Сайт о телевидении

Светодиодная Led подсветка - это еще одна характеристика телевизоров и мониторов, которая в последнее время усложняет выбор покупателя, требуя от него лишних раздумий и принятия ответственного решения... Дело в том, что LCD (ЖК) телевизоров становится все больше, а ее типы все время множатся.

Действительно, приобретая телевизор хочется не ошибиться, не купить что-нибудь представляющее вчерашний или позавчерашний день, чем уже скоро нельзя будет пользоваться...

К счастью, больших сложностей в этом вопросе нет, его важность сильно преувеличена - об этом ниже на странице...

Есть хорошее правило: при покупке телевизора рекомендуется меньше уделять внимания названиям используемых технологий, а больше руководствоваться своими впечатлениями от его вида и качества изображения.

При этом, конечно, более современный (и дорогой) ТВ в большинстве случаев будет и лучшего качества.

Наилучшие результаты по качеству изображения на сегодня, пожалуй, дает тип подсветки - Direct (Full) LED. Причем он все время совершенствуется - сейчас в этой технологии может применяться очень большое количество светодиодов, что, естественно, сказывается очень положительно.

Edge LED или его производные тоже показывают все более лучшие характеристики, позволяя к тому же делать ТВ очень тонкими.

В обоих случаях в лучших моделях телевизоров используется еще метод «Локального затемнения» - Local Dimming . В телевизораз LG подсветка с его использованием называется LED plus .

ЖК элементы, из которых строятся LCD панели телевизоров, - сами по себе не произведут изображения, если их не подсветить. Поэтому, тот или иной тип подсвечивания в современных телевизорах обязательно присутствует. При этом следует иметь ввиду, что технологии постоянно совершенствуются, и тип подсвечивания с тем же или похожим названием в следующем году, может по исполнению сильно отличаться от прошлогоднего. К примеру, экраны Full LED теперь выпускаются почти такими же тонкими, что и Edge LED.

Среди типов подсветки телевизоров применявшихся или применяемых SONY можно назвать следующие:

CCFL (Подсветка на флуоресцентных лампах с холодным катодом).

WCG-CCFL (Подсветка широкой цветовой гаммы на флуоресцентных лампах с холодным катодом).

RGB LED, или динамическая rgb led (Обеспечивается цветная подсветка отдельных фрагментов экрана монитора или телевизора. Потенциально очень перспективная технология, поскольку в теории дает возможность подсвечивать нужную область экрана определенным цветом. На практике ее теоретические преимущества по сравнению с другими типами не всегда удается воплотить в жизнь. Подробнее см. ниже на странице).

Full LED. Другое название Direct LED (подсвечивающие диоды располагаются позади экрана равномерно по всей его площади. Это упрощает управление и улучшает качество. Но отрицательно сказывается на толщине экрана.) - Edge LED (Жидкокристаллический экран подсвечивается белыми светодиодами, установленными у него вверху и внизу или по бокам. Позволяет изготавливать очень тонкие Slim-телевизоры).

Dynamic Edge LED (В дополнение применяется технология локального затемнения (Local Dimming), контролирующая объем свечения отдельных групп светодиодов в зависимости от демонстрируемого изображения).

Intelligent Dynamic LED. Другое название Full LED или Direct LED (По сравнению с предыдущими технологиями применяется намного больше белых подсвечивающих светодиодов, расположенных прямо за телеэкраном равномерно по всей его площади и подсвечивающих изображение. Контролируя свечение отдельных блоков светодиодов, система может освещать конкретные участки изображения, оставляя другие темными. Эта технология упрощает управление и улучшает качество, но отрицательно сказывается на толщине экрана.)

Другие производители телевизоров, Samsung, Sharp, LG или Toshiba используют в той или иной степени отличающиеся технологии. Соответственно иное название могут носить и варианты подсветки телевизора (подробнее о технологиях можно почерпнуть массу информации в интернете, но с точки зрения выбора варианта для покупки эта информация не особенно много даст. Важнее, как мы уже говорили, оценить ТВ картинку визуально).

Кстати, Full LED (Intelligent Dynamic LED) от Sony это не то же самое, что full led подсветка в первоначальном понимании в начале развития технологии, когда флуоресцентная ламповая подсветка ЖК-матрицы телевизоров просто заменялась тысячами отдельных светодиодов (LED).

По сравнению с ранее применявшимися технологиями у светодиодной LED подсветки LCD (ЖК) телевизоров имеется достаточно преимуществ, но есть и недостатки (присущие самой технологии):

Недостатки технологии LED

Изначально, подсветка такого типа не улучшает углы обзора LCD (ЖК) дисплея
- Более тонкие модели с боковой LED подсветкой могут страдать от неравномерности засветки экрана
- LED подсветка может приводить к локальным нежелательным затемнениям изображения.

Конечно, эти недостатки в большинстве случае успешно преодолеваются в конкретных моделях телевизоров и мониторов, поскольку и сама технология все время совершенствуется. К тому же, не только подсветка влияет на качество картинки на экране.

Преимущества телевизоров с LED подсветкой

Все типы LED подсветки более экономичные
- Технологии типа Edge LED позволяют создавать телевизоры с очень тонким экраном
- LED светодиоды не содержит ртути (хотя технология их изготовления использует галлий и мышьяк)

Само собой, чудес не бывает. Как правило, у более дорогой модели будет и более качественное изображение, и считающийся самым перспективным на данный момент времени тип подсветки экрана. Но изображение будет хорошим не только и не обязательно из-за подсветки. Все остальные устройства телевизора, в том числе видеопроцессор могут быть очень хорошего качества. TV может быть очень хорошо настроен (то, что раньше называлось "откалиброван"). В конце концов, могут быть правильно и соответствующим данному освещению образом выставлены регулировки...

Из всего этого, на наш взгляд, можно сделать вывод:

Выбирая телевизор, не следует уделять большое внимание типу подсветки. Будет лучше, если вы лично сравните качество изображения у нескольких моделей, и выберете тот, у которого картинка покажется приятней.

А выбирать, какой тип подсветки лучше - это задача производителей. Пока они сами не могут прийти к устоявшемуся мнению (что естественно, ведь технологии движутся вперед очень быстро).

Взять к примеру RGB LED подсветку. Считается, что она обеспечивает гораздо более богатую цветовую гамму, чрезвычайно четкое и контрастное изображение на экране, однако ее повсеместного распространения с течением времени не наблюдается. Даже наоборот, похоже, что производители от нее отказываются. Во первых, она значительно дороже других типов. А еще у нее тоже есть технические ограничения: число элементов подсветки ограничено, поскольку контролировать каждую часть монитора слишком сложно и затратно. В результате, может уменьшиться часть подсветки сцены, которой следовало бы быть яркой.

Дополнение:

Последнее время поступает информация об удачных усовершенствованиях этой технологии компанией Mitsubishi. Более того, они разрабатывают и совсем новый тип подсвечивания RGB Backlit с использованием трехцветного лазера. Возможно, скоро о RGB подсветке снова заговорят в полный голос.

Сергей Филинов

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

1. 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.
2. 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.
3. 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.

1. 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.
2. 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.

1. Толщину корпуса . Именно за счет использования светодиодов стало возможным производство ультратонких моделей. Такой телевизор можно легко монтировать на стену при помощи кронштейна;
2. 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.
3. Энергоэффективность . Экономия электроэнергии, пожалуй, основной пункт, который притягивает многих покупателей. По сравнению со своими предшественниками, LED –устройство потребляет на 40% меньше ресурсов.
4. 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.
5. 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

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 используется специальный драйвер, функция которого сопряжена с контроллером.

В готовом виде 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 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 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.

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

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