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

Боремся с ШИМ подсветки экрана ноутбука

Боремся с ШИМ подсветки экрана ноутбука.

Уменьшаем влияние ШИМ подсветки на зрение аппаратными методами.

Предисловие.

У каждого в доме есть телевизоры, телефоны, планшеты, ноутбуки… Все эти чудеса современной электроники плотно вошли в нашу жизнь. Мы не представляем себе жизни без них и много времени проводим листая ленту или просматривая любимый сериал.
Но как экраны влияют на наше зрение?
Долгая работа перед экраном заставляет глаза фокусироваться на коротком расстоянии, что в будущем может привести к снижению эластичности хрусталика и близорукости. Продолжительное использование смартфонов для чтения и просмотра видео также может привести к ухудшению зрения. Чтобы этого избежать рекомендуют делать паузы в работе с компьютером или телефоном и переводить взгляд на удаленные объекты, смотреть в окно. Таким образом хрусталик будет менять форму и не терять эластичность.
Так же в последнее время поднимается вопрос о вреде синего света на зрение, но пока нет научных подтверждений этого факта. Хотя, все же он может приводить к усталости зрения.

Одним из факторов, влияющих на комфорт и здоровье зрения является ШИМ.
ШИМ — Широтно-импульсная модуляция (англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения прибора (Википедия).
Этот метод широко используется в электронике как довольно простой, дешевый и эффективный способ управления мощностью приборов. Кроме него существует и аналоговое управление, которое позволяет плавно менять мощность, но этот способ дороже и реже используется.
Если разобраться в принципе работы — то частота пульсаций ШИМ остается неизменной, а меняется скважность, т.е. отношение времени включения ко времени выключения. Таким образом меняется результирующая мощность.

Этот метод часто используется и для регулирования яркости подсветки дисплеев и мониторов. Из-за чего изображение может мерцать. Алексей Надёжин проверял телевизоры в магазинах на наличие ШИМ.

Из-за инертности зрения пульсации от 25 Гц плохо различаются глазом и воспринимаются как статичный свет. Благодаря этому также широко применяется динамическая индикация — быстрое последовательное включение источников света, при котором глаза воспринимают все источники включенными одновременно. Для осветительных приборов даже ввели допустимый коэффициент пульсаций.

Все бы ничего, но как показали исследования, длительное воздействие на глаза пульсирующих с частотой до 300Гц источников света, может приводить к зрительной и умственной усталости, головным болям и потере концентрации.

Причиной копаний в этой теме как раз и стали повышенная утомляемость глаз и появление головных болей при длительной работе за ноутбуком или пребывание в помещении с некачественными источниками освещения. С освещением все проще — меняем осветительные приборы на качественные. Но что делать с ноутбуком??

Боремся с ШИМ подсветки в ноутбуке.

Хочу предупредить: все вмешательства в схемотехнику ноутбука рискованны и требуют высокой квалификации исполнителя! В случае отсутствия соответствующей подготовки, настоятельно рекомендую воспринимать статью как познавательно-развлекательную!

Для оценки уровня пульсаций вашего монитора или дисплея ноутбука можно воспользоваться "карандашным методом", снять на телефон короткое видео в Slow motion или приобрести специальный прибор. Единственный доступный для покупки прибор — Люксметр Radex Lupin. Правда, цена не радует.
Я же использовал самодельный "Индикатор светового излучения". Жаль, что подобных дешевых приборов нет в продаже.
После проверки дисплея ноутбука HP 4540s оказалось, что частота ШИМ — 280 Гц. И дело не в самой матрице, а в управляющем сигнале, который на нее подается. К стати, подборку ноутбуков с хорошими экранами можно найти на сайте Андрея Бредихи.

На максимальной яркости пульсации пропадают. Казалось, вот и выход — яркость на максимум! Но тут ждал сюрприз: дисплей плавно снижал яркость на темном изображении и так же плавно увеличивал до максимума на светлом. Время перехода составляет около 3-5 секунд. Я терпел какое-то время, но карантин — время возможностей и у меня появилась возможность побороться с ШИМ подсветки.

