое решение вполне сойдет, но для рабочего монитора такой вариант является сомнительным мероприятием с сомнительной экономией.

Драйверы

 

Светодиодные линейки должны быть запитаны от источника постоянного тока. Бывают случаи, когда люди по старинке запитывают светодиод постоянным напряжением, в этом случае все происходит как в старой шутке – светодиод «жить будет плохо, но не долго» и сравнительно быстро выйдет из строя. Все дело в полупроводнике, у него вольтамперная характеристика (ВАХ) носит не только экспоненциальный характер, но еще и прямо пропорционально температуре, чем выше температура — тем ниже сопротивление диода и тем быстрее нарастает ток.

Самый простой способ «стабилизации» тока – это последовательно подключенный резистор. Такой способ используют в 12/24 В светодиодных осветительных лентах. В мониторах кроме стабилизации тока, необходимо обеспечить управление включением и регулировку яркости. Для обеспечения всех необходимых функций в драйверах применяются специализированные микросхемы. Наиболее распространенные модели собраны на DF6113A и PT4115.

Драйвер на базе PT4115

PT4115 предназначен для построения понижающих преобразователей напряжения со стабилизацией по току. Диапазон рабочих напряжений от 6 до 30 В, но применительно к универсальной светодиодной подсветке минимальное напряжение составляет 11 В. Микросхема имеет встроенный силовой ключ, который обеспечивает рабочий ток до 1,2 А что при 9 В питании светодиодов составляет примерно 10 Вт. Но стоит оговорится, что это возможности микросхемы, среди тех драйверов LED, которые мне встречались, были установлены индуктивности типоразмером 2220 с максимальным допустимым током 800 мА т.е. максимальная мощность в этом случае будет составлять 7,2 Вт.

Типичное включение микросхемы на примере драйвера JH-2T009 приведено на следующей схеме.

В данной схеме линия управления яркости подключена к сигналу включения на разъеме, это не ошибка, драйвер при этом нормально функционирует на максимальной яркости, без возможности регулировки. Но если в скайлере монитора используется ШИМ сигнал управления яркостью, то можно на линию (3) можно подать этот ШИМ сигнал управления яркости (предварительно отключив сигнал ON/OFF) и регулировка яркости будет работать в штатном режиме.

Регулировка тока осуществляется заменой токоизмерительных резисторов R1, R2 которые рассчитываются по следующей формуле: Iout=100mV/Rs. Сопротивление токоизмерительного резистора должно быть не менее 0,085 Ом что соответствует выходному току 1,2 А. Но прежде чем заменить резистор убедитесь, что другие компоненты на плате драйвера рассчитаны под этот ток. Если вернуться к нашей JH-2T009, то диод Шоттки SS14 рассчитан на ток до 1 А, а дроссель типоразмера 2220 и вовсе на 800 мА.

 

Стоит ли покупать универсальную подсветку на базе PT4115?

Зависит от исполнения и потребностей. В целом довольно надежный и дешевый вариант с минимальным количеством дискретных элементов. При хорошем исполнении и индуктивности соответствующей мощности, такого драйвера будет вполне достаточно для домашних мониторов диагональю 15-19”. Для больших же диагоналей или местах, требовательных к яркости рекомендуем присмотрится к драйверам на базе следующей микросхемы.

Драйвер на базе DF6113A

DF6113A – специализированный драйвер подсветки LCD матриц. Его можно использовать как в схемах понижающего преобразователя, так и повышающего. Диапазон рабочих напряжений 5-24 В (в случае понижающей схемы 11-24 В). В нем реализованы встроенные цепи защиты от перенапряжения по выходу и от короткого замыкания. Микросхема не имеет встроенного силового ключа и требует несколько большей обвязки для нормальной работы.

Не смотря на разнообразие предложений, схема включения микросхемы идентична в большинстве случаев, даже в варианте универсальной ноутбучной подсветки схема аналогична (подробней можно почитать в предыдущей статье). Отличия лишь в использовании более мощных элементов — диоды вместо 2 амперных SS210, установлены 3 амперные SS310, более мощная индуктивность B82464G, наличие дополнительных электролитов и т.д.

Но мощная индуктивность вовсе не правило, на следующем фото представлен драйвер с загадочной экономией на индуктивности, такой драйвер, не смотря на потенциал микросхемы и мощного силового ключа, нельзя перенастраивать на токи, более 800 мА и дело даже не в перегреве. Превышение тока неизбежно приводит к насыщению сердечника и индуктивность теряет свои свойства превращаясь в резистор с очень малым сопротивлением. В лучшем случае сработает защита блока питания, а в худшем что-то перегорит.

Касательно управления практически всех видов подсветок обращаем внимание, что «заводское» исполнение драйвера идет с инвертированным аналоговым управлением яркостью. Минимальное напряжение управления яркостью соответствует максимальной яркости и наоборот.

Но производитель микросхемы также дает рекомендации по подключению неинвертирующего ШИМ сигнала управления который приведен на следующем рисунке.

Для переделки необходимо всего лишь удалить резистор R1 и конденсатор C3, и добавить диод VD2. Для надежной работы желательно еще добавить подтягивающий резистор R9

Регулирование тока производится заменой токоизмерительных резисторов, которые считаются по специальной формуле, о которой уже писалось в предыдущей статье.

 

На что обратить внимание при выборе драйвера?

Уже по внешнему виду драйвера можно судить о его возможностях и ограничениях. Разберем по порядку.

  1. Силовые ключи. Наличие внешнего силового ключа как правило гарантирует даже избыточность по току. Так, например, транзистор 15N10 способен обеспечить ток 8 А в непрерывном режиме и 14 А в импульсном. Если ключ встроен, то такие схемы обычно имеют ограничение 1-1,5 А, детальней можно узнать из документации на конкретную микросхему.
  2. Индуктивность. Моточные изделия всегда были дорогими и на них в первую очередь экономят. Индуктивность устанавливают поменьше номиналом (т.к. такие индуктивности выдерживают больший ток) и поменьше размером, что уменьшает допустимый ток, но и снижает себестоимость. Для самых простых драйверов типичным является установка индуктивности серии LQH55D, типоразмер 2220 (5х5мм), 47 мкГн. В боле качественных драйверах ставят индуктивности хотя бы B82464G (10х10мм), 47 мкГн и более.
    Уменьшение индуктивности негативно влияет на диапазон регулировки яркости. Индуктивность 47 мкГн позволяет регулировать яркость в пределах 20:1, а 68 мкГн уже 25:1. Увеличение номинала индуктивности расширяет диапазон регулирования яркости, но такие индуктивности при идентичном типоразмере имею меньший допустимый ток. Потому производителям приходится балансировать между удобством и себестоимостью.
  1. Диод Шоттки. Тут наиболее популярны SS14, SS210 и SS310 от 1 до 3 А соответственно. Опять-же больше ток – лучше.
  2. Наличие сглаживающих конденсаторов на выходе. Их установка не обязательна, т.к. считается, что глаз не способен увидеть высокочастотные мерцания. И на фото в начале раздела, под буквой (B) изображен такой инвертор. Но физиологи все же отмечают, что большая амплитуда ВЧ мерцаний приводит к более быстрой утомляемости. Потому более качественные (А) имеют сглаживающий конденсатор параллельно светодиодам.

Итоги

Теперь вы знаете чем отличаются универсальные LED подсветки для монитора и можете сознательно выбрать наиболее подходящий вам вариант.

Мы же в свою очередь будем рады, если вы посмотрите наши предложения по подсветке. У нас есть варианты практически для любых задач, по демократичным ценам и с гарантированным качеством исполнения:

Универсальная подсветка для монитора 15-24”

Универсальная подсветка для монитора 15-24” с линейками на алюминиевой основе (по запросу)

Универсальная подсветка для ноутбуков

ndft.com.ua

Что такое подсветка LED? Типы подсветки

Производители телевизионной продукции регулярно знакомят пользователей с новыми технологиями, улучшающими качество передачи изображения. Подходы к совмещению ТВ-экранов и светодиодных элементов давно осваиваются крупнейшими компаниями. В последнее время источник яркого и мягкого свечения переходит также на дисплеи мобильных устройств. Оценить достоинства такого решения могут и пользователи традиционного освещения на основе светодиодов, но, разумеется, наиболее привлекательно смотрится подсветка LED-экранов в телевизорах. Тем более что ее дополняют и другие высокотехнологичные включения, используемые разработчиками данной техники.

Устройство подсветки

В создании модулей для реализации подсветки применяются LED-массивы, которые могут состоять из белых элементов светодиодного свечения или разноцветных, типа RGB. Конструкция платы для оснащения матрицы специально проектируется с целью интеграции в устройство конкретной модели носителя. Как правило, с левой стороны платы располагаются контактные разъемы, один из которых обеспечивает питание LED подсветки, а другие предназначены для управления ее рабочими настройками. Также для светодиодных модулей используется специальный драйвер, функция которого сопряжена с контроллером.

В готовом виде светодиодная лента представляет собой ряд из миниатюрных ламп, которые подключаются группами по 3 штуки. Конечно, производители не рекомендуют вмешиваться в устройство таких лент, но при желании можно физически укоротить или, напротив, сделать длиннее устройство. Также стандартная подсветка LED-экрана предусматривает возможность регулировки яркости, поддерживает плавный пуск и снабжается защитой от напряжения.

Классификация подсветки по типу установки

Существует два способа интеграции светодиодной подсветки – прямая и торцевая. Первая конфигурация предполагает, что массив будет располагаться позади жидкокристаллической панели. Второй вариант позволяет создавать очень тонкие панели экранов и носит название Edge-LED. В этом случае выполняется размещение лент по периметру внутренней стороны дисплея. При этом равномерное распределение светодиодов осуществляется при помощи отдельной панели, которая расположена за жидкокристаллическим дисплеем – обычно такой тип подсветки LED-экрана используется при разработке мобильных устройств. Приверженцы прямой подсветки указывают на качественный результат работы свечения, который достигается благодаря большему количеству светодиодов, а также локальному затемнению с целью сокращения цветовых разводов.

Применение светодиодной подсветки

Рядовой потребитель может найти данную технологию в моделях телевизоров Sony, LG и Samsung, а также в продукции Kodak и Nokia. Конечно, светодиоды получили более широкое распространение, но именно в моделях этих производителей наблюдаются качественные сдвиги в сторону улучшения потребительских качеств данного решения. Одной из главных задач, которая стояла перед конструкторами, являлась поддержка работоспособности экрана с оптимальными характеристиками в условиях прямого воздействия солнечных лучей. Также светодиодная LED-подсветка за последнее время улучшилась в плане повышения контрастности. Если говорить о продвижениях в направлении конструкции экрана, то наблюдаются заметные сокращения в толщине панелей, а также совместимость с большой диагональю. Но остаются и нерешенные задачи. Светодиоды не способны в полной мере раскрывать свои возможности в процессе отображения информации. Впрочем, это не помешало LED-технологии вытеснить CCFL-лампы и успешно конкурировать с новым поколением плазменных экранов.

Стереоскопические эффекты

Модули на основе светодиодов имеют немало способностей к обеспечению различных эффектов. На данном этапе развития технологии производители активно используют два стереоскопических решения. Первый предусматривает угловое отклонение потоков излучения с поддержкой дифракционного эффекта. Пользователь может воспринимать данный эффект в ходе просмотра с применением очков или без них, то есть в режиме голографии. Второй эффект предусматривает смещение светового потока, который выделяет подсветка LED-экрана по направлению заданной траектории в жидкокристаллических слоях. Использовать эту технологию можно в сочетании с 2D и 3D-форматами после соответствующей конвертации или перекодировки. Впрочем, относительно возможностей комбинации с трехмерными изображениями у светодиодных подсветок не все гладко.

Совместимость с технологией 3D

Нельзя сказать, что у экранов с LED-подсветкой наблюдаются серьезные проблемы взаимодействия с форматом 3D, но для оптимального восприятия зрителем такой «картинки» требуются специальные очки. Одним из самых перспективных направлений этой разработки являются стереоочки. К примеру, инженеры nVidia несколько лет назад выпустили затворные 3D-очки с жидкокристаллическими стеклами. Для отклонения потоков света LED-подсветка ЖК-экрана предусматривает использование фильтров поляризации. При этом очки выполняются без специальной оправы, в виде ленты. Встроенная линза состоит из широкого массива полупрозрачных светодиодных матриц, которые воспринимают информацию с управляющего устройства.

Преимущества подсветки

По сравнению с другими вариантами подсветки, светодиоды заметно улучшают потребительские качества телевизионных экранов. В первую очередь улучшаются непосредственные характеристики изображения – это выражается в повышении контрастности и цветопередаче. Наивысшее качество обработки цветового спектра обеспечивает RGB-матрица. Кроме этого, подсветка LED-экрана отличается пониженным энергопотреблением. Причем в некоторых случаях достигается сокращение расхода электричества до 40%. Также стоит отметить возможность производства сверхтонких экранов, которые при этом обладают небольшой массой.

Недостатки

Пользователи телевизоров с присутствующей светодиодной подсветкой критикуют их за вредные воздействия сине-фиолетового излучения на глаза. Также синеватость наблюдается и в самой «картинке», что искажает естественную цветопередачу. Правда, в последних версиях телевизоров с высокой разрешающей способностью LED-подсветка экрана практически не имеет подобных дефектов. Но есть проблемы с управлением яркостью, в которой участвует широтно-импульсная модуляция. В ходе таких настроек можно заметить мерцания экрана.

