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.
Выбирая подходящую модель телевизора, многие потребители сталкиваются с новыми терминами и современными технологиями. Например, не все знают, что такое телевизор с технологией LED, и на каком принципе основывается его работа. Несмотря на это, сегодня такой вид плоских устройств пользуется наибольшей популярностью среди покупателей, поэтому они считаются вполне привычным атрибутом в доме. Перед тем, как сделать , стоит все же разобраться, что значит аббревиатура LED, чем такие телевизоры отличаются, и какими преимуществами они обладают перед другими типами ТВ.
Если переводить дословно, то LED – светоизлучающий диод. Однако целесообразно полагать, что полным определением оно служить не может. В действительности, современный светодиодный телевизор является представителем всем давно известных жидкокристаллических панелей. Основной составляющей является ЖК-матрица с множеством светящихся точек — пикселей. Но если в привычных ЖК устройствах в качестве подсветки использовались люминесцентные лампы, то в рассматриваемых приборах – светодиоды, то есть телевизоры с такой подсветкой — это более совершенные варианты LCD -моделей.
Первыми применили такую технологию разработчики компании Samsung. В качестве маркетингового хода новым телевизорам было дано название LED TV, оно используется и сегодня.
Светодиоды здесь выступают в качестве источников свечения, а не являются реальной единицей формирующегося изображения. Поэтому такие панели правильнее было бы называть LCD TV с современной LED-подсветкой.
Виды светодиодной подсветки
Для того чтобы понять, в чем принципиальная особенность такого оборудования, необходимо разобраться с видами подсветки телевизора. На сегодняшний день применяется несколько систем, они отличаются по цвету и способу расположения.
По цвету источников свечения
- White led или одноцветная система (белые светодиоды). Считается бюджетным решением, но все же выигрывает у люминесцентных ламп. Светодиоды энергоэффективнее и не содержат ртути. Что касается цветопередачи и глубины охвата, то LED TV с таким типом подсветки мало чем отличаются от LCD, значительнее разница у следующего варианта.
- RGB или разноцветная система . Цветовая палитра их гораздо шире. За счет этого улучшается цветопередача. Но стоит отметить, что модели с подобным вариантом подсветки оказываются дороже, что не соизмеримо с достигаемым эффектом. Такие модели нуждаются в мощном графическом процессоре, да и электроэнергии они потребляют больше. Поскольку такие HDTV оказываются по карману не каждой группе потребителей, передовые компании принимают решение отказываться от RGB подсветки, и продолжают поиск аналоговой техники.
- QD Vision или смешанный вариант подсветки . Основывается на светодиодах чисто синего цвета и специальной пленки с квантовыми точками, которые имеют зеленый и красный цвета. Такая технология позволяет излучать строго ограниченный и настроенный спектр оптических волн. За счет этого расширяется цветовая палитра и интенсивность красок, в то же время, технология в отличие от RGB светодиодов энергоэффективнее. Яркий пример смешанного варианта подсветки линейка телепанелей Bravia, ведущего производителя Triluminos Sony.
В действительности, вопрос об использовании первого и второго варианта подсветки продолжает находить множество спорных мнений. К примеру, знаменитый разработчик цифровой техники компания Toshiba утверждает, что белая подсветка телевизора оказывается намного эффективней, чем RGB. Так для чего тратить кучу денег, если можно сэкономить миллионы?
По варианту размещения подсветки
Здесь есть 2 варианта.
- По периметру ЖК-матрицы (Edge LED). Это одноцветная система (White led), которая может располагаться с одной стороны (чаще всего снизу), на параллельных сторонах (по бокам) или по всему периметру. Способ организации боковой подсветки зависит от размера диагонали экрана. В качестве недостатков такой подсветки можно отметить «засветы» по краям телеэкрана и недостаточный уровень контрастности (по сравнению со вторым видом). Зато такая технология позволяет создавать панели толщиной всего в несколько миллиметров.
- Непосредственно за ЖК-матрицей (Direct LED). Основывается на равномерном распределении диодов по всей площади. По ценовому критерию выходит дороже торцевой подсветки. Главное достоинство такой системы – возможность использования технологии локального затемнения черного. Здесь могут применяться как белые, так и цветные светодиоды, они значительно улучшают качество изображения.
Если вы уже являетесь обладателем такого телевизора, и у вас есть проблемы с изображением, возможно, вам будет полезна информация о
Достоинства LED-телевизоров
Эти панели обладают существенными преимуществами, поэтому и пользуются популярностью среди потребителей. Из главных достоинств следует отметить следующие факторы.
- Толщину корпуса . Именно за счет использования светодиодов стало возможным производство ультратонких моделей. Такой телевизор можно легко монтировать на стену при помощи кронштейна;
- Контрастность и четкость изображения . LED TV является главным конкурентом других видов телевизоров, поскольку имеет отличное качество воспроизведения изображения, регулировку уровня контрастности. Вспоминая о , когда наблюдались проблемы с восприятием движущихся объектов, можно отметить, что с современными лед экранами таких проблем не возникнет.
- Энергоэффективность . Экономия электроэнергии, пожалуй, основной пункт, который притягивает многих покупателей. По сравнению со своими предшественниками, LED –устройство потребляет на 40% меньше ресурсов.
- Широкий выбор моделей не только по функционалу, но и по внешнему виду. Такая панель без проблем украсит абсолютно любой интерьер. Ведущие производители имеют огромное количество моделей, подразумевающих как классические решения, так и интересные формы и расцветки.
- Долговечность . Благодаря использованию устойчивых к выгоранию светодиодов, телевизоры имеют более длительный срок эксплуатации.
Но совершенствование таких телепанелей на этом не заканчивается. Уже сегодня на прилавках магазинов появляются OLED TV , подсветка которых основана на органических светодиодах. Они обладают еще более тонким корпусом, небольшим весом (относительно своей диагонали), широким углом обзора, отсутствием «засветов» и бликов, превосходной цветопередачей. Однако это не значит, что другие модели, ниже классом, будут терять спрос. Инновационные технологии такого формата стоят недешево, а финансовые возможности большинства потребителей не позволят иметь у себя дома такую широкоэкранную панель. Поэтому спрос на простые модели современных LED-телевизоров вряд ли упадет в ближайшее время. Подробные сравнительные характеристики обоих типов даны в статье
L
В последнее время многих заботит вопрос о том, что такое ЛЕД-телевизор? Эти агрегаты отлично себя зарекомендовали и сумели обрести широчайшую популярность. Стоимость данного постепенно снижается, благодаря чему они становятся значительно доступнее. Не все понимают, что такое ЛЕД-телевизор, поэтому стоит разобраться в принципе его работы, обговорить плюсы и минусы, связанные с технологией производства.
По сути, это устройство представляет собой телевизор на жидких кристаллах, в котором экран подсвечивается посредством светодиодов. В более ранних моделях ЖК-телевизоров используются лампы на базе холодных катодов. Стоит сказать о преимуществах использования светодиодной матрицы в подсветке. Производители говорят о значительном увеличении качества изображения. Существует ряд параметров, оказывающих непосредственное влияние на то, как зрители воспринимают изображение. К ним принято относить яркость, уровень контрастности, глубину черного цвета и качество цветопередачи. В большинстве случаев телевизоры на основе ЛЕД-подсветки значительно опережают своих собратьев.
Если говорить о том, что такое ЛЕД-телевизор, то стоит сказать, что упомянутая особенность связана с конструктивными особенностями При регулировке уровня свечения диодов вполне реально добиться абсолютного контроля над осветлением или затемнением определенных участков экрана. В выключенном состоянии светодиод не создает никакого свечения, поэтому группа выключенных диодов создает абсолютно черные участки. Благодаря использованию данной технологии удается добиться глубокого отображения черного цвета, а также превосходного уровня контрастности. Общая цветопередача тоже становится значительно лучше, что позитивно сказывается на качестве изображения. Благодаря свечению светодиодов телевизоры ЖК ЛЕД обладают высокой яркостью экрана. Использование диодной матрицы позволяет сделать большинство параметров, которые отвечают за вывод качественного изображения, намного лучше. Значительное снижение потребления энергии является еще одним важным плюсом.
Говоря о том, что такое ЛЕД-телевизор, необходимо упомянуть, что при производстве не используются вредные аэрозоли и ртуть, а это оказывает благоприятное воздействие на В могут быть использованы как одноцветные, так и трехцветные диоды, что позволяет существенно увеличить количество отображаемых цветов. В основном принято использовать подсветку с белыми светодиодами, что снижает риск появления проблем с изображением.
Производятся с применением технологии "local dimming", отвечающей за локальное затемнение. Согласно ей, управление светодиодами производится группами, состоящими из нескольких отдельных элементов. Недостатком подобной технологии является возможность появления в выводимом изображении плохой однородности. Обычно это появление ярких пятен на участках с ярко включенной подсветкой и темных пятен там, где подсветка выключена полностью.
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
В последнее время кинескопные телевизоры практически канули в лету – их уже не встретишь в магазинах электроники, разве что в некоторых домах. А вот тонкие, узкие телевизоры совсем не считаются роскошью и используются повсюду, причем ежегодно выпускаются новые модели с усовершенствованными технологиями. Поэтому потенциальным покупателям нередко трудно решиться на окончательный выбор «голубого экрана» среди изобилия предложенных товаров. Мы же расскажем о том, что такое и его преимуществах.
Что такое технология LED?
Вообще LED – это аббревиатура на английском языке, которая расшифровывается как «light-emitting diode». Фраза переводится на русский язык просто – светодиод. И если говорить о том, что значит LED телевизор, то на самом деле его можно назвать продвинутым ЖК телевизором.
Известно, что ЖК - это технология, основанная на использовании жидкокристаллической матрицы. Последняя состоит из двух пластин, между которыми размещаются жидкие кристаллы. При воздействии электрического тока они начинают двигаться. А вот благодаря лампам подсветки на матричной поверхности появляются темные и светлые пятна. И цветные фильтры, располагающиеся позади матрицы, делают цветным изображение на экране.
Касательно того, что такое LED подсветка, то тут в качестве источника света используется большое количество светодиодов (в отличие от подсветки ЖК, где применяются флуоресцентные лампы с холодным катодом).
Таким образом, принцип работы LED телевизора основан на подсветке жидких кристаллов матрицы светодиодами.
Преимущества и недостатки LED телевизоров
Телевизоры с технологией LED обладают рядом преимуществ. Наверно, главным плюсом можно назвать сниженное использование электроэнергии: как считают специалисты, до 40% мониторами, в которых подсветка осуществляется флуоресцентными лампами.
Кроме того, LED монитор легко впишется в любой интерьер – светодиоды позволяют создавать мониторы толщиной до 3-3,5 см, ведь на самом деле светодиоды совсем крошечные. Причем, это не предел. Кстати, существует различие в расположении светодиодов в LED телевизорах, от чего и зависит толщина матрицы. В случае, когда они равномерно размещаются позади панели телевизора, говорят от Direct LED. Благодаря этому подсветка экрана осуществляется равномерно. Наверняка вы слышали и о чрезвычайно тонких телевизорах Edge LED. Что касается того, что такое Edge LED подсветка, то так называют расположение светодиодов по периметру экрана с одновременным использованием рассеивающей панели. За счет этого значительно утончается ширина панели – меньше 3 см! Кстати, в магазинах электроники нередко в обозначениях модели встречается Slim LED - что это такое? Это маркетинговое обозначение телевизоров с минимальной толщиной корпуса – 22,3 мм. Обычно у таких моделей зрительно отсутствует такая привычная рамка вкруг экрана, хотя в действительности она находится под экранным стеклом.
Значительным преимуществом LED телевизоров можно назвать и улучшение качества изображения. Благодаря осуществлению полного 
контроля над осветлением и затемнением локальных участков экрана черный цвет действительно получается глубоким. Качественней становится общая цветопередача, выше яркость изображения. Кстати, смотреть любимый сериал можно со всех уголков комнаты, не боясь затемнения изображения.
Основным недостатком LED телевизоров считается его дороговизна в соотношении телевизоров с другими типами подсветки. Однако считается, что по мере усовершенствования технологий, производство телевизоров с светодиодной подсветкой примет массовый характер, а потому цена будет постепенно снижаться.
