LED подсветка монитора своими руками

• Из песочницы
• Tutorial

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,

Далее берём в руки отвертку и начинаем тыкаться ей во все возможные винтики, располагающиеся по периметру нашего, ещё целого монитора. Раскручиваем их! 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 разборкуПанель 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 строкстолбцов7—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—светофильтр9—поляризационная плёнка10—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) Далее, мы берём заведомо исправные, рабочие лампы… … 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..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 перегоритстанет чуть более тускло светить 1 или более светодиодов, и тогда подсветка станет неравномерной. Так же не стоит забывать про цветовую температуру светодиодов1.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 похожиеиспользуемыедополнительные 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)4P.S. Если хабражителям интересны посты о ремонте и восстановлении техники, то я с радостью поделюсь наработанным материалом. Комментарии и пожелания приветствуются! Спасибо за внимание.

У них есть неприятная привычка выходить из строя без особых видимых причин, причем даже выход из строя одной лампы вызывает срабатывание блока защиты и отключение питания монитора.

Сверху перегоревшая CCFL лампа в модуле подсветки.

Избавляемся от старой CCFL

Наиболее очевидный путь решения проблемы – замена лампы, но ремонт имеет и некоторые подводные камни. Например, для замены необходима точно такая лампа. Источники с немного другими параметрами питания инвертор принимать не хочет, а найти полный аналог для модели выпущенной 5-6 лет назад порой проблематично.

В свете этого очень привлекательна идея переделки монитора на led подсветку.

Для перехода на LED придется разобраться с инвертором для CCFL ламп. Нам он уже не пригодится, поскольку на его выходе формируется высоковольтный высокочастотный сигнал смертельный для светодиода.

Просто отсоединяем шлейф разъёма инвертора от основной платы. На будущее нам понадобится разъём «dim» для управления яркостью светодиодной ленты.

Для замены ламп в мониторе на светодиодную ленту потребуется диммируемый драйвер питания.

Замена проводится в два этапа. Первый – извлечение CCFL ламп и инвертора питания, второй – установка светодиодной ленты, драйвера питания и их подключение. В качестве светодиодного драйвера можно использовать модели на 220В и 12В, главное, чтобы они подошли по габаритам.

В качестве эквивалента CCFL лучше всего подходят ленты, у которых 120 диодов на метр. Если не удалось найти такую ленту подходящей ширины, возможно использование 90 диодов на метр.

Лента должна быть нейтрально белого цвета, иначе искажения цветопередачи гарантированы. При выборе светодиодной ленты для монитора на это обратите особое внимание. Подробнее о цвете свечения ламп читайте здесь.

При замене лампы не стоит увлекаться достижением слишком высокой яркости, у мощных светодиодов значительное тепловыделение, что не лучшим образом скажется на самой матрице.

Как заменить подсветку монитора на светодиодную

Самым сложным и кропотливым участком работы станет для нас демонтаж корпуса.

Любое неосторожное движение может вызвать обрыв шлейфа или вообще повредить матрицу. Разбирать корпус при включённом питании не стоит, на выходе инвертора формируется напряжение порядка киловольта. Пробой его на блок развертки или матрицу гарантированно сожжёт эти блоки.

Но по большому счёту, замена подсветки монитора на светодиодную своими руками достаточно проста.

Электронная начинка состоит из трёх блоков:

• Блок питания;
• блок развёртки изображения;
• блок инвертора ламп.

Обычно блок инвертора закрыт защитным кожухом.

Светодиодная лента, установленная вместо ламп подсветки монитора, должна максимально соответствовать по ширине желобам ламп, иначе подсветка будет неравномерной.

Схема диммируемого драйвера светодиодной ленты

Как уже упоминалось, для замены CCFL на LED в мониторе придётся установить драйвер питания светодиодной ленты.

Собрать простейшим ШИМ регулятор для диммирования яркости подсветки своими руками можно на микросхеме N555.

Схема светодиодной подсветки монитора со встроенным диммером

Генератор диммирующего сигнала собран на генераторе импульсов NE555, особенностью этой микросхемы является возможность изменять и частоту, и скважность импульсов. Переменный резистор в этой схеме влияет на скважность.