Заключение

На сегодняшний день сегмент моделей телевизоров с LED-технологией находится на этапе становления. Потребитель пока оценивает возможности и достоинства, которые способно обеспечить инновационное решение. Надо отметить, что эксплуатационные недостатки, которыми обладает светодиодная LED-подсветка, не так смущают пользователей, как высокая стоимость. Многие специалисты именно этот фактор считают главным барьером для широкой популяризации технологии. Впрочем, перспективы светодиодов все равно остаются многообещающими, поскольку их стоимость будет сокращаться по мере увеличения спроса. Параллельно с этим совершенствуются и другие качества подсветки, что еще больше увеличивает привлекательность этого предложения.

fb.ru

Подсветка монитора: замена старой лампы на светодиодную


Любая техника имеет свой срок службы. ЖК-мониторы тоже не являются исключением. Очень частой поломкой у них бывает выход из строя ламп подсветки экрана. В таком случае не стоит спешить списывать его со счетов. Можно выполнить ремонт монитора путем замены лампы подсветки матрицы. При поиске необходимых деталей не всегда можно найти требуемые CCFL-лампы (люминесцентные). Заменить старую LCD-подсветку монитора на LED не составит труда. Необходимых запчастей предостаточно в продаже, использовать можно ленту из светодиодов.

Замена подсветки монитора на светодиодную

Ремонт подсветки следует выполнять, соблюдая определенные правила и последовательность выполнения работ. Сначала необходимо убедиться, вышла ли действительно из строя подсветка матрицы монитора, ведь не только она может отвечать за подачу света. Чаще всего такая поломка проявляется погасшим монитором, который бывает не только компьютерным, но и ТВ. Также он может включиться, а затем погаснуть по прохождении нескольких секунд. Для выявления этой неисправности потребуется разобрать монитор.

Пример светодиодной подсветки

Разборка ПК или ТВ-монитора

Подробно описать процесс не так уж и сложно, но каждая модель и марка имеют свои особенности, размеры и собираются по-разному. Однако принцип сборки примерно одинаков. Можно вкратце описать разбор монитора.

Необходимо снять подставку путем откручивания винтов, которые ее держат, а также остальные крепежные элементы корпуса.

В торце устройства находится специальный паз, который предназначен для открывания защелок путем поддевания крышки плоским предметом. Разбирая монитор в первый раз, можно обратить внимание, что защелки сидят плотно, но при следующих вскрытиях процесс будет проходить полегче.

Теперь потребуется снять металлический каркас. Для этого нужно отогнуть защелки или выкрутить винты из корпуса. Для тех, кто уже менял какие-либо детали на подобной технике, такая процедура не покажется сложной. После снятия металлического корпуса отсоединяют провода от платы.

После того как эти действия будут выполнены, станет доступна матрица. Она имеет соединительные шлейфы, из-за хрупкости которых нужно быть с ней предельно осторожным. Матрицу желательно убрать в сторону и чем-нибудь накрыть, чтобы не было случайных повреждений и скапливания пыли. При правильно сделанной работе можно легко добраться до инвертора, электронной платы и ламп. Если вы решились переделать подсветку для монитора, следует запоминать расположение всех снимаемых деталей, хотя перепутать их будет сложно.

Монитор без снятой крышки

Далее необходимо отсоединить каждую лампу непосредственно от матрицы. Когда будут демонтированы канавки, оттуда можно извлечь источники подсветки и просто выбросить. Тот, кто еще не переделывал подсветку для мониторов с CCFL на светодиоды LED, должен знать, что из-за наличия ртути в лампах CCFL нужно быть предельно осторожным во время работы с ними. Следующим этапом будет замена подсветки монитора с использованием светодиодной ленты.

Подсветка монитора своими руками

Для начала перед тем, как будет выполнена замена ламп подсветки, необходимо приобрести ленту со светодиодами. Лучше ее покупать с уже снятыми размерами с ламп или же брать ленту немного длиннее. На 1 метр должно быть не менее 120 штук светодиодов, и лучше выбрать цвет, не давящий на глаза.

Идеально подходят светодиоды, которые подсвечивают монитор белым цветом. Можно выбрать ленту с кристаллами 3528 и 4115. Ее размер должен соответствовать посадочному месту, куда будет монтироваться LED-подсветка монитора для ПК или ТВ. Обычно стандартный размер составляет 7 мм. Комплект для замены CCFL-ламп подсветки мониторов на LED может быть с разным количеством светодиодов, но производительность и срок службы у них намного выше, чем у старых источников света.

Далее светодиодная лента приклеивается при помощи двухстороннего скотча на место

Металлический каркас монитора

снятых ламп, в их канавке. Можно использовать старые провода от снятых ламп, чтобы выполнить их дальнейшее подключение к источнику питания. В таких ситуациях лучше проверить, правильно ли собрана схема LED-подсветки. Для этого можно подключить ее с помощью проводов к внешнему источнику питания, например, аккумулятору.

Следующим этапом является подключение новой подсветки к плате питания, установленной на дисплеях как ПК, так и ТВ. Чтобы переделка не вышла из строя, стоит внимательно отнестись к этому моменту. Тот, кто подключал слаботочные приборы в сеть с напряжением, превышающим необходимое, знает – устройство сгорит. Это произойдет из-за того, что сопротивление прибора рассчитано на меньшие величины. Итак, потребуется найти на плате выводы 12 V и припаять к ним провода от новой светодиодной подсветки, при этом необходимо соблюдать их полярность. Теперь можно начинать сборку ТВ или ПК-дисплея.

Выполненная таким образом своими руками LED-подсветка в мониторе имеет один существенный недостаток. Так как подключение выполнено напрямую, отсутствует ее регулировка и отключение. Следовательно, она горит постоянно при включенном мониторе. Такое яркое свечение будет слепить и надоедать смотрящему на экран.

Светодиодная лента 3528 для подсветки монитора

Чтобы создать регулировку подсветки, необходимо перезапитать провода, подключенные к лентам, с возможностью включения и выключения ее определенными кнопками. Существует 2 способа осуществления этой задачи:

  1. Потребуется собрать схему, с помощью которой будет выполняться регулировка мощности и интенсивности подсветки. Для этого нужно:
  • Отыскать пластиковый разъем, расположенный на питающей плате дисплея монитора или телевизора. Распознать его нетрудно – из него будут выведены провода с подписанным для каждого из них гнездом.
  • Для обеспечения включения и выключения нужно использовать гнезда«DIM». Регулировка яркости происходит за счет изменения скважинности в контроллере ШИМ.
  • Теперь необходимо найти полевой транзистор с каналом N. После этого выполняется припаивание минусовых проводов от светодиодной ленты к выводу (Drain) полевика. Общий провод от светодиодов подключается к вводному элементу (Source). В схеме предусмотрено использование резистора номиналом от 100 до 2 000 Ом, через который подсоединяется Gate транзистора на любое гнездо «DIM».
  • Остается припаять плюсовые провода от светодиодной подсветки. Для этого следует вывести их на микросхему питания 12 V, после чего припаять.
  • Выполнив все перечисленные действия, можно установить подсветку в крепежные места и начинать собирать монитор в обратном порядке. Стоит помнить про бережные действия с матрицей и фильтрами. После сборки устройство готово к использованию.

