Что делать с лед подсветкой на телевизоре. Типы, виды и недостатки LED-подсветки экранов. О недостатках для здоровья
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
- 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)
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
- 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)
- 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
Когда вы делаете ремонт квартиры полностью самостоятельно, то легко справитесь с таким творческим процессом, как создание уникальной светодиодной подсветки. Как сделать светодиодную подсветку самостоятельно, возможно ли это и насколько просто - такие вопросы встают перед вами. Благодаря тому, что теперь делают натяжные потолки из гипсокартона - установка светодиодной подсветки стала возможной в любой квартире, а также, в любой ее части: спальня, кухня или ванная комната. Вы можете даже установить ее в шкафу.
Что такое Led-лента
Что же собой представляет Led-лента или светодиодная лента - это гибкая планка, с одной стороны имеющая клеящую основу, а на другой располагаются светодиоды и резисторы. Лента имеет кратные участки (5 см), на которых чаще всего располагаются три светодиода и специальные отметки, обозначающие, где можно разрезать ленту. Светодиоды в ленте соединяются последовательной цепью. Ленты могут быть защищенными от воздействий окружающей среды пластиковыми трубками или силиконом, а могут быть открытыми, в зависимости от места их использования, выбирается и лента. Диоды, используемые в ленте, бывают двух типов: SMD 3528 и 5060 (5050), вторые более мощные и могут использоваться как самостоятельные источники освещения комнаты.
Если для подсветки вы используете RGB ленту, то важно знать, что она имеет четыре выхода - на основную массу и по одному на каждый цвет: красный, зеленый и синий.
Схема светодиодной подсветки
Если вам нужно осветить большую площадь, то тогда лучше делать ленты длинной не более 15 метров, в противном случае лампы ближе всего находящиеся к источнику питания будут быстрее выгорать, так как в начале цепи напряжение будет очень сильным.
Порядок ваших действий:
- Определяетесь с типом светодиода SMD 3528 или SMD 5050 - вторые будут подороже, но и мощность у них выше.
- Определяем нужную плотность светодиодов. Бывают 30, 60, 120. Указанное число показывает количество светодиодов на один метр - чем больше число, тем ярче будет освещение.
- Определяемся с типом ленты. Например, IP 44 - это влагозащитные. Определяемся с клейкой стороной - нужна она вам или нет.
- Цвет - один цвет или многоцветные, для второй нужен контроллер.
- Подсчеты: измеряем периметр участка, где будет располагаться подсветка, подсчитываем суммарную площадь - умножаем потребляемую мощность одного метра, на полученный метраж. По полученным данным подбираем блок питания и контроллер.
- Определяем вариант расположения подсветки. Будут выступы из гипсокартона или нет - решать вам.
- Монтаж: нарезаем ленту (на ней есть специальные отметки - где можно разрезать), паяем одноцветные участки по типу к «+» идет «-«, для многоцветной ленты паять нужно одноименные участки с буквенным обозначением "V+", "R", "G", "B". Помним, что подключать к одному блоку питания можно не более 15 метров ленты.
- Подключение. Проверяем полярность - ошибок быть не должно! Если сетевой шнур не подключен заранее, то подключайте шнур к контактам L и N, затем если у вас многоцветная лента подключаем контроллер и только потом подключаем непосредственно ленту.
Чаще всего используется контурная подсветка потолка, но возможны и другие варианты. С помощью светодиодных светильников и лент, вы можете выгодно разграничивать части комнаты или подчеркнуть цветовую гамму помещения. Например, если спальня у вас выполнена в синих глубоких тонах, то потолок можно украсить узором из светодиодных ламп так, что будет казаться, словно над вашей головой звездное небо. Если в детской комнате живут два ребенка, то интересным решением будет световое разделение комнаты таким образом, чтобы у каждого ребенка был свой уголок и для работы и для сна.
Преимущества светодиодной подсветки led в том, что она легко монтируется, стоит относительно недорого, долго служит и у нее есть разные расцветки. Тогда как у стандартных светильных бытовых приборов только два варианты теплый свет и холодный. А если говорить о неоне - то он недолговечен, сложен в установке.
Возможности расцветки у светодиодных светильников многообразен - от одноцветной, до RGB ленты, которая может менять цвет. Если у вас нет сильных ограничений по деньгам, то купите полноцветную ленту и отдельный контроллер к ней. Покупая ленту, выбирайте в силиконовой изоляции, если вас затопят соседи сверху, то проводка будет в безопасности. А что касается выбора конкретного цвета, то тут решать вам: для глаз более приятен зеленый цвет, а вот синий может восприниматься неправильно, иногда даже тускло.
Подсветка может быть выполнена разными вариантами - это может быть светодиодная подсветка натяжного потолка, с помощью жесткого модуля, могут использоваться точечные светильники, а также и мини прожекторы. Что из этого использовать лучше подскажет ваша фантазия, а может быть комплексное решение всех членов семьи, ведь каждый хочет перестроить окружающий его мир под себя, а уж собственную комнату и подавно. Главная задача при установке подсветки - она должна быть незаметной снизу, поэтому, для того чтобы ее скрыть, используют выступы или карнизы, при этом расстояние тоже имеет значение. Так при слишком большом расстоянии - подсветка будет освещать больше саму нишу, чем непосредственно потолок, а при маленьком - будут заметны сами диоды и промежутки между ними, которые не освещаются.
Подсветка светодиодной лентой проще и в монтаже, и в функционале - ее можно установить там, где другие светильники не справятся. Для ленты даже труднодоступные места не помеха.
Светодиодная подсветка потолка
Сначала вам потребуется создать дизайнерский проект, то есть план работы и рисунок конечного результата. Важно правильно рассчитать, сколько светильников нужно, в каких конкретно местах их разместить, сколько метров светодиодной ленты вам потребуется, важно помнить, что удобнее всего брать ленту кратную 5 см - на таком расстоянии можно разместить 3 светодиода. Затем после расчетов нужно купить светодиодную подсветку, блок питания к ней, а если вы покупаете многоцветную ленту, то контроллер к ней. Когда все куплено, обязательно прочтите инструкцию. Для удобства монтажа светодиодной подсветки, на одной из ее сторон есть клейкий слой. Предварительно место крепления необходимо зачистить и обработать спиртовым раствором. Затем снимите защитный слой прижмите ленту к месту крепления и немного подержите. Если ваша лента по проекту должна изгибать то помните, перегибы должны быть более 2 сантиметров в диаметре.
В зависимости от страны производителя, от используемых диодов, а также от цветности цена светодиодной подсветки будет отличаться.
Светодиодная подсветка кухни
Светодиодная подсветка на кухне уже становится очень модной и популярной, с ее помощью можно обозначить разные зоны, создать уют или интимную обстановку для приятного вечера. С помощью светодиодов на кухне можно осветить ниши, «фартук», шкафы сверху или снизу. В настоящее время такую подсветку используют и в барах, ресторанах, а также в гостиницах.
Если вы хотите разделить на кухне пространство на рабочее и остальное - используйте разные цвета. Для деревянной мебели вам лучше использовать диоды теплых оттенков желтого и оранжевого, если у вас кухня в стиле «хай-тек», то вам больше подойдут синий или серебристый цвета. А зону приема гостей можно оборудовать полноцветной лентой с контролером.
Можно также красиво подсветить барную стойку или стеклянный шкаф с хрусталем - смотреться будет просто великолепно и шикарно.
Подсветка в автомобиле
Одно из последних новшеств для автомобиля - это установка на нем светодиодных лент. При этом освещают сам автомобиль снизу, делают освещение салона или светодиодную подсветку панели приборов. Сегодня продаются в большом ассортименте светодиодные лампочки, устанавливаемые в приборную панель - они потребляют мало энергии и при этом достаточно яркие. Поскольку одинаковых машин на парковке становится все больше, то сделать вашу машину уникальной, отличной от остальных и поможет оснащение ее светодиодами. Тюнинговать свой автомобиль вы можете как с помощью светодиодных ламп, так и с помощью светодиодных лент. Необычным решением может оказаться подсветка дисков автомобиля. Традиционно используется диоды синего цвета, но можете выбрать и другой цвет, в зависимости от цвета вашего авто.
Подсветка светодиодными панелями
Кроме светодиодных лент, есть еще светодиодные панели - они, как правило, очень тонкие (около 13-15 см), имеют многообразие цветов и габаритов. Эта новинка привлекает внимание дизайнеров, так как позволяет решить такие проблемы как, например, слишком низкие потолки. Или, если требуется яркое цветовое решение для стен - тут панели просто выручат, тогда как ленты, потеряются. Это великолепное решение и для детской комнаты, и для ресторана, и для клубной обстановки, они могут быть использованы и в офисных и складских помещениях.