Преимущества такой схемы управления яркостью подсветки – низкое тепловыделение и широкий диапазон сигнала, недостаток – механическая регулировка. Эта схема понадобится, если стоит программный диммер на плате инвертора питания ламп. Эта схема led подсветки универсальная и подойдет для экранов любых производителей.

Схема для внешнего диммирования

Это копия выходного каскада предыдущей схемы. Если уровень сигнала с диммирующего выхода будет недостаточен для корректной работы полевого транзистора, перед затвором возможно установить дополнительный маломощный транзисторный ключ, который будет играть роль коммутатора напряжения.

А эта схема позволит управлять яркостью ленты через штатный канал. Учтите, что глубина диммирования для ccfl ламп меньше чем у светодиодов, поэтому в такой схеме диапазон яркости будет меньше чем при первом варианте.

На многих устройствах Toshiba, JVS, BenQ ШИМ программный, когда на инвертор поступает сигнал увеличения либо уменьшения скважности, а диммирующий сигнал формируется контроллером самого инвертора. В Samsung и LG у всех моделей есть выход «dim», который подойдёт для управления яркостью led подсветки монитора.

Замена ccfl на led в мониторе позволяет значительно снизить затраты по сравнению с установкой новой лампы. Даже по минимальным расценкам четыре лампы обойдутся в 3-5 долларов, а полметра светодиодной ленты вместе с драйвером обойдутся вам меньше чем в доллар.

Модули монитора

Современный ЖК-монитор состоит всего из двух плат: скалера и блока питания

Скалер – это плата управления работой монитора. Его мозг.  Здесь монитор преобразует цифровой сигнал в цвета на дисплее, а также содержит в себе различные настройки. На ней содержатся процессор, flash-память, куда записывается прошивка монитора, и EEPROM-память, в которой сохраняются текущие настройки.

Блок питания. Он обеспечивает питанием цепи монитора. Может в себе также содержать инвертор для мониторов с LCD подсветкой. В мониторах с LED подсветкой инвертора нет.

Блок питания для монитора выглядит примерно вот так:

Есть также и существенное различие. В блоках питания для мониторов с LCD подсветкой можно увидеть высоковольтную часть. Он же инвертор. О его присутствии  говорят надписи типа  “High Voltage” и клеммы, для подключения ламп. Имейте ввиду, что напряжение, подаваемое на лампы, составляет более 1000 Вольт! Лучше не трогать и тем более не лизать эту часть при включении монитора в сеть.

Вздутые конденсаторы

Это, конечно же, электролитические конденсаторы в фильтре блока питания.

Это одна из самых распространенных поломок ЖК-мониторов. Перепаиваются конденсаторы легко и просто. Иногда на платах стоит не стандартный номинал конденсаторов, например 680 или 820 мкФ х 25 вольт. Если вы столкнулись со вздувшимися конденсаторами такого номинала и их не оказалось в вашем радиомагазине, не спешите обходить все радиомагазины вашего города в поисках точно такого же номинала. Это как раз тот случай, когда “много не вредно”. Это вам скажет любой электронщик. Смело ставьте 1000 мкф х 25 вольт и все будет нормально работать. Можно даже больше.

В связи с тем, что блок питания при работе излучает тепло, которое вредно сказывается на сроке службы конденсаторов, ставьте обязательно конденсаторы с обозначением “105С” на корпусе. Также после перепаивания конденсаторов не помешает проверить предохранитель вторичных цепей, в роли которого часто выступает простой SMD резистор с нулевым сопротивлением, типоразмером 0805, находящийся с обратной стороны платы со стороны трассировки.

Выход из строя стабилитрона

И еще один нюанс, на выходе блока питания, перед самим разъемом питания идущим на скалер, часто ставят  SMD стабилитрон

В случае, если напряжение на нем превышает номинальное, он уходит в короткое замыкание и тем самым отключает через цепи защиты наш монитор. Заменить его можно на любой, подходящий по номиналу напряжения. Можно даже использовать с выводами

После того, как все сделали и отремонтировали, проверяем мультиметром напряжения на разъеме питания, который идет на скалер. Там все напряжения подписаны. Убеждаемся, что они совпадают с показаниями мультиметра.

 

Проблемы в высоковольтной части блока питания (инверторе)

Если есть возможность, то в первую очередь, всегда отыскивайте схемы ремонтируемого устройства. Давайте рассмотрим высоковольтную часть одного из мониторов

Если вы видите, что предохранитель блока питания монитора сгорел, это означает, что сопротивление между проводами питания шнура монитора (входное сопротивление), на какой-то момент стало очень низким (короткое замыкание). Где-то около 50 Ом и меньше, что в свою очередь, по закону Ома, вызвало повышения тока в цепи. От большой силы тока у нас и сгорел проводок предохранителя.

Если предохранитель в металлическо-стеклянном корпусе, мы можем  вставить абсолютно любой предохранитель в крепление и прозвонить мультиметром в режиме Омметра 200 Ом сопротивление между штырьками вилки. Если у нас сопротивление равно нулю и до 50 Ом, то ищем пробитый радиоэлемент, который звонится на ноль или на землю.

Шаги будут такие:

Вставляем предохранитель, переключаем мультиметр на 200 Ом и подключаем его к вилке шнура питания. Убеждаемся, что сопротивление очень маленькое. Далее не  торопимся вынимать предохранитель.

Итак давайте по схеме посмотрим, какие радиодетали у нас могут коротнуть. На фото выделены цветными рамками те детали, которые необходимо будет проверить при коротком замыкании в высоковольтной части

Нет подсветки монитора

Чем же отличаются мониторы с LCD подсветкой от мониторов с LED подсветкой? В LCD мониторах для подсветки у нас используются лампы CCFL. На русский язык эта аббревиатура звучит как “люминесцентная лампа с холодным катодом” .

Такие лампы располагаются сверху и снизу дисплея и подсвечивают изображение.

В LED мониторах используются для подсветки светодиоды, которые располагаются либо по бокам дисплея, либо за ним.

Сейчас все производители мониторов и ТВ перешли на LED подсветку, так как она почти в половину сокращает энергопотребление и намного долговечнее чем  LCD подсветка.

Если нет подсветки, то дело может быть либо в лампах CCFL, либо в LED-ленте. Если они вообще не горят, то изображение будет настолько тусклым, что на дисплее ничего не будет видно. Только внимательный осмотр включенного монитора под освещением может показать, что изображение все-таки есть. Поэтому, если изображения вообще нет, то первым дело осмотрите включенный монитор под потоком света. Если изображение хоть немного видно, то дальше принимайте меры, либо менять лампы, либо дело в инверторе.

Пропадает подсветка монитора

Монитор у нас включается, работает секунд 5-10 и тухнет. Это говорит о том, что одна из ламп CCFL подсветки дисплея пришла в негодность. Перед этим часть экрана может также немного моргать. Инвертор в этом случае будет уходить в защиту, что и будет проявляться в автоматическом отключении подсветки монитора.

Для того, чтобы мы могли  проверить лампы и исключить дефектную, надо купить в радиомагазине высоковольтный конденсатор. 27 пикофарад х 3 киловольта для мониторов диагональю 17 дюймов, 47 пф для монитора 19 дюймов  и 68 пф для 22 дюйма.

Данный конденсатор нужно припаять к контактам разъема, к которому подключается лампа подсветки. Саму лампу, разумеется, при этом нужно отключить. Соединяя конденсатор поочередно к каждому  разъему, мы добиваемся того, что инвертор у нас перестает уходить в защиту. Монитор заработает, хотя будет немного тусклым.

Конечно, редко кто так делает. Самая фишка – это отключить защиту на самой микросхеме ШИМ ))). Для этого гуглим “снять защиту инвертора xxxxxxx” Вместо “хххххх” ставим марку нашей микросхемы ШИМ. Как-то я отключал защиту на мониторе с микросхемой ШИМ TL494  по схеме ниже, припаяв резистор на 10 КилоОм. Моник работает до сих пор. Нареканий нет).

Используемые источники:

• https://habr.com/post/207444/
• https://svetodiodinfo.ru/svoimi-rukami/zamena-lamp-na-svetodiody-v-monitore.html
• https://www.ruselectronic.com/osnovy-remonta-zhk-monitorov-s-lcd-podsvetkoj/