Самостоятельно ремонтируем LED подсветку в телевизоре LG. Как старые лампы в мониторе заменить светодиодной лентой
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:
Драйвер светодиодов промаркирован как СA-155 Rev:02 и имеет следующие контакты
- 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)
Сердцем драйвера подсветки является специализированная микросхема (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
Длинна LED линеек, которые я заказал, составляет 537мм, что с запасом хватает для 23" монитора Samsung SyncMaster 2343NW.
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.
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.
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.
Разберемся с сигналами, которые нам необходимы для подключение DC драйвера к комбинированной плате.
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:
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.
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!
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.
Подводим итоги
Минусы:
- Немного смещен баланс белого в сторону зеленых тонов
- Регулировка яркости с ШИМ может дать эффект мерцания
Плюсы:
- 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.
В данной статье я расскажу, как своими руками произвести замену лампы подсветки матрицы TFT LCD монитора.
В ремонт поступил монитор с неисправностью «нет подсветки». После включения на экране монитора кратковременно вспыхивала подсветка и тут же пропадала. Изображение просматривалось нормально. При проведении диагностики был тщательно осмотрен и проверен блок питания и инвертор. Никаких отклонений обнаружено не было: визуально все элементы целы, включая конденсаторы =)) Измеренные напряжения питания были в норме. Дальше подозрение упало на лампы подсветки, которое в итоге и оправдалось.
Проверка производилась путем подключения заведомо исправных ламп подсветки вместо штатных, которые установлены непосредственно в корпусе TFT – матрицы. При включении монитора лампы засветились и подсветка работала продолжительное время без каких-либо нареканий. Далее, путем исключения было установлено, что «виновна» нижняя лампа подсветки. Ее и будем менять.
ВНИМАНИЕ! При разборке матрицы следует соблюдать предельную аккуратность и осторожность, иначе матрица будет безвозвратно повреждена и дальнейший ремонт будет бессмысленным!!!
Разборку матрицы следует производить на ровной просторной поверхности стола, предварительно убранной от винтов и других предметов, не допуская их случайного попадания под экран матрицы, так как последняя может быть повреждена или поцарапана.
Матрица в сборе со снятой металлической рамкой:
Матрица аккуратно снята. Оставшаяся часть – световод с лампами подсветки в корпусе:
Пластиковая рамка снята. Открыт доступ к лампам подсветки:
Лампы своим корпусом надеваются на основной прозрачный световод сверху и снизу соответственно.
Нижняя лампа подсветки снята:
Прогоревшие черные катоды отчетливо видны на фото:
Чтобы произвести замену ламп, нам необходимо извлечь их сначала из металлического корпуса. Для этого нужно аккуратно отклеить провода, идущие снизу вдоль металлического корпуса, после чего ОЧЕНЬ АККУРАТНО вытащить диэлектрические держатели ламп (белого цвета, выполненные из мягкого материала, напоминающего мягкую резину или застывший силикон), через которые продеты провода. После этого, ЕЩЕ аккуратнее, стараемся их стянуть с концов ламп, не сломав лампы. Если все прошло успешно, то разрезаем термоусадочную трубку на концах ламп и отпаиваем провода. После этого припаиваем новые лампы и производим сборку в обратном порядке, соблюдая предельную осторожность. Однако, хочу заметить, что данный способ весьма трудоемок и вероятность повредить лампы очень высока (небольшой изгиб и лампа трескается).
Как показала практика, всю процедуру замены ламп подсветки можно упростить, снизив при этом риск повреждения ламп. Для этого полностью разбирать лампу мы не будем, а сделаем так, ка показано на фото ниже:
Острым скальпелем в держателе ламп вырезаем область, позволяющую срезать термоусадку с концов ламп и отпаять провод. Данную операцию следует производить достаточно аккуратно, чтобы не повредить изоляцию провода, а также не увлекаться разрезанием мягкого держателя ламп, так как он потеряет свою форму и восстановить его будет очень проблематично, а то и невозможно.
То же самое проделываем с противоположной стороны:
Так выглядит оголенный конец лампы с припаянным проводом:
Провод отпаян:
И один конец лампы освобожден:
Срезаем старую термоусадку и отпаиваем второй конец лампы. Часто бывают случаи, что при демонтаже старая лампа трескается возле прогоревшего катода, как раз в месте наибольшего нагрева. Прям ка на фото:)
Припаиваем провод, не забыв ДО ЭТОГО надеть термоусадочную трубку соответствующего диаметра и усадить ее:
Аккуратно вставляем лампу на свое место и производим пайку второго конца лампы и изоляцию с помощью термоусадки. После этого еще раз проверяем, чтобы лампа точно находилась на своем месте и заливаем места вырезов термоклеем или другим подходящим изоляционным герметиком.
Похожую процедуру при необходимости проделываем с остальными лампами, требующими замены.
По окончании сборки ламп можно проверить их работоспособность. При этом следует обратить внимание на отсутствие пробоя высоковольтного напряжения на металлический корпус лампы. В случае выявления данного дефекта следует повторить процедуру изоляции концов лампы или устранить нарушения изоляции проводов.
Лампы светятся без дефектов и нареканий:
Все нормально, можно производить установку ламп на свое место и полностью собирать дисплей.
В собранном дисплее лампы работают не хуже:) , о чем можно судить по свечению экрана через прорези металлического каркаса:
А так выглядит наш отремонтированный монитор в работе:
Удачных Вам ремонтов!!!
Любая техника имеет свой срок службы. ЖК-мониторы тоже не являются исключением. Очень частой поломкой у них бывает выход из строя ламп подсветки экрана. В таком случае не стоит спешить списывать его со счетов. Можно выполнить ремонт монитора путем замены лампы подсветки матрицы. При поиске необходимых деталей не всегда можно найти требуемые CCFL-лампы (люминесцентные). Заменить старую LCD-подсветку монитора на LED не составит труда. Необходимых запчастей предостаточно в продаже, использовать можно ленту из светодиодов.
Замена подсветки монитора на светодиодную
Ремонт подсветки следует выполнять, соблюдая определенные правила и последовательность выполнения работ. Сначала необходимо убедиться, вышла ли действительно из строя подсветка матрицы монитора, ведь не только она может отвечать за подачу света. Чаще всего такая поломка проявляется погасшим монитором, который бывает не только компьютерным, но и ТВ. Также он может включиться, а затем погаснуть по прохождении нескольких секунд. Для выявления этой неисправности потребуется разобрать монитор.
Разборка ПК или ТВ-монитора
Подробно описать процесс не так уж и сложно, но каждая модель и марка имеют свои особенности, размеры и собираются по-разному. Однако принцип сборки примерно одинаков. Можно вкратце описать разбор монитора.
Необходимо снять подставку путем откручивания винтов, которые ее держат, а также остальные крепежные элементы корпуса.
В торце устройства находится специальный паз, который предназначен для открывания защелок путем поддевания крышки плоским предметом. Разбирая монитор в первый раз, можно обратить внимание, что защелки сидят плотно, но при следующих вскрытиях процесс будет проходить полегче.
Теперь потребуется снять металлический каркас. Для этого нужно отогнуть защелки или выкрутить винты из корпуса. Для тех, кто уже менял какие-либо детали на подобной технике, такая процедура не покажется сложной. После снятия металлического корпуса отсоединяют провода от платы.
После того как эти действия будут выполнены, станет доступна матрица. Она имеет соединительные шлейфы, из-за хрупкости которых нужно быть с ней предельно осторожным. Матрицу желательно убрать в сторону и чем-нибудь накрыть, чтобы не было случайных повреждений и скапливания пыли. При правильно сделанной работе можно легко добраться до инвертора, электронной платы и ламп. Если вы решились переделать подсветку для монитора, следует запоминать расположение всех снимаемых деталей, хотя перепутать их будет сложно.
Далее необходимо отсоединить каждую лампу непосредственно от матрицы. Когда будут демонтированы канавки, оттуда можно извлечь источники подсветки и просто выбросить. Тот, кто еще не переделывал подсветку для мониторов с CCFL на светодиоды LED, должен знать, что из-за наличия ртути в лампах CCFL нужно быть предельно осторожным во время работы с ними. Следующим этапом будет замена подсветки монитора с использованием светодиодной ленты.
Подсветка монитора своими руками
Для начала перед тем, как будет выполнена замена ламп подсветки, необходимо приобрести ленту со светодиодами. Лучше ее покупать с уже снятыми размерами с ламп или же брать ленту немного длиннее. На 1 метр должно быть не менее 120 штук светодиодов, и лучше выбрать цвет, не давящий на глаза.
Идеально подходят светодиоды, которые подсвечивают монитор белым цветом. Можно выбрать ленту с кристаллами 3528 и 4115. Ее размер должен соответствовать посадочному месту, куда будет монтироваться LED-подсветка монитора для ПК или ТВ. Обычно стандартный размер составляет 7 мм. Комплект для замены CCFL-ламп подсветки мониторов на LED может быть с разным количеством светодиодов, но производительность и срок службы у них намного выше, чем у старых источников света.
снятых ламп, в их канавке. Можно использовать старые провода от снятых ламп, чтобы выполнить их дальнейшее подключение к источнику питания. В таких ситуациях лучше проверить, правильно ли собрана схема LED-подсветки. Для этого можно подключить ее с помощью проводов к внешнему источнику питания, например, аккумулятору.
Следующим этапом является подключение новой подсветки к плате питания, установленной на дисплеях как ПК, так и ТВ. Чтобы переделка не вышла из строя, стоит внимательно отнестись к этому моменту. Тот, кто подключал слаботочные приборы в сеть с напряжением, превышающим необходимое, знает – устройство сгорит. Это произойдет из-за того, что сопротивление прибора рассчитано на меньшие величины. Итак, потребуется найти на плате выводы 12 V и припаять к ним провода от новой светодиодной подсветки, при этом необходимо соблюдать их полярность. Теперь можно начинать сборку ТВ или ПК-дисплея.
Выполненная таким образом своими руками LED-подсветка в мониторе имеет один существенный недостаток. Так как подключение выполнено напрямую, отсутствует ее регулировка и отключение. Следовательно, она горит постоянно при включенном мониторе. Такое яркое свечение будет слепить и надоедать смотрящему на экран.
Чтобы создать регулировку подсветки, необходимо перезапитать провода, подключенные к лентам, с возможностью включения и выключения ее определенными кнопками. Существует 2 способа осуществления этой задачи:
- Потребуется собрать схему, с помощью которой будет выполняться регулировка мощности и интенсивности подсветки. Для этого нужно:
- Отыскать пластиковый разъем, расположенный на питающей плате дисплея монитора или телевизора. Распознать его нетрудно – из него будут выведены провода с подписанным для каждого из них гнездом.
- Для обеспечения включения и выключения нужно использовать гнезда«DIM». Регулировка яркости происходит за счет изменения скважинности в контроллере ШИМ.
- Теперь необходимо найти полевой транзистор с каналом N. После этого выполняется припаивание минусовых проводов от светодиодной ленты к выводу (Drain) полевика. Общий провод от светодиодов подключается к вводному элементу (Source). В схеме предусмотрено использование резистора номиналом от 100 до 2 000 Ом, через который подсоединяется Gate транзистора на любое гнездо «DIM».
- Остается припаять плюсовые провода от светодиодной подсветки. Для этого следует вывести их на микросхему питания 12 V, после чего припаять.
- Выполнив все перечисленные действия, можно установить подсветку в крепежные места и начинать собирать монитор в обратном порядке. Стоит помнить про бережные действия с матрицей и фильтрами. После сборки устройство готово к использованию.
- Второй метод заключается в использовании светодиодных лент с вмонтированными в них инверторами:
- Для подключения схемы этого метода опять потребуется пластиковый разъем с гнездом DIM, а также вывод on/of. Определять это гнездо лучше распиновкой.
- При использовании мультиметра вызваниваются гнезда на управляющем блоке, который отвечал за лампы подсветки монитора. От них должен проходить сигнал на гнезда DIM и on/of.
- Следующим этапом нужно припаять провода инверторов светодиодных лент к найденным гнездам. Для регулировки подсветки инвертором от светодиодов потребуется убрать провода, питающие старые лампы.
- Закрепить его можно там, где будет свободное место, при помощи двухстороннего скотча.
- Для завершения переделки остается собрать монитор и проверить на деле новую подсветку.
Переделывание таким образом подсветки монитора с ламповой на светодиодную обеспечивает ее более длительную работоспособность и эффективность, что, конечно, порадует каждого пользователя.
Доброго времени суток!
В данном посте, я бы хотел рассмотреть такую болячку LCD мониторов, как вышедшие из строя лампы подсветки, попытаться разобраться почему это происходит, ну и соответственно поменять их. Заинтересовавшихся прошу проследовать за зелёным человечком.
P.S.
Под катом содержится 27 фото
-Уважаемые, я заранее извиняюсь за качество последующих фотографий, фотографировал на тостер....
-Ещё, хочу заметить, что мониторы по своему принципиальному устройству не сильно различаются, так что не пугайтесь, если вдруг не обнаружите винтиков аль ещё чего в том месте, что показано меня на фото, они где-то рядом…
Итак, имеется у нас монитор, работающий практически в романтичных, красно-розовых тонах. Время работы такого монитора непредсказуемо… но как правило не превышает 2-3-х часов, после чего вашим глазам даётся время на передышку, а мозгу на обдумывание вопросов бытия.
Проблема заключается в вышедшей из строя лампе подсветки матрицы монитора, но почему же это произошло?
Причин возникновения такой ситуации достаточно много:
- производственный брак,
- замыкание металлических частей лампы на металлическую рамку матрицы,
- физическое повреждение и т.д
Но давайте все же немножко вникнем в теорию.
ЖК-матрицы работают на просвет, то есть у монитора должен работать источник света, который насквозь просвечивает матрицу. От источника света качество монитора зависит довольно существенно. Для стационарных ЖК-дисплеев и телевизоров обычно используют прямую подсветку, когда источники света (лампы или светодиоды) распределены по всей площади панели. ©
Но почему же он тогда продолжает работать? и столь короткий промежуток времени?
Все просто.
Стоит отметить, что в мониторах чаще всего используется 2 блока по 2 лампы (сверху и снизу монитора
), которые равномерно должны распределять свет по световоду под матрицей.
При выходе из строя одной или нескольких ламп, остальные продолжают работать. Но инвертор (который запитывает их
) штука умная, и если он «видит» что с одной или несколькими его подопечными что-то не так, то решает прекратить свою работу, дабы не навредить.
Ну что же, преступим к разборке?
Начинаем мы с того, что отсоединяем все шлейфы от блока инвертора и контроллера монитора,
Снимаем заднюю панель с блоком питания и контроллером
Сняли? отлично… Что мы видим, цифрой 1
у нас отмечены провода питания, идущие к заветным лампам.
2
- шлейф, идущий к нашей матрице.
Звёздочками отмечены места, которые необходимо подковырнуть, дабы можно было продолжить разборку
Панель слева мы пока что убираем, она нам сейчас не нужна
И вновь разбираем нашу «матрёшку»
Отлично, практически пол пути прошли,
теперь поясним:
5
-наша матрица (та самая штуковина с цифрами 640х480~1920х1080)
6
-дешифратор сигналов соединённый с матрицей линией данных строк\столбцов
7
-световод со светофильтрами
Далее мы вновь углубляемся в «дебри монитора» и снимаем пластиковую рамку по периметру…
Под чёрной рамкой находятся 2 тонкие плёнки, лежащие друг на дружке, а под ними световод.
8
-светофильтр
9
-поляризационная плёнка
10
-световод
Теперь вынимаем большую акриловую штуку (10
) и наконец таки можем лицезреть виновников торжества…
Тех засранцев из-за которых мы проделали такой путь (11
)
Господа. Представляю вашему вниманию поломатые неисправные лампы подсветки!
Кстате о лампах.
А знаете ли вы:
что в ЖК панелях применяются CCFL лампы, что на русском означает флуоресцентная лампа с холодным катодом. Принцип ее почти такой же, как и горячей (в простонародье «лампы дневного света»). Отличие лишь в том, что для получения плазмы в горячей используется первоначальный разогрев катодов, а в холодной плазма получается за счет высокого напряжения прикладываемое к катодам. Дальше плазма, имеющая ультрафиолетовый спектр излучения попадает на люминофор, белое покрытие которое вы видите через колбу, и преобразуется последним в видимое излучение (белый свет) ©
Как мы видим, они действительно перегорели. (об этом нам намекают «чёрные метки» вокруг катодов)
Выкручиваем их, предварительно вытащив светоотражающую подложку (а может, в вашем мониторе и не придётся это делать )
… и меняем их местами (хочу заметить, что стоит быть аккуратными, ибо они довольно хрупкие. Так же советую надёжно закреплять провода и бдить, дабы не было пробоя в дальнейшем. Изолируем все по максимуму! )
Теперь мы вернём наши лампы на место, прикрутим их, вернём светоотражающую штуковину и уложим световод на место.
Подключаем - все работает! (До этого тоже работало, но не корректно, горели лишь 1.5 лампы, запечатлеть сие действие в разобранном виде я не удосужился. Каюсь
)
Ну чтож… самое сложное позади, осталось все собрать обратно.
Приступаем.
Возвращаем плёнки на место, закрываем их пластиковой рамкой и укладываем сверху нашу матрицу, фиксируем её металлической рамкой.
(Тут не стоит забывать о такой штуке как пыль
… прежде чем все собрать, стоит продуть воздухом все составляющие монитора, времени займет не долго, а на качество изображения повлияет)
Переворачиваем и возвращаем на место последнюю «деталь»
Подключаем к «стенду» и радуемся!
Все работает, следов неравномерной подсветки не замечено,
Полёт нормальный.
Fin.
_______________________________________________________________________________
Что хочется сказать в заключении.
0
.Заменить лампы самому оказывается не так уж и сложно, было бы желание.
Так же можно поэкспериментировать, и заменить лампы на светодиодную ленту. Но нужно помнить, что светодиодная лента не совсем равномерный свет дает + ко всему очень даже может быть что у вас перегорит\станет чуть более тускло светить 1 или более светодиодов, и тогда подсветка станет неравномерной. Так же не стоит забывать про цветовую температуру светодиодов
1 .При замене ламп необходимо точно знать их размеры, я ориентировался по данной таблице.
2
. Почему я решил написать данную статью?
Столкнувшись с ремонтом монитора впервые, я полез в «некий поисковик»
, и не увидел подробных инструкций…
нееет, я не говорю что я их не нашел, они были, но мне они показались не полными, потому и было решено собрать данный материал и разместить тут. Мало ли, кому пригодится…
3
.Ссылки на похожие\используемые\дополнительные материалы:
cheklab.ru/archives/2534 (добротная статья об устройстве различных типов мониторов)
radiokot.ru/lab/hardwork/30 (замена ламп подсветки + немного справочной информации)
habrahabr.ru/post/182772 (оживляем монитор, если нет под рукой новых ламп)
radioskot.ru/publ/remont/zamena_ljuminiscentnykh_lamp_podsvetki_v_monitore_na_svetodiodnye/4-1-0-594 (удачная замена ламп на светодиодную ленту)
www.yaplakal.com/forum2/topic471720.html (почти удачная замена ламп на светодиодную ленту)
4
P.S.
Если хабражителям интересны посты о ремонте и восстановлении техники, то я с радостью поделюсь наработанным материалом.
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
Статьи по теме
