Bt-teh.ru

БТ Тех
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема регулятора яркости светодиодной ленты на Arduino UNO

Схема регулятора яркости светодиодной ленты на Arduino UNO

Этот регулятор предназначен для регулировки яркости светодиодной ленты белого свечения, используемой для освещения помещения. Обычно для регулировки яркости светодиодной ленты применяют регуляторы, работающие двумя кнопками, — на уменьшение и на увеличение яркости.

Но это не всегда удобно, потому что начинать нужно с какого-то минимального или максимального значения, и либо удерживать кнопку длительное время, пока яркость не будет такой, как нужно, или многократно нажимать регулировочную кнопку. Таких регуляторов описано в литературе очень много.

Этот же отличается тем, что работает как переключатель десяти фиксированных значений яркости, заданных при программировании, каждый из которых включается отдельной кнопкой. Это позволяет сразу включить освещение на нужную яркость, без каких-то регулировочных переходных процессов.

Для управления используется пульт дистанционного управления марки TOSHIBA SE-R0301 от неисправного DVD-плеера. Но, в принципе, можно использовать любой другой пульт, соответственно внеся изменения в программу. У выше указанного пульта есть одиннадцать цифровых кнопок, от «0» до «9» и кнопка «+10».

Было решено кнопку «0» использовать для выключения ленты, а кнопку «+10» для включения её на максимальную яркость Для остальных цифровых кнопок заданы промежуточные значения яркости, которые можно изменить «по вкусу» при программировании. Этот регулятор яркости сделан на основе микроконтроллерной платы ARDUINO UNO.

Использование недорогой готовой платы ARDUINO UNO интересно тем, что это готовый модуль, — небольшая печатная плата, на которой расположен микроконтроллер ATMEGA328, а так же вся его «обвязка», необходимая для его работы, включая USB-программатор и стабилизатор напряжения питания.

Принципиальная схема

Принципиальная схема показана на рисунке. Для приема команд пульта дистанционного управления используется фотоприемник F1 типа TSOP4838, но можно применить и любой другой аналогичный. Сигнал от него поступает на цифровой порт D2, который используется для работы на прием.

Принципиальная схема регулятора яркости светодиодной ленты на Arduino UNO

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора яркости светодиодной ленты на Arduino UNO.

У платы ARDUINO UNO имеется 14 цифровых портов, от DO до D13. При этом шесть из них (D3, D5, D6, D9, D10, D11) могут работать как бы в аналоговом режиме, в котором на них присутствует не ноль или единица, а импульсы, широту которых можно задавать от 255-ю ступенями.

Это позволяет осуществлять качественную регулировку яркости осветительных приборов, либо при помощи интегрирующей цепи получать на выходе постоянное напряжение, пропорциональное скважности импульсов.

Данное устройство предназначено для регулировки яркости одной светодиодной ленты белого свечения. Для этого можно взять любой из выше перечисленных портов. В данном случае взят порт D5.

Импульсы с него подаются на затвор полевого транзистора VТ1, в стоковой цепи которого включена светодиодная лента HL1, яркость которой и нужно регулировать.

Программа

Программа для ARDUINO UNO приводится в таблице 1. Данная программа требует загрузки библиотеки IRremote.h которая нужна для распознавания команд пульта ДУ. Эта библиотека есть в стандартном наборе программного обеспечения для ARDUINO, у меня версия Arduino 1.6.11.

Далее идет назначение портов.

входным назначен порт D2. На него подается сигнал с выхода интегрального фотоприемника. А в строке:

выходным назначен порт D5.

Исходный код программы для регулятора яркости светодиодной ленты на Arduino UNO

Рис. 2. Исходный код программы для регулятора яркости светодиодной ленты на Arduino UNO.

В программе после «case 0х» записаны коды команд, которые формируется при нажатии соответствующей кнопки пульта дистанционного управления. Эти коды соответствуют пульту TOSHIBA SE-R0301 от неисправного DVD-плеера. Можно использовать и другой пульт, но тогда и коды будут другие. После поступления соответствующего кода указывается уровень скважности импульсов на нем. например, при нажатии кнопки «1» устанавливается на порту D5 20-й уровень широты импульсов :

analogWrite( 5, 20);

А при нажатии кнопки «10» устанавливается на порту D5 самый большой 255-й уровень широты импульсов, при котором лента светит на полную яркость :

analogWrite( 5, 255);

Для выключения ленты нужно нажать кнопку «0», при этом устанавливается на порту D5 нулевой уровень широты

определение кодов команд пульта

IRrecv irrecv(2); // фотоприемник на порту D2

Serial.begin(9600); // задание скорости порта COM

irrecv.enableIRIn(); // запуск приема команды

Serial.println(results.value, HEX); // вывод данных в COM

irrecv.resume(); // прием следующей команды

импульсов, при котором лента не светит вообще :

Таким образом, при нажатии кнопок от «0» до «10» происходит фактическое изменение скважности импульсов на порту D5, которые поступают на затвор полевого транзистора VT1 и питают через него светодиодную ленту, яркость которой зависит от скважности этих импульсов. В программе между нулевым и максимальным заданы уровни скважности 20, 30, 50, 70, 100, 130, 160, 180, 220.

Читать еще:  Как отрегулировать петли евроокна

При нажатии соответствующей кнопки свечение ленты изменяет скачком сразу до соответствующего значения, без регулировочных переходных процессов, требующих удержания кнопки нажатой длительное время или многократного нажатия.

Но об этом уже написано выше. Если заданные в программе уровни яркости по какой-то причине не устраивают, можно ввести какие угодно, и в любом порядке, важно чтобы это было целое число в пределах от 0 до 255.

Данным устройством, как сказано выше, можно управлять и другим пультом, другими кнопками, можно использовать больше кнопок для регулировки, задав больше фиксированных значений яркости (уровня скважности).

Но нужно будет предварительно разобраться, какие коды соответствуют выбранным кнопкам другого пульта. Для этого нужно сначала загрузить в ARDUINO UNO программу из таблицы 2, которая предназначена для определения кодов кнопок пульта.

После загрузки данной программы в микроконтроллер платы ARDUINO UNO, нужно открыть монитор COM-порта, для этого в окне программы Arduino 1.6.11 выбираем «Инструменты» и из выпадающего меню «Монитор порта». После того как откроется окошко Монитора порта, берем пульт ДУ и нажимаем интересные нам кнопки.

В окне монитора порта будет отображаться код, соответствующий каждой кнопке. Следует заметить, что может быть такое, что при нажатии каждой кнопки приходит две команды, — сначала код команды, а затем код FFFFFFF. Или даже несколько строк кода FFFFFFF.

Так вот, первое это код команды, который нужно занести в программу в таблице 1 после «case Ох», а вторая строка или строки букв «F» это просто указатель на то, как долго кнопка удержана нажатой, в одном случае. В другом случае может показывать, что кнопку отпустили Для нашего случая это несущественно, — важен только код самой команды.

Как заменить подсветку монитора на светодиодную ленту своими руками

Сегодня рассказываем о том, как заменить в мониторе стандартные лампы на LED-подсветку вместе с инвертором.

Для начала разберемся, зачем вообще нужно менять подсветку. Вернее, в каких случаях это может быть необходимо.

  1. Самый распространенный случай и самый логичный — физическая поломка. Если инвертор или лампы вышли из строя, то, естественно, их придется заменить.
  2. Второй вариант встречается реже, но тоже имеет место быть. Это замена стандартной подсветки на светодиодную. Во-первых, эта процедура делает подсветку ярче и равномернее. Во-вторых, сильно продлевает ей жизнь, так как светодиоды могут гореть годами без каких-либо проблем.

В обоих случаях процедура замены проводится идентично.

Светодиодная лента для монитора

Вот как выглядит светодиодная лента. Обычно вместе с ней в комплекте идет инвертор

Разбираем матрицу

Сначала разберем матрицу, чтобы заменить испорченные лампы.

  • Предельно осторожно снимаем металлическую рамку вокруг дисплея. Она крепится на специальных петлях по периметру матрицы. Естественно, ваша задача снять ее аккуратно, не угробив монитор.

Разбор матрицы ноутбука

  • После этого надо изъять саму матрицу из рамок. Тут все и так понятно. Советуем лишь работать в перчатках, чтобы не оставить отпечатков пальцев на матрице.
  • Затем надо снять еще одну рамку, которая закреплена на матрице. Она почти такая же, как и предыдущая. Снимается с похожих петель.

Демонтаж рамок монитора

Фильтры матрицы монитора

  • Теперь переходим к изъятию светофильтров. Их довольно много. Убрать их, конечно, не сложно, но нужно соблюсти несколько условий. Во-первых, убирать мы их будем в перчатках. Их ни в коем случае нельзя запачкать. Во-вторых, складываем фильтры так, чтобы вернуть их на место в прежнем порядке. Это важный момент.
  • Сняв мешающие фильтры, мы найдем лампы подсветки. Вытаскиваем их и откладываем в сторону.

Листы фильтры для матрицы

Листы никак не маркированы

Установка светодиодной ленты

  • Берем наши светодиодные ленты (приобретенные заранее) и обрезаем их по размеру матрицы.

Установка новой подсветки матрицы

Так выглядит лента

Теперь поменяем инвертор. Обычно он поставляется в комплекте вместе со светодиодной лентой, как мы уже говорили ранее.

Инвертор матрицы монитора

Роль инвертора играет блок над стрелкой DIP и участок справа от нее

Для подключения нового выносного инвертора придется выполнить небольшую процедуру отключения старого. Нам нужно расцепить электрическую цепь. Например, снять с него высоковольтный конденсатор или предохранитель.

Для подключения нового инвертора к матрице нужно подготовить паяльник и распаять шлейф инвертора к плате монитора по следующей схеме:

  • VIN — это плюс питания. DC 10-24V (обычно красный провод).
  • ENA — отвечает за включение и отключение подсветки. 0 – 3,3V (обычно желтый провод).
  • DIM — отвечает за регулировку яркости светодиодов. 0,8 – 2,5V (обычно желтый провод).
  • GND — минус питания (обычно черный провод).

После распайки инвертора по схеме вышеописанной распиновки надо собрать оставшиеся детали монитора. На этом все!

Читать еще:  Синхронизируем вспышку с фотоаппаратом canon

ViewSonic VA2231WA-LED нет подсветки

ViewSonic VA2232W LED 28

Управление подсветкой данной модели монитора реализовано драйвером INL858RN на отдельной плате ILL-071 смонтированой на блоке питания ILPI-268:

ViewSonic VA2232W LED 24

ViewSonic VA2232W LED 23

Внешний вид mainboard:

ViewSonic VA2232W LED 25

Даташита на драйвер INL858RN найти не удалось. Удалось найти лишь распиновку с номиналами напряжений:

inl858rn 2

inl858rn

Диагностика показала неисправность светодиодов светодиодной ленты подсветки матрицы монитора.

Так как в продаже такую ленту найти не удалось принято решение о переделке подсветки на универсальную LED подсветку с заменой штатного инвертора ILL-071 на инвертор GYD-9E:

ViewSonic VA2232W LED 20

Универсальный комплект светодиодных лент с инвертором в комплекте можно приобрести здесь:

Universal LED

Данный комплект поставляется вместе с инвертором и шлейфом с разъемом под колодку, партиями по пять комплектов.

И так, приступим.

Первым делом выпаиваем плату ILL-071 с блока питания монитора, она нам больше не понадобиться.

ViewSonic VA2232W LED 24

На фото снятая плата инвертора вместе с штатной LED линейкой:

ViewSonic VA2232W LED 13

Пробуем включить монитор вообще без инвертора. А что нам мешает? Единственное не забываем подлючить к источнику сигнала VGA — к компьютеру, иначе данная модель монитора сразу после показа заставки уходит в дежурный режим при отсутствии сигнала VGA.

ViewSonic VA2232W LED 21

Монитор без инвертора чувствует себя прекрасно.

Рапиновка инвертора GYD-9E :

VIN — питание инвертора 10-30V

ENA -сигнал включения

DIM — регулировка яркости подсветки

Все необходимые напряжения и сигналы находяться на нашем блоке питания на местах пайки штаного ивертора:

ViewSonic VA2232W LED 19

Припаиваем провода нашего нового инвертора к блоку питания в соответствии с распиновкой (вид с верхней стороны платы):

ViewSonic VA2232W LED 18

Сигналы OnOff и регулировка уровня подсветки приходят по дорожкам с разъема CN801 соединенного с main платой монитора:

ViewSonic VA2232W LED 22

ViewSonic VA2232W LED 27

Теперь разбираем матрицу, если вы этого еще не сделали и убираем штатную светодиодную линейку. Маркировки толковой я на ней не обнаружил. Лишь только цифры: 200010 15-00. Поэтому вместо нее устанавливаем нашу универсальную планку и собираем матрицу обратно:

ViewSonic VA2232W LED 14

ViewSonic VA2232W LED 16

Далее соединяем планку подсветки с инвертором и проверяем работу монитора в разобранном виде:

ViewSonic VA2232W LED 15

ViewSonic VA2232W LED 17

Плату инвертора можно закрепить вот таким образом на болт с гайкой под имеющееся на инверторе отверстие. На скотч крепить не рекомендую, потому как он имеет свойство высыхать со временем. Крепим как можно надежнее:

ViewSonic VA2232W LED 10

ViewSonic VA2232W LED 09

Все. Собираем монитор и радуемся. Подсветка работает отлично:

ViewSonic VA2232W LED 12

Материалы по переделке мониторов и телевизоров с ламп на светодиодную LED подсветку:

Блог SerZh’a

Samsung 2343NW

В первой части статьи мы рассмотрели работу подсветки на лампах CCFL, для которых необходимо сверхвысокое напряжение. Инвертор, выдающий такое напряжение, должен следить за током ламп, согласовывать выходной каскад инвертора со входным сопротивлением ламп, обеспечивать защиту от короткого замыкания.

Подсветка на CCFL лампах имеет более сложную схемотехнику и значительное энергопотребление. Таких недостатков лишена LED подсветка.

LED (Light Emitting Diode) или светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Для «зажигания» светодиода используется низкое напряжение. Он имеет высокий КПД, большой срок службы, отсутствие ртути, отсутствие выгорания и широкий цветовой охват.

Внимание. В мониторе присутствует опасное для жизни напряжение, поэтому все, что дальше описано в статье, Вы делаете на свой страх и риск!

Будем менять подсветку в мониторе Samsung SyncMaster 2343NW на LED. Комплект подсветки , который будет использован для замены, состоит из двух линеек белых сверхярких светодиодов и DC драйвера, через который управляются светодиоды:

LED комплект для замены ламп в мониторе Samsung 2343NW

Драйвер светодиодов промаркирован как СA-155 Rev:02 и имеет следующие контакты

Светодиодный драйвер CA-155 для монитора

  • VIN — плюс питания DC 10-24V (красный провод)
  • ENA — отключение/включение подсветки 0 — 3,3V (желтый провод)
  • DIM — регулировка яркости светодиодов 0,8 — 2,5V (желтый провод)
  • GND — минус питания (черный провод)

Драйвер светодиодный линеек CA-155 для монитора

Сердцем драйвера подсветки является специализированная микросхема DF6113 (8-pin SOP-8L). Хочу сразу обратить внимание, что максимальное напряжение питание микросхемы по даташиту 24V. При указанном значении на плате в 30V микросхема у Вас проработает недолго. Возможности микросхемы:

  • входное напряжение в диапазоне от 5 до 24V
  • плавный старт
  • регулировка яркости от 10% до 100%
  • защита от короткого замыкания и перенапряжения
  • контроль тока светодиодной линейки

Микросхема поддерживает три режима управления яркостью – раздельный, одним сигналом и смешанное управление. На модуле CA-155 реализовано инвертированное аналоговое управление яркостью. Размеры модуля 65мм x 20мм .

LED линейка имеет следующую маркировку CA-540-530MM-24W-96LED

LED линейка для монитора Samsung 2343NW

Длинна LED линеек, которые я заказал, составляет 537мм, что с запасом хватает для 23″ монитора Samsung SyncMaster 2343NW.

Светодиодная линейка для монитора

Светодиодная линейка представляет из себя полоску текстолита, шириной 4мм, на которую напаяно 96 сверхярких светодиодов белого свечения SMD3528 размером 3.5 х 2.8 х 1.8 мм (Д x Ш x В). Светодиоды подключёны параллельно-последовательно группами по 3 шт. Напряжение питания группы 9,6V. При необходимости ленту можно укорачивать до нужной длинны, но сохраняя при этом кратность диодов равную трем.

Читать еще:  Как отрегулировать гриф на классической гитаре

Установка LED подсветки

Для установки LED подсветки нам необходим двухсторонний белый или прозрачный скотч. Ширина LED линейки такова, что она точно становится в паз, где раньше стояли лампы CCFL Предварительно нам необходимо обрезать LED линейку до необходимой длинны. В моем случае пришлось отрезать три крайних светодиода. После укорачивания LED линеек, повторно проверяем их в работе. Наклеиваем скотч на нижнюю сторону линейки и освободив вторую сторону скотча от пленки, вклеиваем LED линейки в пазы находящиеся сверху и снизу. Очень важно провода LED линейки вывести с той стороны, где они были выведены раньше.

Вкленееная LED подсветка

Теперь можно положить белую отражающую пленку, рассеивающее оргстекло и проверить перед окончательной сборкой матрицы. Если все сделано правильно, Вы увидите однотонную яркую подсветку экрана. Дальше все собираем в обратном порядке, по инструкции описанной в первой части статьи.

Переходим к плате инвертора и делаем небольшую доработку. Для этого выпаиваем предохранитель F41, через который подается +16V на питание инвертора. В моем случае выпаян и трансформатор инвертора, из-за сгоревшей обмотки.

Отключение питания на инвертор

Разберемся с сигналами, которые нам необходимы для подключение DC драйвера к комбинированной плате.

Сигналя для подключения LED подсветки к монитору Samsung 2343NW

Необходимые сигналы выделены прямоугольниками:

  • «Контакт 2» +16V плюс питания драйвера
  • «Контакт 3» GND минус питания драйвера
  • «Контакт 7» A-DIM регулировка яркости
  • «Контакт 8» ON/OFF включение/отключение подсветки

Давайте разберем почему A-DIM, а не B-DIM. Я экспериментировал с обоими сигналами. Отличие сигналов состоит в том, что первый используется для аналоговой регулировки яркости. Сигнал A-DIM формируется микропроцессором монитора и изменяет величину напряжения постоянного тока. Увеличение сигнала А-DIM приводит к увеличению напряжения обратной связи и наоборот. Правда при регулировке яркости с панели управления монитора, значение изменяется только в пределах от 1 до 10 единиц. Мне этого вполне достаточно.

Возможно кто-то захочет использовать ШИМ сигнал для регулировки яркости, тогда необходимо подключиться к «Контакту 1» B-DIM. Сигнал В-DIM представляет собой низкочастотные импульсы, следующий на определенной частоте. При регулировке яркости, ширина этих импульсов изменяется. Именно ширина этих импульсов определяет ширину «пачек» переменного тока. При подключении данного DC драйвера к B-DIM регулировка яркости инвертируется, т.е при увеличении значения от 0 до 100, величина яркости изменяется от 100 до 10. Это можно обойти, если DC драйвер доработать по этой схеме . На некоторых форумах пользователи жалуются, что с LED подсветкой глаза устают быстрее, т.к. у некоторых глаза чувствительны к мерцанию подсветки. Это сказывается ШИМ регулировка яркости, но и это можно исправить, если DC драйвер доработать по другой схеме .

Из всего вышесказанного я выбрал подключение к A-DIM без доработок. Пределы изменения регулировки яркости меня полностью устраивают.

Вернемся к подключению DC драйвера на комбинированную плату. Провода с разъемом, идущим в комплекте, довольно короткие, поэтому я вызвонил тестером дорожки на плате и подпаял провода к ближайшим участкам. Вот что у меня получилось:

Подключение DC драйвера к инвертору монитора Samsung 2343NW

Плату DC драйвера подсветки я расположил так, чтобы она находилась на основной плате инвертора и был свободный доступ к подключению светодиодных линеек. Саму плату драйвера я посадил на термоклей. Теперь можно проверять работу подсветки и собирать монитор. После сборки всех плат, подключение светодиодов получилось довольно удобным.

LED подсветка после сборки плат

После окончательной сборки мне захотелось проверить потребление монитора на полной яркости. По паспортным данным потребление монитора Samsung SyncMaster 2343NW составляет 44Вт. После установки светодиодов потребление составило 23,8Вт, практически в два раза меньше!

Потребление монитора Samsung 2343NW

После установки светодиодов монитор стал немного «зеленить», но это решается настройками каналов RGB в меню монитора или видеокарты. Яркости и контрастности достаточно, картинка получилась довольно сочная.

LED подсветка монитора Samsung 2343NW

Подводим итоги

Минусы:

  • Немного смещен баланс белого в сторону зеленых тонов
  • Регулировка яркости с ШИМ может дать эффект мерцания
  • Минимальное потребление при использовании светодиодов
  • Достаточная яркость и контрастность экрана
  • Более простая схемотехника, чем у инвертора с CCFL лампами
  • Отсутствие высокого напряжения, нагреаа и выгорания как у CCFL ламп
  • Увеличенный срок службы, по сравнению с CCFL лампами

Стремительное развитие LED технологий позволило уменьшить габариты техники, улучшить их характеристики, а самое главное значительно снизить энергопотребление, что в наше время является одним из самых важных показателей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector