Светодиодные матрицы. Светодиодная матрица нестандартного размера своими руками Матрица из светодиодов простая

Разделы сайта

Выбор редакции:

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

По ссылке можно скачать:

AOC2216Sa Service Manual
LM2941 и LM2576 datasheets
Схемы регулятора на LM2941 в формате Proteus 7 и PDF
Разводка платы для светодиодов в формате Sprint Layout 5.0
Схема и разводка платы регулятора на LM2576 в формате Proteus 7 и PDF

8 год назад

Заходите в наш раздел DIY - http://www.chipdip.ru/catalog-show/just-do-it/
Подписывайтесь на наши группы:
VK - http://vk.com/chipidip
FB - https://www.facebook.com/chipidip
Insta - https://www.instagram.com/chipidip/
Instructables http://www.instructables.com/member/ChipiDip/*
Если вам вдруг потребовалась небольшая светодиодная матрица нестандартного размера или формы, то вы всегда сможете собрать её собственными руками, используя для этого макетную плату, светодиоды и токоограничивающие элементы.Для примера изготовим матрицу размером 10 на 10 из ультрафиолетовых светодиодов, получив, таким образом, детектор подлинности денег. Используем для этого макетную плату ECI производства velleman, 100 светодиодов и сто резисторов. Зачем столько резисторов? Для питания мы будем использовать напряжение 5 вольт, а потому нам понадобятся резисторы в 470 Ом, чтобы задать необходимый ток в 20 миллиампер через каждый светодиод. Мы пойдём по пути наименьшего сопротивления, и просто соединим все светодиоды параллельно, но при таком соединении необходимо, чтобы каждый светодиод имел свой токоограничивающий резистор. Сначала припаяем на плату светодиоды, для удобства закрепив каждую, состоящую из них линию скотчем, что позволит перевернуть плату и быстро запаять их все сразу. После этого припаяем резисторы, так же предварительно закрепив их скотчем, и, наконец, создадим недостающие шины питания.Теперь подаём на нашу матрицу питание, и проверяем, чтобы все светодиоды при этом горят. Осталось только установить её в корпус и получить законченное устройство. Таким же образом можно изготовить светодиодные матрица различных цветов для светомузыки, белые для освещения или инфракрасные для камер ночного видения.

9 год назад

Телеканал "Санкт-Петербург". Программа "Как это работает". Журналист - ведущий: Кирилл Пищальников; операторы: Александр Чудин, Андрей Жохов, Дмитрий Емельянов; режиссер - Софья Иофа, монтаж - Андрей Алексеев, продюсеры:- Анна Агеева, Анна Тятте; редактор - Родион Чепель, руководитель проекта - Михаил Бергарт, видеоинженеры: Шамиль Фабриков, Юрий Степанов.

8 год назад

Очень двойственное состояние разума и души, с одной стороны очень горд за таких ЛЮДЕЙ, да еще земляк., а с другой стороны очень стыдно за чиновников и нашу власть, которая гнобит в прямом смысле вот таких ЛЮДЕЙ, не давая им и его технологиям развиваться. При этом содержат бессмысленные, бесчисленные конструкторские бюро, от которых эффективность 0

8 год назад

This is one of our lates projects. For schematics, layouts, and code see our project page: http://www.solderlab.de/index.php/led-projects/rgb-globe Best regards, Pepe PS: There is a small typo at the very beginning of the clip: It should be "2 PCBs" instread of "3".

8 год назад

Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте - http://vk.com/chipidip, и Facebook - https://www.facebook.com/chipidip * Во всем мире идет активный поиск альтернативных экологически чистых источников энергии. В связи с этим, очень актуальным становится использование термоэлектрических модулей для генерирования электроэнергии. Термоэлектрические генераторные модули являются альтернативным экологически чистым источником электрической энергии, позволяющими обеспечивать с одного модуля при разности температур 100 °С генерацию электрической энергии мощностью до 10 Вт при напряжении постоянного тока до 6 В. Для обозначения термогенераторных модулей используется универсальное сокращение вида: ТGM-N-C-h, где: ТGM - сокращенное обозначение изделия - термоэлектрический генераторный модуль; N - количество термоэлектрических пар в модуле; С - длина ребра основания термоэлектрического элемента (в миллиметрах); h - высота термоэлектрического элемента (в миллиметрах). Например, в данном модуле TGM-127-1.0-2.5: 127 термоэлектрических пар (254 термоэлектрических элементов), каждый элемент имеет поперечное сечение 1,0х1,0 мм и высоту 2,5 мм. Основные области применения генераторных модулей: утилизация бросового тепла на транспортных установках (автомобилях, судах); автономное обеспечение энергией электронных блоков для водяных котлов и мусоросжигательных установок; катодная защита газовых трубопроводов; преобразование тепла природных источников - геотермальные воды и т.п. в электрическую энергию; автономное питание маломощных электрических устройств.

6 год назад

В этом видео показан процесс диагностики и ремонта материнской платы ASUS с распространенной проблемой для всех производителей плат и видеокарт, а именно короткое замыкание (КЗ) в системе питания процессора или GPU. В видео показан процесс прозвонки короткого замыкания, поиска неисправного транзистора (MOSFET) и процесс замены полевика на рабочий. Результаты ремонта в видео:) Лайк и подписка на канал приветствуются, они повышают наш моральный дух:) Подписка на канал: http://www.youtube.com/subscription_center?add_user=1servicecore Помощь по ремонту техники ВКонтакте: http://vk.com/club54940932 Сайт нашего сервисного центра: http://service-core.com.ua/

5 год назад

Статья http://vip-cxema.org/index.php/home/svetodiody/237-led-lampa-svoimi-rukami (плату можно скачать там же) все вопросы задавайте на форуме (регистрация не нужна) http://forum.vip-cxema.org/index.php?/forum/19-voprosy-i-otvety/ Наши сайты http://vip-cxema.org/ http://x-shoker.ru/ Официальная группа канала https://vk.com/club79283215 Группа vip-cxema.org http://vk.com/club54960228 Группа x-shoker.ru https://vk.com/public51079754 E-mail [email protected] Мой профиль VK https://vk.com/akakasyan Поддержать проекты webmoney R392842219424 Z416312694449 Яндекс.Деньги 410012993641116

3 год назад

Лучший курс для начинающих электронщиков: https://diodov.net/moi-kursy/ Расчет резистора для светодиода. Рассчитать сопротивление резистора для любого светодиода довольно просто. В начале необходимо определить величину напряжения, которое подается на светодиод. Далее по справочнику или даташиту узнать номинальный ток светодиода и номинальное напряжение светодиода. Вначале надо определить сколько напряжения нужно погаситься на резисторе. Оно равно разности напряжений источника питания и светодиода. Дальше необходимо выполнить расчет сопротивления гасящего резистора. Для этого напряжение на этом резисторе делим на номинальный ток светодиода. Последним пунктом нужно рассчитать мощность рассеяния резистора. Она прямопропорциональна квадрату напряжения этого резистора и обратнопропорциональна сопротивлению. Как видно из приведенного достаточно знать всего лишь три формулы. С помощью них можно легко и быстро выполнить расчет резистора для светодиода любого типа при любом входном напряжении без применения различных онлайн калькуляторов. Программирование микроконтроллеров с нуля: https://www.youtube.com/channel/UCByG5fr-hWOMKlb7DqyQQ9Q Получить высокую СКИДКУ на покупку ВСЕХ товаров: http://ali.pub/3mwkwb Набор резисторов 600 штук, 30 номиналов по 20 штук: http://ali.pub/3muaey Набор светодиодов разных цветов 300 штук: http://ali.pub/3mubp1 Здесь можно купить хорошие мультиметры: 1. Мультиметр RM113D http://ali.pub/3mn1ru 2. Мультиметр RM409B http://ali.pub/3mn432 3. Мультиметр BSIDE ADMS7 http://ali.pub/3mn5rx 4. Мультиметр RM101 http://ali.pub/3mn6pd 5. Мультиметр AN8009 http://ali.pub/3mn7z2 6. Мультиметр DT830B http://ali.pub/3mn8qo #РасчетСопротивления #Светодиод #РасчетРезистора

Светодиодные матрицы представляют собой технологическое объединение на одной подложке нескольких светоизлучающих полупроводниковых кристаллов, с общей заливкой смесью люминофора и силикона.

Появление LED-матриц связано с разработкой (Chip-on-Board), что дословно переводится как «чип на плате». Эта технология пришла на смену SMD светодиодам, отличается высокой степенью автоматизации производства и привела к существенному снижению цен на светодиодные светильники и прожектора.

Виды и области применения

Сохраняя единый принцип размещения светодиодных кристаллов на теплопроводящей подложке, светодиодные матрицы существенно отличаются по количеству кристаллов на одном основании и способам их соединения между собой.

Количество кристаллов на одной подложке определяет итоговую мощность матрицы, которая может достигать сотен ватт на одно изделие. Мощные матричные источники света хорошо зарекомендовали себя в прожекторах и светильниках для уличного освещения. Способ соединения кристаллов между собой определяет возможности управления свечением отдельных кристаллов и параметры блока питания для матрицы. Последовательно-параллельная структура внутренних соединений дает возможность снизить ток и увеличить величину питающего напряжения, что находит свое отражение в характеристиках матричных изделий.

Еще одной особенностью внутренних соединений кристаллов между собой с внешними выводами выступает возможность использования светодиодных матричных структур в информационных табло и в графических или символьных экранах. Такие LED-матрицы находят свое применение в контрольно-измерительной аппаратуре и всевозможных инсталляциях рекламного характера.

В устаревших моделях, для информационных табло, графических или символьных экранов, светодиодные матрицы конструировались на основе DIP или SMD-светодиодов.

Принципиальная схема

Как отмечалось выше, последовательно-параллельная схема соединения светодиодных кристаллов между собой определяет требования к источнику питания матрицы. Чем выше напряжения питания, тем больше светодиодов объединены в последовательные цепи. Такая особенность снижает требования к выходным токам драйверов, но в случае выхода из строя одного кристалла в последовательной цепи, перестает излучать свет вся цепочка. Ток перераспределяется на рабочие LED-чипы, тем самым ускоряя их деградацию и серьезно уменьшая срок службы светодиодной матрицы в целом.

Для решения проблемы, некоторые производители соединяют все светодиодные чипы внутри матрицы одновременно последовательно и параллельно. Такая особенность значительно уменьшает возможность выхода из строя LED-матрицы вследствие перегорания одного чипа. Параллельное соединение светодиодов между собой в пределах одной матричной структуры требует больших выходных токов драйвера, но общая излучающая способность практически не страдает от выхода из строя одного или двух кристаллов. Матрицы для светодиодных табло имеют в своем составе сложную систему внутренней коммутации, что определяется требованиями управления каждым светодиодом в отдельности. Для управления такими LED-матрицами созданы специальные интегральные процессоры и микросхемы.

Подключение

В схемах подключения светодиодных матриц определяющими факторами их надежности выступают два ключевых момента - достаточная площадь радиатора для отвода тепла и стабилизация питающих токов. Оба этих фактора напрямую связаны с усиленной деградацией полупроводниковых кристаллов при превышении их температур выше максимально допустимой.

К повышению температуры кристалла приводит, как недостаточная площадь радиатора охлаждения, так и слишком высокий проходящий ток.

Рабочие величины постоянного тока указываются в параметрах светодиодных матриц, а для ориентировочного выбора площади радиатора можно использовать цифру 20-25 см² на 1 Вт мощности матрицы. При это следует учитывать, что такая площадь необходима при температурах окружающего воздуха до 35 °С. При более высоких температурах рабочую площадь радиатора следует увеличить либо дополнить активным охлаждением.

При выборе светодиодных матриц со встроенным драйвером и питанием от сети 220 В необходимо учесть, что такие источники света не подходят для освещения мест постоянного пребывания человека.

Отсутствие в схеме драйвера с питанием от сети 220 вольт электролитических конденсаторов большой емкости определяет высокий излучаемого света, вредное влияние которого на здоровье человека доказано множеством научных исследований.

Заключение

Совершенствование параметров светоизлучающих светодиодных кристаллов ведет к появлению все более мощных матричных структур, выходная мощность которых уже достигла 300 и более Вт.

Такая тенденция, в сочетании с повышением удельного светового потока на 1 Вт подводимой мощности, определяет дальнейшее развитие светодиодных матриц и их опережающее развитие на рынке осветительной техники.

Читайте так же

!
Сегодня мы с вами будем развлекаться с адресной светодиодной матрицей. Этот проект достаточно сложный, но в тоже время его сможет повторить каждый. Автором проекта является AlexGyver.

Адресная светодиодная лента состоит из трехцветных светодиодов, в каждом из которых стоит специальная микросхема.

Микросхема в светодиодах передает информацию друг другу. Это позволяет зажечь любой светодиод на ленте одним из 16 000 000 цветов и оттенков. И самое крутое, что все это дело управляется по одному проводу, в очень интересное время мы живём.
Лента управляется при помощи микроконтроллера, например, платформы arduino .

Такая связка сама по себе весьма интересна и можно найти кучу применений в дизайне или самоделках, чего стоит только эффект пламени. Но сегодня речь пойдёт не об этом. Что получится если ленту уложить зигзагом, причем уложить так, чтобы светодиоды образовали ровную правильную сетку? Правильно, светодиодная матрица. Для удобства можно купить готовую матрицу у китайцев, причем самое интересное, что стоит она гораздо дешевле, чем купить ленту и потратить несколько часов на разрезание и соединение кусков проводами.

Например, есть вот такая матрица 8Х8, самая дешевая, кому-то будет проще поиграться именно с ней.

Фишка сегодняшнего проекта в его универсальности и многогранности, то есть, вы можете купить готовую матрицу, но она так скажем небольшая, но также вы можете купить ленту с низкой плотностью светодиодов и сделать из нее матрицу размером, скажем, с картину. Вот это будет уже круто.
Матрица представляет очень большие возможности по созданию различных пиксельных эффектов, выводу картинок и гифок (gif), созданию классических игр и других интересных штук. Обязательно посетите страницу проекта , там вы найдете все необходимые ссылки, прошивки, схемы и дополнительные инструкции.
Итак, вооружившись инструментом по управлению матрицы, мы имеем возможность зажигать любой светодиод по его координатам.

Здорово, можно делать всякие крутые эффекты. Управлять можно со смартфона по bluetooth. То есть смартфон шлет по bluetooth какие-то команды, модуль их принимает и передает на arduino. А arduino в свою очередь выводит данные на матрицу.

Начал автор с того, что решил сделать рисовалку, то есть, чтобы можно было выбрать цвет и зажечь любой светодиод на матрице.

Первым делом был разработан протокол связи с arduino.

Первая цифра в нем – режим, а остальные отвечали за различные настройки и прочие передаваемые величины. Затем автор сделал графическое поле, на котором нарисовал сетку.

Программа отслеживает координаты касания поля пальцем и рисует в этом месте квадратик любым цветом. Попутно координаты квадратика отправляются на arduino.

Для изготовления нам понадобятся:
1) Матрица или лента на адресных светодиодах;
2) Arduino;
3) Bluetooth модуль;
4) Резистор.

Можно купить полкило у китайцев, а можно купить в любом магазине радиотоваров. Соединяем компоненты по очень простой схеме:

Можно собрать все на макетке. Затем скачайте архив с проектом со страницы проекта, установите библиотеки согласно инструкции и откройте файл с прошивкой.

Тут у нас настроечки. Укажите размер своей матрицы, ее тип и точку подключения.

Если делать большую матрицу самому, то есть паять из кусков ленты, то у вас есть 2 типа на выбор.

Автор советует выбрать правый вариант, так как его проще паять. Теперь осталось определиться с началом матрицы, то есть точкой подключения к ней и направлению первого куска ленты. Поможет вот такая шпаргалка для всех 8-ми вариантов расположения матрицы:

На эту прошивку автор потратил огромнейшую кучу времени. Это самый крупный по количеству кода проект автора. Arduino забита просто под завязку, впихнул как говорится невпихуемое.

Итак, настроили, нажимаем загрузить прошивку. Перед загрузкой нужно обязательно отключить bluetooth от пина rx, иначе arduino не прошьется. Для удобства также можно припаять на провод выключатель.

Далее на смартфон под управлением android установите приложение GyverMatrixBT. Данное приложение доступно в Play Market, оно полностью бесплатное и без рекламы.

Затем установите сопряжение с bluetooth модулем (пароль 1234 или 0000), в приложении подключитесь к модулю и, собственно все. В настройках можно настроить яркость и размер матрицы, которая соответствует вашему, а также некоторые другие ее параметры.

Соответственно настроенному размеру, во вкладке рисования у нас появится поле. Нажмите чтобы его инициализировать. Тут можно рисовать тапами и свайпами, можно стирать, можно очищать поле и заливать его цветом.

В общем на данный момент у нас есть рабочий инструмент для отправки данных на матрицу. Можно двигаться дальше. Вся эта система задумывалась автором для того чтобы построить большую матрицу из ленты или модулей. Это интересно как проект, как хобби, кому-то может пригодиться в рекламных целях, для оформления или для дизайна, ну или забавы ради.

Но вот матрица в таком виде выглядит не очень круто, не пиксельно и не восьмибитно. Нужно обязательно сделать решетку, чтобы каждый светодиод образовывал свои квадратные пиксели и сверху расположить рассеиватель. Вот тогда все будет очень круто. Решетку можно сделать из любого материала в форме и рейки. Это может быть картон, пачка советских деревянных линеек или вариант из пластика (ПВХ уголок), его можно купить в магазине стройматериалов там, где пластиковые панели и к ним различные товары. Уголки можно сломать вдоль, проделать прорези для середины и собрать решетку. Это вот самый «колхозный» вариант после картона.

И конечно можно расслабиться, и напечатать решетку на 3d принтере. Так что давайте так и сделаем.

Итак, корпус матрицы напечатался. Кстати, автор считает, что черный цвет не самый лучший выбор, лучше печатать решетку белым, чтобы она отражала свет. Ну не беда, покрасим.

Собственно, вот наша матрица без решетки, светодиоды как они есть.

Ставим решетку, становится уже почетче, это потому, что смотрим под углом.

А теперь смотрите, что будет если добавить рассеиватель в виде листа бумаги.

Но матрица, как и любой дисплей, работает в цветовом пространстве rgb, и фон у нее должен быть черным для более правильного восприятия цвета. Автор попробовал несколько вариантов и остановился на пленке для

Светодиодные дисплеи-матрицы 8х8 бывают различных размеров и с ними интересно работать. Большие промышленные сборки имеют размер около 60 х 60 мм. Однако, если вы ищете намного большие LED матрицы, их найти трудно.

В этом проекте мы будем строить реально большую светодиодную матрицу LED дисплея, который составлен из нескольких крупных 8х8 светодиодных модулей, последовательно соединенных друг с другом. Каждый из этих модулей по размеру около 144 х 144 мм.

Особенность этого дисплея заключается в том, что при необходимости можно смотреть на фон позади него. Это дает свободу в творческом использовании этих дисплеев, например размещение их спереди от стеклянных панелей, чтоб была возможность увидеть происходящее позади дисплея.

Для этого проекта мы будем использовать 10 мм . Вы можете использовать и другие размеры. Обычно доступны размеры 3 мм, 5 мм, 8 мм, и 10 мм.

Хотя дисплей не предназначен для работы с любым микроконтроллером, мы будем использовать популярные платы Arduino и подключать его через SPI используя только 3 сигнальных провода.

Чтобы построить этот проект, требуются базовые знания электроники и пайки компонентов, а также некоторые знания по использованию Arduino. Прошивка .

Здесь нужно спаять светодиоды вместе, используя длинные ножки светодиодов. Вы можете использовать любой размер и цвет LED, но длина ноги (более 23 мм) должна быть достаточной, чтобы согнуть и спаять их между собой. Светодиоды расположены в виде матрицы 8х8, где катоды спаяны между собой для строк, а для столбцов - аноды.

Драйвер MAX7219 управляет динамической индикацией светодиодной матрицы. При проектировании, каждая светодиодная матрица 8х8 будет опираться на схему, используя следующие компоненты:

1 х MAX7219
1 х 10 мкф 16В электролитический конденсатор
1 х 0.1 UF керамический конденсатор
1 х 12 кОм резистор (0,25 ВТ)
1 х 24-контактное гнездо DIP IC

Обратите внимание, что вам может понадобиться выбрать другое значение резистора для работы с LED, что будете использовать. Этот резистор ограничивает максимальный ток на MAX7219, который на выходе будет подаваться на светодиоды.

А это видео показывает наглядно, как происходит монтаж светодиодной матрицы, электронной платы управления и простой тест, чтобы запустить её с помощью популярной платы Ардуино UNO/Nano.

Одним из важных достоинств данного преобразователя - он практически не нуждается в настройке, вся настройка сводится к подбору частотозадающего конденсатора микросхемы, им настраивают на нужную частоту, при увеличении емкости этого конденсатора частота уменьшается, при увеличении-повышается.

Читайте:

Не работает кулер на ноутбуке Установка пароля на страницу Как защитить страницу php паролем Окрестности кальпе испания Как правильно заряжать ноутбук, чтобы продлить срок службы батареи Как заряжать аккумулятор ноутбука первый раз Skyrim - гайд по улучшению графики (UPD) Основные графические настройки Скайрим

Читайте: