Увеличение частоты ШИМ LED подсветки ч.2

  • Balabay
B
Balabay
  • 21 Сен 2022
В продолжение моей темы Увеличение частоты ШИМ LED подсветки.

Перед покупкой большого телевизора решил сразу приготовиться для его переделки на подсветку постоянным током.

За основу взял готовую платку BluePill с STM32F103C8T6 на борту. Для настройки и мониторинга STM подключается к компу по USB как Custom HID device. Написал небольшую программку, с помощью которой можно:
  • мониторить параметры входного/выходных сигналов (10 отчётов/сек)
  • работать с таблицей интерполяции
  • для наладки переводить выход Out_PWM в режим ручного управления с фиксированной выходной скважностью
  • посмотреть 50 подряд идущих измерений
  • видеть в какой режим сконфигурирован выход Out_PWM (Open-drive или Push-pull)
  • в расширенном режиме включать и управлять генератором на ноге PA2 (заложил в программу STM32 на время отладки… жалко вырезать)
Screenshot.jpg

Программа 32х битная, проверена на Win7 x64 и Win10.
При запуске подключается автоматически. Опрос текущих измерений делается 10 раз в сек.

!! Перед встраиванием BluePill нужно доработать. Вход питания 5В и USB 5В в схеме BluePill соединены. Чтобы не устроить замыкание между 5В монитора и материнки нужно отвязать питания двумя диодами шоттки. Я это сделал припаяв SMD диоды прямо на перерезанные дорожки.
BluePill patch.jpg


Встраиваемся в схему:
The-Generic-STM32F103-Pinout-Diagram.jpg

  • врезаемся в сигнал PWM между майном и драйвером LED подсветки (Input .. Out_En)
  • на Input измеряем скважность (яркость) сигнала PWM
  • на драйвер подсветки выходит два сигнала:
    • Out_En – вместо “родного” сигнала PWM. На выходе 0 только если на входе 0. Это происходит в случае полного гашения подсветки в момент смены режимов матрицы, выключения/включения и пр. В остальных случаях на Out_En = 3.3В (максимальная яркость без ШИМ)
    • Out_PWM – этим выходом будем управлять яркостью подсветки. Далее про этот выход подробнее
proteus schematic.jpg

Измеренная скважность фильтруется цифровым медианным фильтром (не путать с интегрированием). Выход фильтра поступает в функцию линейной интерполяции (10 точек), которая по заданной кривой выдает скважность для выхода Out_PWM. Частота на выходе Out_PWM фиксирована и равна 72кГц. Скважность устанавливается с точностью 0.1%, чего вполне хватит для перекрытия всего диапазона необходимых градаций яркости.

Для управления током подсветки Out_PWM может работать в двух режимах:
Open-Drain и Push-Pull. По задумке основной режим - Open-Drain. Для перевода в режим Push-Pull необходимо замкнуть вывод PB11 на GND.

Для управления током в режиме Open-Drain нужно подключиться к выводу задания тока подсветки драйвера LED. Изначально там стоит один резистор, задающий ток подсветки. К примеру, в мониторе DELL это 11.8 кОм.

Расчёт резисторов такой, что при выходе Out_PWM = 0% общее сопротивление R1..R3 должно равняться штатному 11.8 кОм (для DELL). При выходе Out_PWM = 100% в цепи “остаётся” только R3, что соответствует минимальному току. Это сопротивление лучше сначала подобрать переменником, возможно возбуждение контура OC драйвера LED, или проявление пятен на белом экране из-за проявляющейся разнояркости светодиодных линеек на малых токах. Отписывались, что на некоторых мониторах при незначительном уменьшении тока заметно нарушался цветовой баланс.

Для облегчения расчётов в архив прикладываю excel табличку.
excel.jpg

Заодно можно оценить график зависимости тока/суммарного сопротивления от скважности.

Что делать с Out_PWM в режиме Push-Pull? После фильтра в виде 1кОм + 0.1µF мы получим напряжение в диапазоне 0..3.3 В. Куда его заводить дальше придумайте сами :)

Ограничения по входу Input:
Максимально допустимое напряжение на входе: 3.6 В
Диапазон измеряемых частот: 75…20000 Гц
Точность измерения длительности импульса: 0.2 мкс

Выходы 0 - 3.3 В, максимальный ток 20 мА.
Максимальное напряжение на Out_PWM не должно превышать 3.6 В.

По ссылке выложил архив с прошивкой и исходниками под KEIL для контроллера, программа под Windows, таблица excel для расчётов сопротивлений R1..R3, проект Proteus (у меня 8.11 SP0) для моделирования цепочки R1..R3 C1.

P.S. Этот проект был задуман больше для отработки кода для связи PC<> MCU через USB. HID класс USB устройства выбран как стандартный, т.к. не требует написания/установки драйверов.

P.P.S. в расширенном режиме программа запускается если при запуске передать любой аргумент, к примеру "USB Flicker Free Setup Utility.exe"-x. Появится управление генератором на выводе PA2 и строка с некоторой отладочной информацией.

Архив ,  ссылка скрыта от публикации 
 
Вложения
  • Screenshot.jpg
    Screenshot.jpg
    150,5 КБ · Посмотрено: 4
  • Like
Bright и Васисуалий
V
vitalijus
  • 22 Сен 2022
В свете вчера на ixbt прочтенного , в хороших телевизорах именно динамическое управление подсветкой делает изображение достаточно четким в движении. А так, предел, 300 линий. Как в 3усцт. Или меньше. В китайском дешмане наверно пофиг, ничто там подсветкой не управляет, там 300 линий по умолчанию.
 

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

  • Справочная информация

    Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

    • Диагностика
    • Определение неисправности
    • Выбор метода ремонта
    • Поиск запчастей
    • Устранение дефекта
    • Настройка

    Учитывайте, что некоторые неисправности являются не причиной, а следствием другой неисправности, либо не правильной настройки. Подробную информацию Вы найдете в соответствующих разделах.

  • Неисправности

    Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида - стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

    • не включается
    • не корректно работает какой-то узел (блок)
    • периодически (иногда) что-то происходит

    Если у Вас есть свой вопрос по определению дефекта, способу его устранения, либо поиску и замене запчастей, Вы должны создать свою, новую тему в соответствующем разделе.
  • О прошивках

    Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

    На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.


    По вопросам прошивки Вы должны выбрать раздел для вашего типа аппарата, иначе ответ и сам файл Вы не получите, а тема будет удалена.
  • Схемы аппаратуры

    Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:


    Внимательно читайте описание. Перед запросом схемы или прошивки произведите поиск по форуму, возможно она уже есть в архивах. Поиск доступен после создания аккаунта.
  • Справочники

    На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).


    Информация размещена в каталогах, файловых архивах, и отдельных темах, в зависимости от типов элементов.

  • Marking (маркировка) - обозначение на электронных компонентах

    Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.


  • Package (корпус) - вид корпуса электронного компонента

    При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

    • DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
    • SOT-89 - пластковый корпус для поверхностного монтажа
    • SOT-23 - миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
    • TO-220 - тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
    • SOP (SOIC, SO) - миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
    • TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
    • BGA (Ball Grid Array) - корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

  • Краткие сокращения

    При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

      Сокращение   Краткое описание
    LEDLight Emitting Diode - Светодиод (Светоизлучающий диод)
    MOSFETMetal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor - Полевой транзистор с МОП структурой затвора
    EEPROMElectrically Erasable Programmable Read-Only Memory - Электрически стираемая память
    eMMCembedded Multimedia Memory Card - Встроенная мультимедийная карта памяти
    LCDLiquid Crystal Display - Жидкокристаллический дисплей (экран)
    SCLSerial Clock - Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
    SDASerial Data - Шина интерфейса I2C для обмена данными
    ICSPIn-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
    IIC, I2CInter-Integrated Circuit - Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
    PCBPrinted Circuit Board - Печатная плата
    PWMPulse Width Modulation - Широтно-импульсная модуляция
    SPISerial Peripheral Interface Protocol - Протокол последовательного периферийного интерфейса
    USBUniversal Serial Bus - Универсальная последовательная шина
    DMADirect Memory Access - Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
    ACAlternating Current - Переменный ток
    DCDirect Current - Постоянный ток
    FMFrequency Modulation - Частотная модуляция (ЧМ)
    AFCAutomatic Frequency Control - Автоматическое управление частотой

  • Частые вопросы

    Как мне дополнить свой вопрос по теме Увеличение частоты ШИМ LED подсветки ч.2?

    После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

    Кто отвечает в форуме на вопросы ?

    Ответ в тему Увеличение частоты ШИМ LED подсветки ч.2 как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

    Как найти нужную информацию по форуму ?

    Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

    По каким еще маркам можно спросить ?

    По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам - LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

    Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

    При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям - схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.


  • Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.