Светодиодные панели разработаны для разного использования, они разрабатываются и для монтажа к бетонным и кирпичным стенам или потолкам, могут быть встроены в подвесной потолок, или могут быть отдельно подвешены специальными креплениями.
Вы можете не беспокоиться о зрении - световые панели абсолютно безопасны для ваших глаз. Как правило, световые панели имеют разную интенсивность освещения, которая может регулироваться, с помощью специального пульта дистанционного управления.
Светодиодные приборы освещение от ламп и прожекторов, до панелей и лент - это современно, стильно и нестандартно. С помощью таких светильников вы сделаете дизайн вашей квартиры или офиса, или автомобиля незабываемым и уникальным. Вы можете использовать светодиодные светильники и для благоустройства различных ландшафтов - в дизайне гостиниц, парков развлечений или даже в бассейне. Установить их можно как самостоятельно, так и пригласив специалистов. Кроме красоты, светодиодные приборы освещение потребляют намного меньше электроэнергии, являются высокотехнологичными и надежными изделиями.
LED-подсветка дисплеев – это один из многочисленных способов применения светодиодов. В промышленных масштабах её стали использовать начиная с 2008 года. На сегодняшний день светодиоды монтируют в подавляющее большинство жидкокристаллических (LCD) экранов: телевизоров, мониторов, мобильных устройств.
С 2008 года подсветка на светодиодах активно совершенствовалась и улучшалась. В данной статье поговорим о том, что такое led подсветка, какой она бывает и насколько оправдано ее внедрение в электронику.
Немного теории
Ещё 10 лет назад основным источником света в LCD-экранах были люминесцентные лампы типа CCFL, HCFL, которые проигрывали плазменным телевизорам по качеству изображения. Появление белых SMD светоизлучающих диодов с большой светоотдачей, малым энергопотреблением и габаритами в корне изменило ситуацию, благодаря чему появилось новое поколение мониторов.
В магазинах стали активно предлагать LED TV, не объясняя при этом, что на светодиодах выполнена только подсветка, а экран по-прежнему остаётся жидкокристаллическим. Масштабные рекламные акции и красивые рассказы консультантов о преимуществах светодиодного варианта способствовали резкому росту продаж LED TV и мониторов, благодаря чему на сегодняшний день они имеют полное превосходство над другими видами подсветки.
Типы светодиодной подсветки
С изобретением компактных ультраярких светодиодов, перед производителями стал вопрос: «Как их разместить, чтобы одновременно получить изображение высокого качества и сэкономить?» В поисках ответа появилось несколько типов светодиодной подсветки, среди которых выделяют два основных:
- торцевая (Edge), именуемая также боковой или краевой;
- матричная (Direct), собранная на wled или rgb led.
По способу управления свечением также существует два типа подсветки: статическая и динамическая. В первом случае яркость всех светодиодов меняется одинаково независимо от изображения. Во втором случае каждый светодиод или группа индивидуально взаимодействуют с соответствующим участком LCD-матрицы.
Edge
Светодиоды в боковой подсветке располагают одним из способов:
- по бокам;
- сверху и снизу;
- по периметру.
Выбор того или иного способа размещения зависит от размера экрана и технологии производства. В этот тип подсветки устанавливают только белые светодиоды (white LED). Излучаемый ими световой поток проходит через рассеиватель и систему из световодов, освещая, таким образом, весь экран.
Данный метод имеет три важных преимущества, которые обеспечили ему популярность. Низкая себестоимость, достигаемая за счет минимального количества используемых светодиодов и простоты системы управления. Возможность создания ультратонких моделей мониторов с выносным блоком питания, которые за счет рекламы приобрели высокую популярность у покупателей. Малое потребление энергии, что невозможно реализовать в остальных вариациях. По световым характеристикам edge подсветка занимает средние позиции и сильно зависит от качества сборки и применяемой элементной базы. Но в целом цветопередача сравнима с CCFL технологией. 
В моделях телевизоров с боковой подсветкой нельзя достичь изображения высокой контрастности по двум причинам. Все светодиоды светят с одной яркостью, одинаково засвечивая тёмные и светлые участки экрана. Световоды, несмотря на свою продуманную конструкцию, не способны обеспечить равномерное распределение света по всей рабочей поверхности.
Direct
Тыльная (матричная) подсветка представляет собой матрицу, собранную из нескольких линеек со светодиодами, распределёнными по всей площади. Такой способ обеспечивает равномерный засвет всей LCD-панели, а главное позволяет реализовать динамическое управление. В результате разработчикам удалось достичь высокой контрастности изображения и насыщенности чёрного цвета.
Direct подсветку реализуют двумя способами. Первый, наиболее распространённый, собирают на белых LED или WLED, что в принципе одно и то же. Она может быть как статической, так и динамической, что зависит от модели телевизора.
Второй предполагает использовать вместо белых – RGB светодиоды. С их помощью удаётся регулировать не только яркость, но и задавать любой цвет из всего видимого спектра. За счёт высокой скорости переключения светодиоды прекрасно отрабатывают подаваемый сигнал и успевают за быстро меняющейся картинкой на экране. RGB-подсветку строят только по динамическому принципу.
Дисплеи с матричной подсветкой выделяются отличной контрастностью и цветопередачей по всей площади экрана. Это главный их плюс, который перекрывают сразу несколько недостатков, а именно:
- высокая стоимость;
- большое энергопотребление, сравнимое с CCFL технологией;
- толщина корпуса более одного дюйма.
При выходе из строя одного из светодиодов гаснет вся линейка. На экране это явление отразится в виде затемнения некоторой области. Самостоятельно заменить перегоревший элемент на аналогичный не получится, так как найти точную копию с такой же линзой практически невозможно. В итоге замене подлежит вся линейка.
О недостатках для здоровья
Сама по себе LED-подсветка независимо от способа реализации имеет несколько весомых недостатков, которые оказывают влияние не на качество изображения, а на зрение. В первую очередь – это функция широтно-импульсного модулирования. С её помощью пользователь регулирует яркость и, тем самым, ухудшает своё здоровье. Суть проблемы заключается в мерцании светодиодов с частотой выше 80 Гц, что проявляется во время снижения яркости. Зрительно такое мерцание человеческим глазом не фиксируется, но оно непрерывно раздражает нервные окончания, вызывая головную боль и усталость в глазах.
Во время просмотра телевизионных передач данный недостаток не доставляет особого дискомфорта из-за большого расстояния между зрителем и экраном, а также низкой концентрации внимания. А вот пользователи ПК и ноутбуков с LED-подсветкой оказались в тупиковой ситуации. С одной стороны, когда яркость монитора 100%, функция широтно-импульсной модуляции (ШИМ) отключена, но сильно страдает сетчатка глаза. С другой стороны, длительная работа с документами на пониженной яркости комфортнее воспринимается глазами, но теперь негатива добавляет ШИМ.
Кроме этого существуют и другие недостатки, ухудшающие зрение, проявление которых в той или иной степени зависит от технологии производства дисплеев. Например, завышенное излучение светодиодов в области близкой к ультрафиолетовому спектру.
Тем, кому дорого зрение, следует остановить свой выбор на профессиональной серии мониторов с CCFL лампами, которые по-прежнему выпускают для работы с изображениями. Они имеют высокий коэффициент цветопередачи и стоят меньше, чем продукция, собранная на RGB LED.
Несмотря на наличие недостатков, производители электронной техники не перестанут использовать led подсветку в своих устройствах, а крупные компании по-прежнему будут рекламировать так называемые LED TV. Потому что маркетинговые цели по-прежнему имеют высокий приоритет. Остаётся надеяться, что в ближайшем будущем массовое производство мониторов оснастят подсветкой более высокого качества, работающей на частоте безопасной для глаз.
Читайте так же
Модели телевизоров с LED подсветкой доминируют на рынке вполне заслуженно. В этой статье мы рассмотрим разновидности LED подсветок современных телевизоров и оценим их эффективность.
LED телевизоры
Начнем с того, что LED TV не является новым типом HDTV. В отличие от плазменных и OLED телевизоров, которые изготавливаются на основе излучающих технологий, где каждый пиксель является отдельным источником света, в жидкокристаллических моделях каждый пиксель LCD матрицы требует освещения (сзади, или сбоку через систему линз). Так что модели LED HDTV являются теми же жидкокристаллическими (LCD или ЖК) телевизорами, но несут в себе встроенную светодиодную (LED) подсветку, которая заменяет стандартную на люминесцентных лампах с холодным катодом (обозначается аббревиатурой CCFL).
2 разновидности LED подсветки по конструктивному исполнению: матричное и боковое
LED подсветка с локальным затемнением.
Сперва, телевизоры обладающие LED подсветкой
, использовали для освещения ячеек LCD матрицы «полный массив
» (full array) из светодиодов, по аналогии со стандартными телевизорами на основе подсветки с использование CCFL ламп. Но для изменения толщины телевизоров в меньшую сторону, разработчики отказались от применения полного массива LED светодиодов сзади экрана, установив линейки источников света сбоку от LCD панели. Таким образом распределение света от LED источников по всей площади экрана осуществляется с помощью светодиодов специальной формы. Данные модели LCD телевизоров называют ТВ с боковой
или краевой LED подсветкой
, которые как раз-таки доминируют сегодня.
LED подсветка, обладающая системой местного затемнения позволяет автоматически снижать яркость или полностью отключать отдельные группы источников подсветки. Большинство современных LCD телевизоров с задней LED подсветкой в виде размещаемого позади LCD панели массива LED источников (full array) оснащаются динамической технологией подсветки называемой еще локальным или местным затемнением. Используя локальное затемнение, определенные участки общего массива светодиодов подсветки становятся темнее или светлее в зависимости от яркости и цвета соответствующей части изображения на экране.
Возможность затемнения определенной области экрана способно уменьшить количество света, которое проходит через закрытые пиксели LCD панели, что положительно сказывается на передаче черного цвета, который становится более темным и весьма реалистичным. По той причине, что уровни черного имеют определяющее значение для контрастности, восприятия глубины черных поверхностей, полноцветное изображение становится более выразительным и четким. Технология локального затемнения обладает единственным минусом – эффектом местного помутнения, который образуется когда часть света из более ярких зон просачивается в соседние более темные, что в последствии осветляет на границе темный цвет. Заметить эффект помутнения на большинстве моделей довольно трудно, так как недостаток непосредственно связан с количеством зон локального затемнения позади экрана, а производители предоставляют подобную информацию далеко не всегда.
При использовании стандартной подсветки с использованием CCFL ламп и в большинстве LCD телевизоров с боковой LED подсветкой, все источники подсветки светлеют или тускнеют одновременно (так называемое «глобальное затемнение» ), но среди моделей телевизоров Samsung и LG редко встречаются дисплеи с боковой LED подсветкой, которые также могут работать по принципу локального затемнения (» precision dimming » у Samsung и «LED Plus» у LG). Говоря проще, это бутафория локального затемнения.
Тонкие модели с боковой LED подсветкой конечно страдают от неравномерности засветки экрана, но далеко не все. Основная особенность телевизоров с боковой LED подсветкой – тонкий корпус, в связи с этим трудно обеспечить равномерность распределения светового потока по всей плоскости экрана. При покупке телевизора воспроизведите на экране дисплея с боковой LED подсветкой изображение белой поверхности, чтобы проверить отсутствие по краям экрана более яркие областей. Аналогично, когда экран заполнен черным полем, края не должны выглядеть более светлыми (серыми).
Стоит также отметить, что LED подсветка вне зависимости от разновидности не улучшает углы обзора LCD панели. Уровень черного цвета при использовании LED подсветки и возможном смещении угла зрения на 1-2 метра влево или вправо падает.
Нельзя забывать и о энергоэффективности LED подсветки. Конечно, на потребление любой модели значительно влияют размер экрана и яркость источников подсветки. LCD модели телевизоров обеих разновидностей LED подсветки значительно более энергоэкономичны, в сравнении с плазменными моделями.
Светодиодные подсветки для ЖК-дисплеев делятся на категории по следующим признакам:
- цвет свечения: белый или RGB;
- равномерность освещения: статическая или динамическая;
- конструктив: матричное либо боковое (об этом более подробно написано выше)
RGB-подсветка применяется для осуществления возможности тонкой подстройки спектра свечения. Кроме того, часто применяется дополнительная компенсация изменения спектра излучения светодиодов со временем. В LED-телевизорах с подсветкой RGB LED разные участки экрана подсвечиваются в зависимости от цвета изображения. Цветная подсветка обеспечивает усиленный контраст и глубокий черный цвет, что наглядно демонстрируют многие LED-телевизоры Sony.
Edge LED: лучшая цветопередача
Компания Sony в новых флагманских моделях телевизоров - например, линейке W905 - использует технологию Triluminos . Встроенная в рамку телевизора со всех сторон экрана светодиодная подсветка (Edge LED) дополняется так называемыми квантовыми точками - фрагментами полупроводника размером в несколько сотен атомов, излучающими свет в строго заданном диапазоне. Технология Triluminos призвана минимизировать цветовые искажения и обеспечить усиление оттенков красного и зеленого. Это позволит добиться передачи исключительно однородного и естественного изображения со значительно более широким цветовым охватом. Тесты первых устройств с поддержкой Triluminos нас не разочаровали: цветовой охват модели Sony KDL-46W905A сопоставим с охватом решений на базе органических светодиодов (OLED) и недостижим для ЖК-телевизоров со светодиодной подсветкой. В устройствах серий W805 и W605, которые также появились в продаже в этом году, Triluminos не используется, благодаря чему их стоимость существенно ниже. В будущем производители смогут полностью отказаться от светодиодной подсветки в пользу квантовых точек.
OLED телевизоры: яркость и красочность на высоте
Телевизоры с OLED-экранами уже добрались до магазинов, а разработчики поспешили для вас выпустить новые модели с вогнутыми дисплеями. Компания LG еще в прошлом году планировала вывести на рынок OLED-телевизор с диагональю экрана 55 дюймов, однако в продаже он появился только этим летом. В России модель 55EM9600 и ее усовершенствованный аналог 55EM9700 обойдутся покупателю в 500 000 рублей. Помимо этого устройство продается в Европе, США и некоторых других странах.
Преимущества OLED телевизоров: это не тип подсветки, а иная технология
- точная передача цвета
- больший запас яркости относительно других технологий
- высокая контрастность по сравнению с ЖК-моделями (другая технология формирования изображения).
- отсутствие ЖК-матрицы и светодиодной подсветки - их место заняла матрица, изготовленная из светоизлучающих органических диодов.
Компании Samsung и LG независимо друг от друга разработали OLED-телевизоры с вогнутыми экранами (Curved OLED). Подобная конструкция призвана минимизировать искажения по краям изображения и повысить детализацию. Новинки пока доступны в ограниченных количествах в Южной Корее, США и некоторых европейских странах. 55-дюймовая модель Samsung KN55S9C оценена производителем в $9000 (300 000 рублей).
Особый интерес также вызывает технология Multi-View, реализованная во многих моделях OLED-телевизоров как с плоским, так и вогнутым экранами. Ввиду исключительно малого времени отклика подобные устройства позволяют одновременно демонстрировать две или четыре программы в формате высокой четкости (Full HD) либо два различных фильма в формате 3D. Для разделения изображения используются очки затворного типа. Каждый зритель с помощью расположенных на очках элементов управления может выбрать индивидуальную программу для просмотра. При этом благодаря встроенным наушникам обеспечивается воспроизведение соответствующей фильму звуковой дорожки.
Всем привет. Сегодня на ремонте Samsung UE32F5000AK с неисправностью «нет LED подсветки матрицы». Я очень редко ремонтирую такие телевизоры, так как ни оборудования, ни удобств, для ремонта такой техники у меня нет. Но тем не менее, в этот раз я решился попробовать, да и хозяин телевизора очень настаивал.
Итак, начнем.
Предварительная диагностика телевизора
При включении телевизора, появляется звук, но изображения нет. Телевизор реагирует на пульт и кнопки. Если присмотреться, то видно, что на матрице есть изображение, но нет LED подсветки. Из этого можно сделать вывод, что неисправен сам драйвер контроля подсветки, или сгорела какая-то линейка светодиодов.
Разборка телевизора
Определившись с возможной неисправностью, приступил к разборке. Положив телевизор матрицей на стол, первым делом снял подставку, которая держится на трёх болтах. Далее открутил остальные 10 болтов по периметру, после чего смог снять заднюю крышку.
При снятии задней крышки, необходимо следить за шлейфом от джойстика, который необходимо отсоединить, после чего крышку можно отставлять в сторону.
Телевизор состоит из трёх плат, а именно блока питания, на плате которого и собран драйвер подсветки, слева плата main, и снизу плата управления матрицей t-con.
Определение неисправности
В LED телевизорах все светодиоды подключены последовательно. Это означает, что при обрыве любого из светодиодов, вся подсветка LED перестанет работать. Как я говорил ранее, основных причин неисправности подсветки две: LED драйвер или светодиоды .
Если неисправен драйвер, то в большинстве своем, на светодиоды не поступает никакого напряжения. Если же неисправна линейка светодиодов, то на клему подачи питания будет идти напряжение порядка 200вольт, иногда оно может пульсировать от 150 до 200. Это говорит о том, что драйвер пытается засветить подсветку, но нагрузка в качестве светодиодов отсутствует, и драйвер выдает максимальное напряжение. Данный процесс я лично понимаю так.
Сняв плату блока питания, определил, что питание на светодиоды поступает через D9101C на конденсатор, после чего я решил померять на нем напряжение. Подключив мультиметр оказалось, что напряжение на нем гуляет в пределах 190-210в.
Это означает, что драйвер работает в холостую, и проблема в самой линейке светодиодов. Для меня это была не очень хорошая новость, так как я очень неохотно берусь за разборку матриц в силу неопытности и отсутствия условий для ремонта.
Разборка LED ЖК матрицы
С девизом «не навреди», приступил к разборке матрицы. Подготовив второй стол, на который буду слаживать матрицу, первым делом отключил шлейфа от ЖК панели к плате T-con. Осмотрев более детально строение телевизора, увидел, что сама матрица держится на 2-х рамках, которые крепятся на защелках. С начала снял первую рамку. Для этого телевизор подложил на заднюю стенку, и постепенно, начиная с верха, начал отщелкивать защелки. Особое внимание обращал на низ матрицы, чтоб не повредить шлейфы. Верхняя рамка снялась очень легко.
Далее, придерживая матрицу, положил телевизор на перед, шлейфами вниз.
Аккуратно вынул платы матрицы(дешифраторы) из пазов, чтоб они начали свободно свисать.
Снятые с защелок дешифраторы матрицы
Скажу сразу, это настолько кропотливый процесс, что нервы у меня были на пределе. Освободив дешифраторы с защелок, взял телевизор за вторую рамку и аккуратно поднял. Матрица осталась лежать на столе.
Снятая матрица
Убрав матрицу на другой стол, продолжил разборку. От щелкнув вторую рамку, снял рассеивающую пленку, добрался до светодиодов.
Под светодиодами стоит белый отражатель, который держится на 4 стопорных клипсах.
Сняв их, смог убрать отражатель.
Строение LED подсветки телевизора.
Как можно увидеть из картинки, матрица телевизора состоит из пяти линек светодиодов по девять светодиодов каждая. Если взять во внимание, что каждый светодиод питается приблизительно от 3-х вольт, то имеем, что одна линейка светодиодов для работы использует около 27 вольт(3 * 9 = 27). Для того, чтоб проверить какой светодиод сгорел, сначала находимо найти в какой линейке произошел обрыв светодиода. Для этого, поочередно подключаем к линейке из 9-ти светодиодов питание 27в, и какая линейка не загорелась в той и обрыв. Далее, поочередно к каждому светодиоду подключаем питание 3в,и ищем какой светодиод не горит.
В моем случае, определить сгоревший светодиод оказалось очень легко, так как он очень сильно грелся, вследствие чего рассеивающая линза на нем сменила цвет и немного поправилась.
Температура была такая, что текстолит с обратной стороны так же прогорел.
Отковырнув линзу, выпаял светодиод. Для этого использовал паяльный фен. Нанес сверху светодиода флюс, подогревал плату снизу, пока тот не отпаялся. Таким образом решил запаивать и новый.
Поиски нового светодиода, это еще то задание. Пройдя несколько раз радио рынок, в одном из магазинов нашел похожие светодиоды, правда уже паяные. Человек выпаял их из телевизора, на котором была разбита матрица.
Впаивал светодиод так же при помощи паяльного фена. Залудив дорожки, положил на него светодиод нужной полюсовкой, и снизу потихоньку грел текстолит, пока светодиод не припаялся. Запаялось не сильно красиво, так как белая краска слезла, но зато надежно.