Подключение светодиодной ленты к плате

  1. Второй метод заключается в использовании светодиодных лент с вмонтированными в них инверторами:
  • Для подключения схемы этого метода опять потребуется пластиковый разъем с гнездом DIM, а также вывод on/of. Определять это гнездо лучше распиновкой.
  • При использовании мультиметра вызваниваются гнезда на управляющем блоке, который отвечал за лампы подсветки монитора. От них должен проходить сигнал на гнезда DIM и on/of.
  • Следующим этапом нужно припаять провода инверторов светодиодных лент к найденным гнездам. Для регулировки подсветки инвертором от светодиодов потребуется убрать провода, питающие старые лампы.
  • Закрепить его можно там, где будет свободное место, при помощи двухстороннего скотча.
  • Для завершения переделки остается собрать монитор и проверить на деле новую подсветку.

Переделывание таким образом подсветки монитора с ламповой на светодиодную обеспечивает ее более длительную работоспособность и эффективность, что, конечно, порадует каждого пользователя.

lampagid.ru

Что такое LED-подсветка? Типы подсветки

В данной статье мы рассмотрим что такое LED технология и где она применяется. Сразу скажу, что подсвечивают не только матрицы мониторов и телевизоров (как выбрать телевизор), но и вообще все что угодно от днища автомобиля до воды из-под крана. А теперь давайте поговорим об этом более подробно.

LED-подсветка в мониторах и телевизорах

Вообще говоря, монитор на жидких кристаллах представляет собой устройство, которое состоит всего из нескольких основных компонентов. Это матрица пикселей, подсветка и верхний защитный слой. При этом само изображение генерируется матрицей пикселей, но так как она совсем не излучает свет, то приходится подсвечивать ее сзади. Можно и спереди фонариком посветить, но вряд ли кто-то будет сидеть и светить в монитор во время работы 😉 Для этого используется подсветка.

Раньше, в старых моделях ЖК мониторов, она была электролюминесцентная, то есть трубка с газом, как в лампах для освещения школ, офисов и так далее. Понятно, что в мониторах и телевизорах такие лампы гораздо меньших размеров, да и газ там другой, но главное принцип работы прежний. Теперь же, в большинстве новых моделей, используется светодиодная подсветка, то есть LED (светоизлучающие диоды).

При использовании ламп они устанавливаются по периметру экрана, а чтобы разнести свет от периметра к центру равномерно – используются светоотражатели и светорассеивающие фильтры.

При использовании же светодиодной подсветки возможны два варианта. Первый – традиционный, дешевый и практичный – такая же установка по периметру. В этом случае делается все так же как и с лампами – диоды устанавливаются по периметру и их свет разносится к центру светоотражателями и различными фильтрами. Но, естественно, улучшение качества ( равномерности) подсветки по сравнению с электролюминесцентными лампами при этом никакого не будет. Но, однако же, плюсы есть! Уменьшение расхода электроэнергии при использовании LED-подсветки уменьшается в несколько раз. Как, собственно, и выделение тепла.

Все вышеописанное относится к бюджетной – белой подсветке (хотя она на самом деле синяя, просто используются дополнительные желтые фильтры). Ее и устанавливают по бокам с той же целью – экономия денег. Такие мониторы быстрее раскупаются, так как не отпугивают потребителей своей ценой. Но есть и другой вариант установки подсветки – по всей поверхности матрицы. Она уже гораздо равномернее и качественнее, а плюс к тому еще и цветная. Да, это так называемая, RGB LED-подсветка. Она представляет собой RGB светодиоды трех цветов: красный, зеленый и синий. Располагаясь по всей площади матрицы, такая подсветка способна отключаться, для получения абсолютно черного цвета на экране, а способна подсвечиваться определенным цветом, придавая картинке яркость, а цвету насыщенность.

Однако, так как ячейки могут быть довольно крупными, то при полном отключении части подсветки для получения черного цвета, может быть задета и часть изображения, которая должна быть яркой. Но, скорее всего это все решится просто увеличением количества светодиодных ячеек или вообще управлением отдельных диодов самостоятельно, просто потребуется больше вычислительных мощностей центрального процессора у монитора.

В любом случае, цветопередача RGB LED-подсветки гораздо лучше и ярче. Сочная картинка гарантирована. А в целом, применение любого типа LED-подсветки, будь то белая или цветная, вполне оправдано. Ведь мы получаем неоспоримые преимущества. А именно: уменьшение потребления электроэнергии в несколько раз, по сравнению с применением электролюминесцентных ламп, уменьшение выделяемого тепла, а в случае с RGB вариантом, еще и улучшение равномерности подсветки и ее цветопередачи. Поэтому всем советую при покупке монитора брать именно с LED-подсветкой. А вот как выбрать остальные комплектующие читайте в моей подробной статье.

Светодиодная подсветка повсюду

На самом деле, подсветку можно применять где угодно. Например, я подобрал для вас некоторые удачные, на мой взгляд, картинки с диодами.

LED-подсветка велосипеда

Подсветка автомобиля

Подсветка в интерьере

Диван с подсветкой

Как вы видите, все зависит только от фантазии. LED-подсветка отлично подойдет для автомобилей, велосипедов, мебели и даже душа или крана. Получаются достаточно интересные эффекты и руки начинают чесаться сделать что-нибудь подобное, что же, вперед! Не сдерживайте себя 🙂
[ содержание ]

myblaze.ru

Светодиодная подсветка: мифы и реальность

Технология светодиодной подсветки в 2010 г. обещает завоевать рынок компьютерных ЖК-дисплеев стремительно и бесповоротно. Ей на руку играет множество факторов, начиная от вездесущей «экологичности» и заканчивая экономическими реалиями, новизной и даже банальной модой. Однако, как и каждой технологии, ей присущи собственные достоинства и недостатки, и наша задача – досконально в них разобраться.

Причину более широкого цветового охвата устройств с подсветкой RGB LED легко увидеть на сравнительных спектрах излучения RGB-триад и белых светодиодов
расположение белых светодиодов в линейке торцевой подсветки дисплея Samsung SyncMaster XL2370
триады RGB LED в тыльной подсветке Samsung SyncMaster XL20 (вверху в центре – колорометрический фотодетектор обратной связи)
Плата блока питания и управления торцевой светодиодной подсветкой на белых светодиодах (слева) не в пример компактнее и проще блока высоковольтного DC-DC инвертора, используемого для CCF-ламп. Это позволяет выпускать мониторы с очень тонким корпусом

Часть первая, мифологическая

Парадоксально, но факт – если спросить не чуждого ИТ-тематике пользователя, хотел бы он заменить свой нынешний ЖК-монитор на аналогичный с LED-подсветкой, в 90% случаев мы услышим: «Конечно, да!». Но если предложить сформулировать, чем же конкретно данная технология, по его мнению, лучше традиционной CCFL, то он либо затруднится с ответом, либо приведет один из многочисленных мифов, которыми она уже успела обрасти.

Между тем в самой технологии LED backlight ничего сверхсложного для понимания нет. Поэтому давайте постараемся развеять ореол таинственности, сопровождающий выход на рынок массовых дисплеев на светодиодной подсветке (пока под влиянием «сусанинских» порывов маркетинговых отделов мы не заблудились окончательно), и займемся своеобразным развенчиванием мифов – или же их подтверждением, если они действительно имеют под собой хоть какую-то реальную почву.

Миф 1: «LED-дисплеи по определению лучше, чем ЖК»

Вот что получается, когда путаница возникает уже на уровне фундаментальных понятий. А виной этому – попытки некоторых вендоров выделить свои устройства в «особый» класс, называя их «LED-дисплеями», что и неверно по сути, и довольно безграмотно с точки зрения технической терминологии.

LED displays, или светодиодные дисплеи – это самостоятельный узкоспециализированный класс устройств визуализации, не имеющий никакого отношения к настольным компьютерным мониторам. Таковыми являются, скажем, информационные и рекламные дисплеи, устанавливаемые на улицах крупных городов (общеизвестный пример – большой экран на Майдане Незалежности в Киеве). В этих дисплеях пиксел изображения действительно формируется с помощью светодиодов (одного либо нескольких), поэтому они и называются LED-мониторами, характеризуясь обычно довольно низким разрешением, но высокой яркостью.

Однако рассматриваемые сегодня нами устройства, являющиеся компьютерными ЖК-дисплеями со светодиодной подсветкой, не имеют с ними ничего общего. Формирование пиксела в последних по-прежнему осуществляется с помощью матрицы, в ячейках которой жидкие кристаллы под управлением сигнального напряжения поворачивают плоскость поляризации проходящего через них света на требуемый угол, тем самым регулируя степень его пропускания.

Что же изменилось в конструкции ЖК-монитора с приходом светодиодов? Поменялся источник света, пропусканием которого управляет ЖК-матрица. В традиционных ЖК-дисплеях используются Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) – люминесцентные лампы с холодным катодом. Они не слишком отличаются от привычных всем трубчатых ламп «дневного света», разве что гораздо миниатюрнее. Для их поджига и дальнейшего устойчивого свечения требуется источник высокого напряжения, так называемый инвертор, который индустрия также научилась делать малогабаритным и довольно дешевым. Но современные сверхъяркие светодиоды позволяют достичь той же светимости при еще меньших энергетических затратах и без применения высокого напряжения. Поэтому как только использование этих систем подсветки стало экономически оправданным, их появление в компьютерных дисплеях было абсолютно закономерным.

Таким образом, возвращаясь к озвученному мифу, настоящие LED-дисплеи нельзя считать хуже либо лучше ЖК хотя бы потому, что это совершенно разные классы устройств. Мы же сегодня рассматриваем именно компьютерные ЖК-монторы – как с традиционной CCFL, так и с новомодной светодиодной подсветкой, и гипотетические преимущества последней нам еще предстоит доказать. Следовательно, данный миф развенчан.

Миф 2: «LED-подсветка везде одинакова, как и CCFL»

Вообще, это утверждение неверно уже даже по отношению к CCFL-подсветке, так как используемые разновидности люминесцентных ламп серьезно влияют на ключевые характеристики всего устройства. Например, применение CCF-ламп с усовершенствованным люминофором позволило выпустить на рынок ЖК-дисплеи с расширенным цветовым охватом.

Когда же речь заходит о подсветке светодиодной, все усложняется. И прежде всего потому, что существует несколько ее базовых типов, значительно разнящихся по характеристикам.

White и RGB LED. Два радикально отличающихся друг от друга подхода к реализации LED-подсветки заключаются прежде всего в цвете используемых светодиодов. Самая дешевая и несложная в реализации, а также простая для понимания технология заключается в элементарной замене CCF-ламп и блоков их управления/питания на аналогичные по размеру и форме линейки белых светодиодов со своей «обвязкой». В результате производителям ЖК-панелей чаще всего больше не приходится вообще ничего предпринимать, кроме первичной калибровки ЖК-матрицы для ее адекватной работы со спектром излучения используемых белых светодиодов, который заметно отличается от CCFL.

Проблема же, препятствовавшая внедрению белой светодиодной подсветки ранее, состоит в необходимости тщательного отбора кристаллов в линейке по их вольт-амперной характеристике, а также яркости и оттенку свечения. К примеру, для 22-дюймового дисплея количество диодов в каждой из двух линеек может достигать сотни, и для получения равномерного света их все следует выбирать с очень небольшими допусками. В остальном же мониторы с панелями на белой светодиодной подсветке практически не отличаются от своих CCFL-собратьев – кроме нескольких особенностей, которые мы обсудим чуть позже.

Вторым, более сложным, но гораздо более перспективным типом подсветки является применение цветных светодиодов, комбинация свечения которых позволяет получить белый свет. Чаще всего используются RGB-триады, хотя это и не догма. Преимущество такой подсветки перед CCFL в том, что если лампа, грубо говоря, всегда светит единственным оттенком белого света и его нельзя изменить никак, кроме замены самой лампы, то с помощью RGB-триад светодиодов можно получать любой необходимый оттенок, просто варьируя яркость красной, зеленой либо синей составляющих. И если в случае CCFL такой важный параметр ЖК-дисплея, как цветовая температура точки белого, изменяется лишь смещением цветовой характеристики пропускания ЖК-матрицы (что, по сути, приводит к сужению ее динамического диапазона), то RGB LED позволяют эффективно использовать все возможные положения ЖК-кристаллов в ячейке, изменяя оттенок самой подсветки. А это значит, что, переключаясь, скажем, из режима 6500К в 9300К либо 5400К, для формирования цвета пиксела по-прежнему можно использовать всю доступную разрядность матрицы. Поэтому позитивными следствиями применения RGB LED-подсветки в дисплеях стали как широкий цветовой охват, так и высокая точность цветопередачи – характеристики, очень ценимые в профессиональной среде.

К сожалению, реализовать подсветку цветными светодиодами гораздо сложнее. Во-первых, нужно точно подобрать несколько десятков триад RGB-диодов; во-вторых, научиться управлять ими таким образом, чтобы при изменении яркости экрана цветовая температура точки белого оставалась прежней (это непросто, так как характеристика яркости светодиода от потребляемого тока нелинейна и в значительной степени определяется типом, т.е. «цветом» светодиода). Наконец, чтобы независимо от температурного режима, времени эксплуатации устройства, степени дрейфа яркости светодиодов и других факторов, осложняющих разработку, точно «попадать» в нужный оттенок белого при изменении цветовой температуры, необходимо введение оптоэлектрической обратной связи – т. е. в блок подсветки устанавливается колорометрический фотодатчик, что дополнительно усложняет и удорожает всю конструкцию.

Торцевая и тыльная подсветка. Вне зависимости от того, какая из двух вышеописанных технологий применяется, конструкция блока подсветки может радикально отличаться.

В большинстве ЖК-дисплеев на базе CCFL и во многих светодиодных (обычно на белых LED) с малым размером диагонали до 26–30 дюймов используется торцевая подсветка. Источники света располагаются в торцах панели (чаще всего над матрицей и под ней), и их излучение направляется в световод, представляющий собой толстый лист прозрачного полимера, особым образом перфорированного. В точках перфорации лучи света преломляются и поступают на светорассеиватели, поляризатор и ЖК-матрицу.

Преимущество такого подхода заключается в малой толщине панели и дисплея в сборе; сложность – в достижении равномерности подсветки, которая зависит не только от равномерности ламп, но и от оптических характеристик световода и свойств его перфорации. Кроме того, такой подсветкой нельзя динамически управлять на зонном уровне – ее можно только включать либо выключать для всего экрана целиком.

Торцевая подсветка на белых светодиодах позволяет создавать очень тонкие панели, а отсутствие высоковольтного блока питания и управления, необходимого для CCFL, – тонкие мониторы. Поэтому для всех дисплеев с толщиной корпуса меньше либо около 20 мм можно с уверенностью предполагать применение торцевой LED-подсветки на белых светодиодах.

Тыльная подсветка предполагает использование не линеек, а групп светодиодов либо отдельных модулей, размещенных в определенном порядке позади ЖК-матрицы по всей площади экрана. Основной выигрыш, который достигается в этом случае, – возможность зонного управления яркостью подсветки, что особенно востребовано, к примеру, в телевизорах. Технология local dimming, используемая рядом производителей, позволяет получать великолепные показатели динамического контраста даже для сцен, в которых в кадре одновременно присутствуют и очень яркие объекты, и темные области. Однако для RGB LED получение хорошей диффузии цветовых компонентов требует светорассеивателей значительной толщины, в результате толщина и ЖК-панели и монитора оказывается значительной.

Первый ЖК-дисплей со светодиодной подсветкой (а это был NEC серии SpectraView Reference (itc.ua/22311)) использовал единственную линейку RGB-светодиодов и сложную систему световодов, рассеивателей и отражателей для распределения ее свечения по площади экрана. Однако сегодня индустрия далека от однообразия в разновидностях применяемой LED-подсветки: в дорогих профессиональных дисплеях это чаще всего тыльная RGB, в тонких и дешевых потребительских, в том числе экранах ноутбуков – торцевая на белых LED, а в телевизорах и больших дисплеях иногда все еще используется тыльная на белых светодиодах. Есть и уже упомянутые экзотические подвиды. В любом случае, без знания того, какой тип подсветки применен в конкретном мониторе, нельзя заранее судить о его преимуществах либо недостатках по сравнению с CCFL, так как они будут существенно отличаться. Таким образом, и этот миф развенчан.

Миф 3: «LED-подсвет-ка – это широкий цветовой охват и улучшенная цветопередача»

Если вы внимательно ознакомились с предыдущим разделом, то уже понимаете, где здесь кроется причина заблуждения. Изначально LED-подсветка появилась именно в профессиональных дисплеях, где из-за большей гибкости была востребована ее RGB-разновидность. Именно она позволяет получить широчайший цветовой охват, превышающий таковой для стандарта NTSC, а также достичь точного отображения отдельных оттенков благодаря установке баланса белого (т. е. цветовой температуры точки белого) с помощью изменения оттенка подсветки, а не сужением рабочего диапазона разрядности ЖК-матрицы. К сожалению, подобные решения слишком дороги для их повсеместного внедрения, и хотя есть примеры массовых дисплеев на RGB LED (ViewSonic VLED221wm), индустрия потребительских мониторов пока что пошла по пути применения торцевой белой светодиодной подсветки.

Спектр излучения белых светодиодов не столь широк, как у триад RGB LED, и потому цветовой охват панелей на белых LED довольно узок. В этом плане его можно сравнить с традиционными CCFL – он может лишь соответствовать либо слегка перекрывать цветовой охват пространства sRGB. Что же касается точности цветопередачи, то, как в случае с CCFL, она будет зависеть не столько от свойств подсветки, сколько от типа и характеристик ЖК-матрицы и качества ее калибровки – для TN этот параметр заведомо хуже, чем для *VA- и IPS-разновидностей.

Таким образом, говоря о цветовом охвате и цветопередаче монитора со светодиодной подсветкой, нужно всегда уточнять, какие типы LED-подсветки и ЖК-матрицы в нем используются. А значит, и этот миф развенчан.

Миф 4: «LED-подсветка дает большую контрастность»

Перво-наперво давайте уточним, что речь в данном случае идет только о динамической контрастности – так как статическая контрастность ЖК-матрицы представляет собой отношение коэффициентов пропускания при полностью открытой и полностью закрытой ячейках и потому никак не зависит от источника света – будь он хоть CCFL, хоть LED, хоть лампой накаливания или светом из окна.

Динамическая контрастность – величина неоднозначная и очень зависит как от алгоритма работы соответствующего блока управления подсветкой, так и от характера воспроизводимого контента. Однако применительно к LED-подсветке появляется еще и третий фактор – использование тыльной подсветки с зонным управлением, известным также как local dimming.

В случае, если в кадре воспроизводимого видеоролика одновременно присутствуют и очень светлые, и очень темные области, традиционный алгоритм динамической контрастности ничем не сможет нам помочь, и реальная контрастность изображения будет равна статическому показателю. А вот технология local dimming позволяет выборочно гасить подсветку в темных областях и, наоборот, увеличивать в светлых – тем самым в пределах одного кадра будет достигнут значительный перепад яркостей, а следовательно, и высокий контраст.

Несложно понять, что для корректной работы local dimming требуется специальный блок, допускающий индивидуальное управление отдельными светодиодами и их группами, а также логика, формирующая управляющее воздействие исходя из изображения на экране. Соответственно, это довольно дорогое удовольствие, и потому встречается только там, где действительно востребовано – в ЖК ТВ премиум-класса.

А что же обычная торцевая подсветка на white LED, ведь для мониторов на ее базе тоже заявляют «немыслимые» величины динамической контрастности, порядка 5 000 000:1. Здесь все проще. Светодиоды, в отличие от CCF-ламп, можно полностью выключить и включить практически мгновенно, причем им почти не требуется время на стабилизацию (гасить же полностью CCFL никто не рискует, так как задержка при их включении может оказаться непозволительно большой). Методика измерения динамической контрастности подразумевает измерение соотношения яркостей белого и черного цветов – но если при отображении черного поля подсветку вовсе выключить, то делением на ноль можно получить бесконечно большую цифру для данного показателя. Другое дело, что без local dimming при просмотре, скажем, кинофильма мы все же крайне редко будем иметь удовольствие наблюдать глубокий черный цвет. Но это, как обычно, уже детали.

Таким образом, если трансформировать подзаголовок в такой вид: «LED-подсветка дает большую динамическую контрастность», с ним можно согласиться. Но, как мы уже неоднократно писали, для пользователя ПК гораздо важнее контрастность статическая, а здесь светодиоды подсветки нам ничем не могут помочь. Соответственно, и этот миф развенчан, пусть и с некоторыми оговорками.

Миф 5: «LED-подсветка обеспечивает высокую равномерность»

Откуда берется неравномерность ЖК-панели? Как известно, ничего идеального не бывает, и потому факторов здесь множество – от неравномерности излучения источника света (перепадов яркости по длине CCF-лампы либо линейки светодиодов; разницы в яркости и цветности в наборе RGB-триад) до неравномерности световода, рассеивателей, поляризатора, одного из слоев ЖК-матрицы, девиации светопропускания ее ЖК-ячеек либо светофильтров. Словом, подсветка здесь – далеко не единственный аспект данной проблемы.

Решение ее, однако, есть. Оно заключается не в устранении, а в компенсации яркостной и цветовой неравномерности ЖК-панели путем ее зонной калибровки на заводе и введении поправочных коэффициентов для матрицы ЖК-ячеек по всей площади экрана. Оборудование, необходимое для этой операции, довольно дорогостоящее, временные затраты также очень значительны – ведь калибровать надо каждый монитор. Поэтому такие компании, как NEC и EIZO, могут себе это позволить только для профессиональных дисплеев высшей ценовой категории.

Но странно другое. Кажется, почему бы производителям ПО для калибровки и профилирования не предложить пользователю, вооруженному аппаратным калибратором, выполнить данную процедуру самостоятельно – пусть даже она потребует значительных усилий? Ответ, видимо, кроется в том, что далеко не каждый дисплей допускает введение поправочных коэффициентов на уровне отдельных зон по площади матрицы. И хотя теоретически их можно было бы также задавать со стороны видеокарты, автору подобные решения неизвестны.

Как видим, проблема равномерности ЖК-панели не так проста, как кажется на первый взгляд, и одной подсветкой она отнюдь не исчерпывается.

Вместе с тем отметим, что наши измерения равномерности подсветки на белом поле действительно показывают довольно высокие результаты – впрочем, сравнимые с таковыми для качественых мониторов на CCFL. Снимки же белого и особенно черного полей доказывают, что полностью решить проблему равномерности применением светодиодной подсветки все же не удается. А значит, снова приходится констатировать, что очередной миф развенчан.

Миф 6. «В отличие от CCFL, LED-подсветка не мерцает, и потому легче для глаз»

Для начала отметим, что многие пользователи даже не подозревают о мерцании их ЖК-мониторов, полагая, что в отличие от ЭЛТ, здесь оно полностью отсутствует. Увы, вынуждены их разочаровать – большинство ЖК-дисплеев и в самом деле мерцают; другое дело, что частота этого мерцания слишком велика, чтобы замечать его невооруженным глазом. Но все же убедиться в этом несложно.

Возьмите карандаш (ручку или любой другой узкий вытянутый предмет) и поднесите к экрану монитора, на котором отображается белая заливка. Держа его за один из концов, пошатайте из стороны в сторону с частотой несколько раз в секунду и амплитудой, достаточной для того, чтобы его размытое изображение напоминало веер. Если яркость вашего ЖК-дисплея ниже среднего значения (обычно именно в таком положении она комфортна для глаз), то вы заметите, что вместо гладкого визуального следа карандаш оставляет за собой… дискретный, состоящий из череды относительно четких «образов». Зато на максимальной яркости на фоне экрана он будет двигаться так же гладко, как и на фоне любого другого источника непрерывного света – скажем, окна либо лампы накаливания.

Стробоскопический эффект, который наблюдается при снижении яркости подсветки ЖК-экрана, говорит о том, что она зажигается и гаснет с определенной частотой, достаточно высокой, чтобы видеть это глазами. Такой способ регулировки яркости называется широтно-импульсной модуляцией и применяется в технике для управления интенсивностью какого-либо процесса, если в дальнейшем подразумевается его интегрирование. В данном случае интегратором выступают наши глаза, не способные распознать мерцание с частотой более 100 Гц. Однако далеко не все то, что незаметно глазу, проходит для него бесследно. Влияние на зрение перепадов яркости с частотой порядка 200–400 Гц пока никто по-настоящему не исследовал, и совсем не исключено, что именно в этом кроется причина жалоб многих пользователей на головную боль и усталость глаз.

Реального решения этой проблемы со стороны пользователя не существует, так как работа с современным ЖК-монитором на максимальном уровне яркости (когда ШИМ не применяется и подсветка не мерцает) в условиях типичного офисного либо домашнего освещения может сгубить ваши глаза гораздо быстрее, чем гипотетический вред от ШИМ. Вариант же установки перед «включенным на всю яркость» ЖК-монитором нейтрального фильтра высокой плотности либо поляризационного с регулировкой угла поляризации мы всерьез не рассматриваем как явно избыточный для типовых применений ПК. Хотя в голову сразу приходят некогда популярные «защитные экраны» для ЭЛТ-мониторов, сгинувшие втуне вместе с последними. Может, стоит возродить сей бизнес?..

Производители до недавнего времени также не имели возможности решить эту проблему, так как непрерывно управлять яркостью свечения CCF-лампы можно лишь в небольших пределах. Совсем иное дело – светодиоды. В отличие от ламп, диапазон изменения яркости их свечения довольно широк – в зависимости от потребляемого тока, а значит, варьируя им, теоретически можно управлять яркостью подсветки и без ШИМ.

На практике же оказалось, что такой способ значительно затратнее в реализации, и при этом не предоставляет никакого выигрыша, кроме отсутствия и так не заметного большинству потребителей мерцания. А вот технологические проблемы, которые он привносит, решить не так-то просто.

В результате подавляющее большинство LED-мониторов, подобно их CCFL-предкам, все так же регулируют яркость подсветки с помощью ШИМ, и потому точно так же мерцают. Не верите? Снизьте яркость и помашите карандашом перед таким экраном. Этого с большой вероятностью будет достаточно, чтобы констатировать: еще один миф развенчан.

Миф 7. «LED-подсветка экономичнее CCFL»

Признаем сразу – это не миф, а совершенно справедливое утверждение и одно из неотъемлемых преимуществ светодиодов. Чтобы доказать это, стоит лишь взглянуть на характеристику количества люменов на 1 Вт для различных искусственных источников света и убедиться, что именно у светодиодов она максимальна. Впрочем, эффективность самих светодиодов – еще не все; нужно бы учитывать также КПД их блока питания и целый ряд других факторов, пусть и вторичных.

Предпочитая проверять теорию практикой, мы провели измерения энергопотребления тестируемых дисплеев с помощью ваттметра WattsUp Pro. Результаты сведены в таблицу технических характеристик и достаточно интересны: у профессиональных дисплеев на RGB LED потребление все еще довольно высоко, однако для устройств на светодиодной торцевой белой подсветке оно действительно ниже (почти вдвое!) по сравнению с дисплеями аналогичной диагонали на CCFL. Следовательно, наконец-то мы «размочили» сухой счет – данный миф подтвержден.

Миф 8. «Мониторы с LED-подсветкой экологичнее CCFL»

Общеизвестно, что наибольший ущерб экологии наносится ИТ-индустрией на двух этапах жизни продукта – при его производстве и утилизации. В первом случае для улучшения ситуации многое уже сделано – нынче «зеленые» инициативы в моде на корпоративном уровне, и без соответствия техпроцесса определенным экостандартам сейчас, что называется, никуда.

А вот с утилизацией совсем не так хорошо, как хотелось бы – и особенно в наших реалиях. К примеру, все знают, что люминесцентные лампы «дневного света» содержат ртуть, пары которой ядовиты; но при этом наверняка также все не раз видели, как после выхода из строя их просто выбрасывают, нередко уже разбитыми, прямо в контейнеры с бытовым мусором. Потом это все сжигается, и в итоге парами ртути дышит уже вся страна…

На таком фоне утилизация ЖК-мониторов пока не представляет заметной проблемы, хотя CCF-лампы их подсветки тоже содержат ртуть. С другой стороны, применение светодиодов эту угрозу снимает в принципе, так как используемые при их производстве и в их конструкции материалы не несут опасности для окружающей среды. Вкупе с пониженным энергопотреблением это все же вносит определенный вклад в борьбу за экологию – пусть небольшой, но лучше, чем ничего. Таким образом, и данный миф подтвержден.

Миф 9. «LED-подсветка дороже CCFL»

Еще несколько лет назад подобное утверждение казалось бесспорно истинным. Действительно, системы RGB LED для профессионального применения требуют серьезных затрат R&D-подразделений на свою разработку, а между тем продаются такие мониторы в единичном количестве. Неудивительно, что их стоимость пока что и в самом деле высока, и пользователи часто предпочитают им качественные дисплеи с IPS-матрицами и подсветкой на CCFL с расширенным спектром – они гораздо доступнее.

Однако что касается белых светодиодов, то скорость их проникновения в сегмент позволяет делать предположение о весьма агрессивной ценовой политике их изготовителей. Телевизоры и ЖК-дисплеи – очень лакомый кусок, практически бездонный рынок; и на его отвоевание у производителей CCFL «светодиодниками» могут быть брошены солидные инвестиции. Не исключено, что низкие цены на потребительские ЖК-дисплеи как раз и являются следствием ценовой войны, которую сейчас ведут эти два лагеря. И прогресс LED налицо, так как реальных козырей у сторонников CCFL уже почти не осталось.

Таким образом, данный миф нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть, ведь о стоимости торцевой белой LED-подсветки для производителей ЖК-панелей мы с вами можем лишь догадываться. Однако очевидно, что она вряд ли значительно превышает CCFL-системы.

А вот более высокие розничные цены на потребительские мониторы со светодиодной подсветкой объяснить как раз несложно – банальный маркетинг. Пока технология молодая, привлекает к себе ажиотажное внимание, а пользователи еще не осведомлены обо всех ее тонкостях, грешно было бы на этом немножко не нажиться, правда?

Что ж, думается, этим небольшим ликбезом мы внесли свою посильную лепту в данный процесс, пусть и в несколько другом ключе. Смеем надеяться, что сей трактат послужит во благо именно пользователям, то есть вам, уважаемые читатели.

Часть вторая, практическая

Ввиду того что при подготовке данного материала мы хотели прежде всего ознакомиться с особенностями и разновидностями технологии светодиодной подсветки, а не дать рекомендации по выбору конкретного монитора, практическая часть будет очень краткой. Тем более что устройства, собранные на тест, значительно отличаются друг от друга. И все же скажем о них несколько слов.

Дисплеи с панелями, подсветка которых выполнена на торцевых линейках белых светодиодов, можно выделить «из толпы» одним взглядом – все они отличаются завидно малой толщиной корпуса. Не то чтобы этот параметр для обычных мониторов был критичным, но все равно с эстетической точки зрения смотрится довольно привлекательно. Правда, для LG Flatron W2286L/W2486L и Samsung SyncMaster XL2370 это достигается применением внешнего блока питания, а у такого решения есть множество противников. Впрочем, при практической эксплуатации дисплея это не играет особой роли.

Своеобразный рекорд «утонченности» в тестировании принадлежит Acer S243HL, толщина его корпуса в верхней части составила менее 20 мм при встроенном блоке питания. Меж тем устройства на базе RGB LED также претендуют на рекорды – однако уже в обратную сторону.

Для управления мониторами производители все чаще применяют сенсорные кнопки, однако если в случае дисплеев LG Flatron W2486L и Samsung SyncMaster XL2370 их работа не вызывала особых нареканий, то, к примеру, у Acer S243HL к их особенностям приходилось адаптироваться. Кстати, этот монитор и модель от BenQ отличаются оригинальным дизайнерским решением – стремясь подчеркнуть легкость и «воздушность» ЖК-панели с LED-подсветкой, дизайнеры сместили точку крепления подставки вправо. Тем самым создается эффект «парения» ЖК-панели в воздухе – очень необычно.

Отдельно прокомментируем устройство Apple LED Cinemadisplay. Для его тестирования нам пришлось переносить тестовое ПО с нашего стенда на компьютер Apple MacMini, так как единственным интерфейсом подключения здесь выступает miniDisplayPort, переходников для которого с типовых DVI/HDMI так просто и не сыщешь. Также к особенностям этого дисплея нужно отнести глянцевое покрытие экрана и отсутствие каких-либо кнопок управления – оно производится исключительно программным путем.

Профессиональные устройства LG Flatron W2420R и Samsung SyncMaster XL20 комплектуются аксессуарами – светозащитными козырьками и аппаратными колориметрами, причем в случае LG это довольно известный ColorVision Spyder 3. Надо полагать, стоимость этих устройств на фоне цены самого монитора попросту теряется, к тому же эффективное использование таких дисплеев в профессиональных целях без калибратора невозможно.

Технические характеристики мониторов

В тестах точности заводских настроек (т. е. линейности цветопередачи дисплея без применения калибратора) больше всех нас порадовал BenQ V2400 Eco. Также вполне на уровне оказались Acer S243HL и Samsung SyncMaster XL2370, а из профессиональных продемонстрировал эталонную точность LG Flatron W2420R. C другой стороны, модели линейки W86, равно как и профессиональный Samsung SyncMaster XL20, не могут похвастать хорошими показателями в данном тесте.

Результаты же измерения цветового охвата легко предсказать, заранее зная, какой тип подсветки применяется в дисплеях – RGB или белые светодиоды. В первом случае он очень широк и покрывает не только цветовое пространство sRGB, но и Adobe RGB и даже NTSC. Во втором его едва хватает для работы в узких рамках стандарта sRGB (сдвиг графиков в красно-зеленую область для всех таких моделей может объясняться особенностями настройки цветофильтров нашего колориметра, изначально рассчитанного на спектр CCFL, а не белых LED). Наконец, как и следовало ожидать, для дисплеев как на торцевой белой, так и тыльной RGB LED подсветке реальный показатель контрастности не превышает 1000:1. А в более подробном виде результаты тестирования мониторов будут доступны на сайте ko-online.com.ua

itc.ua

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о