Читайте так же:
Синхронизация с пк samsung one note

Способ первый — отключить ШИМ. Яркость подсветки будет всегда на максимум. Для этого я разобрал ноутбук и нашел разъем шлейфа матрицы. Далее, включаем ноутбук с 50% яркости и отключенным дисплеем (можно с внешним монитором). Осциллографом находим контакт, на котором присутствует сигнал ШИМ с частотой, в моем случае, 280 Гц. Теперь нужно отследить дорожку от этого контакта разъема. В моем случае она пришла на резистор — снимаем его. На контакт разъема нужно подать 3.3 В. Напряжение можно поискать на больших конденсаторах DC-DC преобразователей и пробросить перемычкой на наш разъем. Имеем постоянный сигнал вместо ШИМ. Собираем, проверяем. ШИМ отсутствует, как и управление яркостью подсветки.

С этой доработкой ноутбук находился в эксплуатации около двух недель. Яркость матрицы не высокая и не доставляет дискомфорта. Дисплей больше не вызывает усталости глаз или головной боли. По крайней мере, этого я не заметил. Это не совсем решение, а скорее костыль.

Способ второй — увеличить частоту ШИМ выше предела восприятия. В разрыв линии ШИМ подсветки устанавливаем «Умножитель ШИМ х128».
На Хабре я наткнулся на статью "Разгон подсветки монитора" в которой автор описывает способ увеличения частоты ШИМ.
Для этого берем микроконтроллер Attiny45 (ATtiny25/85 так же подойдут). Файл прошивки и описание вы можете найти в статье по ссылке выше.

Прошиваем, припаиваем провода и упаковываем в термоусадку. Получаем эдакий жучок.

Далее лепим нашего жука в свободное место и припаиваем провода: питание +3,3В нашлось на DC-DC преобразователе, INPUT — через резистор 1 КОм к источнику ШИМ, OUTPUT — через резистор 1 КОм на разъем матрицы. Резисторы я решил установить на всякий случай.


Перед сборкой стоит аккуратно проверить управление подсветкой и частоту ШИМ.

Имеем многократное увеличение частоты. Яркость регулируется, но есть небольшие нюансы. До переделки яркость менялась плавнее. Сейчас же на моем ноутбуке доступно 8 градаций яркости. На максимальной яркости ШИМ отсутствует, последние два деления яркость не меняют, а на минимальном — подсветка вовсе выключается.
На ноутбуке установлена матрица TN. Искажения цветовой температуры я не заметил. Драйвер подсветки не греется. Колебаний яркости подсветки также не замечено. Я продолжаю использовать ноутбук с увеличенной частотой ШИМ. Тестирование продолжается. О выявленных недочетах или усталости зрения я напишу в апдейтах в этой статье.

Заключение.

Если ваш ноутбук или монитор доставляет дискомфорт или даже страдания, то могу смело рекомендовать выше описанные способы борьбы с ШИМ к повторению. Правда, необходимо обладать определенными навыками для их реализации. Если вы не имеете нужной квалификации, то можно обратиться с просьбой о данном твике в мастерскую по ремонту ноутбуков.
В итоге, результатом я полностью доволен. Выигрыш в виде увеличения частоты ШИМ определенно оправдывает все вложенные усилия. Долгая работа за ноутбуком более не доставляет дискомфорта и не вызывает усталости, как прежде. «Умножитель ШИМ х128» также был установлен в аналогичный ноутбук начальника. Он остался доволен и подтвердил, что глаза стали уставать меньше.
После изучения влияния ШИМ на зрение я стал проверять дисплеи и источники света на наличие и частоту пульсаций. К примеру, купленный ноутбук Lenovo имел частоту ШИМ 200 Гц и был возвращен обратно в магазин. Другая модель Lenovo имеет частоту ШИМ 1000 Гц — ее я решил оставить. В третьей протестированной модели ноутбука Lenovo яркость снижалась до 30% вообще без заметной ШИМ, а ниже 30% появились пульсации около 34 Кгц, что является отличным показателем.
Проведенные исследования показывают, что низкую частоту ШИМ можно встретить даже в дорогих моделях ноутбуков. Нигде не указывается, какая частота ШИМ используется в конкретной модели. Остается только измерять…
Если вы располагаете альтернативными методами борьбы с влиянием ШИМ — буду рад почитать в комментариях.
Надеюсь, эта статья вам чем-то поможет. Спасибо, что дочитали. Берегите здоровье.

Читайте так же:
Синхронизация wats up с компьютером

Что такое матрица в ноутбуке? Типы и характеристики

Что такое матрица в ноутбуке? Это жидкокристаллический экран монитора, обеспечивающий качественное изображение и естественную цветопередачу. Технология использования жидких кристаллов появилась в конце 19 века, хотя она достаточно долго не находила способа применения на практике. Однако фирма Radio Corporation of America в 1970 г разработала первый экран с жидкими кристаллами, который уже тогда получил название «матрица».

Устройство и типы матрицы ноутбука

Устройство и типы матрицы ноутбука

Так что такое матрица в ноутбуке: на фото видно, что она включает в себя два гибких поляризованных слоя, меж которыми располагается раствор из жидких кристаллов. Чтобы изображение на матрице было видно пользователю, за ней располагается отражающий слой и мощная подсветка. При слабом нажатии на любую точку экрана можно заметить, как раствор начинает перемещаться, и при этом на поверхности экрана возникают цветные разводы. Нельзя забывать, что матрица экрана ноутбука – хрупкий элемент, требующий очень осторожного обращения.

Различают три основных разновидности матриц:

  • TN – матрицы, главным преимуществом которых стало высокое время отклика и невысокая стоимость однако по иным показателям они оставались несовершенными. Распространенные разновидности STN, DSTN, TN+Film.
  • IPS – второе поколение матриц ноутбука, отличавшееся более совершенной цветопередачей. Однако они стоят значительно дороже и отличаются большим энергопотреблением, поэтому производителям пришлось искать промежуточный вариант. Этот тип матриц выпускается в разновидностях: Super IPS, Dual Domain IPS и некоторых других.
  • MVA – самые совершенные на сегодня матрицы ноутбуков. По качеству картинки и уровню цветопередаче они максимально приближены к матрицам второго поколения, а по энергоемкости – к матрицам TN. Они же обладают относительно невысокой стоимостью, что дополнительно обеспечило им широкое распространение.
Читайте так же:
Как отключить синхронизацию папок на компьютере

Продемонстрируем наглядно преимущества и недостатки каждого вида матриц

Семейство

Преимущества

Недостатки

TN (Twisted Nematic)
Модификации: STN, DSTN, TN+Film

отличное время отклика, от 16мс -25мс;
недорогая технология

плохая цветопередача;
низкая контрастность;
черный цвет плохо передается и выглядит как темно-серый;
битые пиксели на экране выглядят яркими точками;
маленькие углы обзора, у технологии TN+Film — до 140°.

MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)
Модификации: PVA, ASV

высокие яркость и контрастность до 500:1;
цвета отображаются лучше чем у матрица типа TN;
черный цвет отображается значительно лучше;
углы обзора до 160°.

искажается цветопередача;
битый пиксель выглядит, как черная точка;
время отклика примерно 25мс.

IPS (In-Plane Switching)
Модификации: Super IPS, Dual Domain IPS, A-IPS

черный цвет выглядит черным;
битый пиксель выглядит не ярким, а черным;
контрастность до 300:1;
самая лучшая цветопередача;
углы обзора порядка 170-180°.

самое большое время отклика, не меньше 30мс и до 50-60мс;
большое энергопотребление;
самая дорогая технология.

Согласно спецификации Standart Panels Working Group, матрицы ноутбуков достаточно часто классифицируют по размерам, соотношению сторон и разрешению. Ниже представлена классификация:

Диагональ
матрицы

Разрешение
(букв. обознач.)

Разрешение
(в пикселях)

Соотношение
сторон

Расстояние
между
пикселями

Пикселей
на дюйм

Данные в таблице отсортированы по колонке «расстояние между пикселями». Стоит отметить, что здесь перечислены только выпускаемые типы матриц на сегодняшний день. Например, в таблице нет матриц с разрешением 800×600 (SVGA).

Что такое матрица в ноутбуке?

Что такое инвертор матрицы ноутбука?

Это часть системы подсветки, обеспечивающая четкое и яркое изображение на экране. Подсветка состоит из ламп и преобразователя напряжения, роль которого и выполняет инвертор. Чтобы обеспечить необходимую яркость ламп, необходимо напряжение в тысячу вольт, в то время как блок питания устройства подает не более 20. Инвертор применяется для трансформации напряжения в высоковольтное, он состоит из управляющей платы и трансформатора. Его дополнительными функциями являются защита от перегрузок, регулировка яркости монитора и защита от замыканий.

Распространенные поломки матрицы ноутбука

Что делать, если сломалась матрица на ноутбуке? Наиболее распространенная причина – механические поломки. Любой сильный удар или падение ноутбука даже с небольшой высоты приводит к серьезным неисправностям матрицы, после чего ее необходимо менять. Сделать это можно только в условиях сервисного центра, самостоятельный ремонт только усугубит проблему.

Еще одна сложная проблема, требующая профессионального ремонта – поломка дешифратора, она проявляется цветными полосами на экране и другими нарушениями отображения картинки. Восстановить работу дисплея в этом случае могут только профессионалы. К менее серьезным проблемам относятся поломка инвертора и другие нарушения работы системы подсветки, обычно они не требуют полной замены матрицы.

Подсветка ноутбука практика ремонта своими руками

Скорей ввсего при этой проблеме сгорела сама лампа подсветки или светодиод в линейки, и ее (его) нужно заменить на новую (новый). Но прежде чем это делать, нужно проверить инвертор подсветки — небольшая плата, которая из низкого постоянного напряжения уровнем около 14 вольт делает высокое, требуемое для питания лампы с холодным катодом или светодиодной линейки из последовательно соединенных светодиодов.

Читайте так же:
Синхронизация программ на андройд

Итак, в случае с ламповой подсветкой разбираем ноутбучный экран, откручиваем все винтики и снимая лицевую панель. Отсоединяем лампу от инвертора и подключаем вместо неё новую исправную. Лампа не горит. При этом все питающие напряжения на плату драевера подсветки ноутбука приходят, управляющий сигнал также присутствует . Поэтому можно смело говорить о неисправности инвертора.

Проверяем саму лампу, для этого подсоединяем её к внешнему, рабочему инвертору — лампа не светится. Значит ее тоже придется менять.

Инвертор устроен следующим образом: 1 — разъем для подключения CCFL лампы 2 — smd предохранитель, микросхема-контроллер (3) генерирует заданную частоту и контролирует ток лампы. 4 и 5 — ключи на полевых транзисторах; 6 повышающий трансформатор.

При прозвонке платы инвертора мультиметром обнаружил перегоревший SMD-предохранитель. Один из ключевых транзисторов (сборка) звенит накоротко, так-что его тоже пришлось менять на близкий аналог. С SMD-предохранителем мудрить не стал, просто замкнул его перемычкой. После замены радиокомпонентов и замены CCFL лампы подсветка ноутбука успешно заработала.

Диагностика ламповой подсветки матрицы ноутбука

Подсветка ноутбука. Как проверить CCFL лампу матрицы. Простейшея схема инвертора.

Разобрав крышку матрицы поступившего в ремонт ноутбука, увидел очень неприятную картину, а именно отсутствие платы инвертора подсветки, поэтому решил установить универсальный драйвер подсветки заказанный ранее с всемирной барахолки.

Для подключения универсальной платы драйвера применяются 4 пятачка, два из них это питание (обычно в ноутбуках это 19 вольт), а два других это контакт включения CCFL лампы и регулировка яркости ее свечения.

Для правильного подключения в первую очередь необходимо понять, какие выводы в разъеме ноутбука отвечают за подачу питания на плату. Для этого мультиметром находим 19 вольт на контактах разьема.

Обычно, питающие провод находятся по краям разъема, и идут в паре, для увеличения сечения провода и снижения потерь.

Гораздо труднее определить контакты отвечаюшие за регулировку яркости и включения драйвера подсветки ноутбука. Сложность состоит в том, что сигнал включения статичный, а регулировка яркости осуществляется ШИМ сигналом, посмотреть который можно только осциллографом. Если измерять мультиметром, то оба контакта показывают околоо 3,3 вольта. При отсутствии такого дорогостоящего прибора, методом случайного тыка, выяснил что зеленый провод является ШИМ сигналом регулировки яркости.

Пациент ноутбук Acer Aspire 9410z, у него периодически гаснет подсветка, но через разное время после включения. Может и вообще не включится. Для того, чтобы узнать – работает подсветка или нет – нужно включенный ноутбук поднести к источнику внешнего освещения и посмотреть на дисплей – изображение будет просматриваться, в случае если не работает только подсветка. Если изображение нет, то это совсем другая проблема. При неработающей подсветке экрана ноутбука может быть проблема в инверторе, лампе или прохождении сигналов включения подсветки. Бывают нелепые случаи, когда пользователь сам отключает подсветку с помощью функциональных клавиш (Fn + звездочка). А в данном примере – путем несложных действий я понял, что тупит датчик закрытия-открытия крышки, который тушит подсветку при закрытой крышке для экономии энергии.

Как увеличить или уменьшить яркость экрана на ноутбуке

Экран ноутбука — это один из тех компонентов, который потребляет больше всего энергии. Принимая во внимание, что ноутбук является переносным устройством, то условия работы с ним могут быть различными. Например, вы пришли в светлую комнату, где необходимо увеличить яркость экрана или, напротив, сидите в темной спальне, где яркость нужно уменьшить. В этом посте вы узнаете как изменять яркость экрана в ноутбуке.

Читайте так же:
Sony ericsson как синхронизация контактов

В принципе, яркость экрана в ноутбуке можно регулировать 2-мя способами:

Изменение яркости экрана в ноутбуке средствами Windows

Зайдите в Пуск — Панель управления — Система и безопасность — Электропитание

Перемещая ползунок в разные стороны можно изменить яркость экрана по своему вкусу.

brightness

Настройка автоматического изменение яркости экрана

Для того, чтобы яркость экрана менялась автоматически необходимо настроить план электропитания вашего ноутбука:

  • Работа от батареи — яркость минимальная
  • Работа от электросети — яркость максимальная

Это делается для экономии заряда аккумулятора.

nastroika_yarkosti

Для этого нужно зайти в меню настройки плана электропитания и выбрать необходимый режим работы.

Например, чтобы яркость экрана ноутбука автоматически увеличивалась при подключении к сети.

auto

Если настройка яркости экрана ноутбука невозможна (например ползунок неактивен, либо такого пункта вообще нет) вам необходимо проверить, установлены ли драйвера на видеокарту. Рекомендую скачивать драйвера с официального сайта производителя ноутбука.

Изменения яркости экрана ноутбука с помощью кнопок на клавиатуре

brightness_key

Прибавить или убавить яркость экрана в ноутбуке можно также с помощью «горячих клавиш». Клавиши, которые отвечают за яркость могут выглядеть так:

notebook_key

Попробуйте по нажимать их. Если яркость не меняется, то нажимать их надо одновременно с клавишей FN. Обычно она находится внизу слева, между клавишами CTRL и WIN и выглядит вот так.

fn_key

Не работает изменение яркости экрана

В случае, когда яркость все равно не меняется и настраивается, то необходимо проверить, установлены ли драйвера на видеокарту, ATK драйвер (ATKACPI driver and hotkey-related utilities для ноутбуков ASUS), LaunchManager (для ноутбуков Acer), программа для управления электропитанием (для ноутбуков Lenovo). Другие производители, такие как HP, Sony Vaio, MSI могут поставлять свои программы, без которых сменить яркость нельзя. Вообщем, все необходимые драйвера для ноутбука, которые предустановлены производителем. Только в этом случае вы со 100% вероятность сможете успешно менять яркость экрана в ноутбуке.

Яркость экрана меняется сама по себе

Возможно у вас в ноутбуке имеется датчик света, который меняет яркость в зависимости от сил освещения. Также производители видеокарт встраивают в драйвера утилиты, который автоматически меняют яркость экрана, в зависимости от изображения, которое на нем появляется. Необходимо отключить «адаптивную регулировку яркости», чтобы она не менялась самостоятельно.

Экран все равно очень тусклый, хотя яркость на максимуме

Бывает и так, что яркость монитора упала настолько, что не помогает даже увеличение до максимума. Причем она отличается от той, какая была при покупке ноутбука. Решение в том, что со временем в матрицах первых поколений перегорает лампа подсветки, от чего яркость матрицы сильно уменьшается. Необходима замена лампа подсветки или замена всей матрицы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector