Ремонт подсветки монитора силой мысли

Недавно я получил возможность познакомиться с технологией LCD поближе, во время моего первого ремонта POS-монитора. В результате получилось не только быстро отремонтировать подсветку с использованием… сгоревшей лампочки и китайского модуля за 20 рублей, но и получить неоценимые знания о самой технологии. Под катом рассмотрим и устройство конкретного экземпляра, и LCD-мониторов в целом. А еще посмотрим, как удалось его оживить. Поехали!

В 1927 году русским физиком В. К. Фредериксом был открыт переход Фредерикса, ныне широко используемый в жидкокристаллических дисплеях.

В 1968 году компания RCA представила первый прототип монохромного ЖК-экрана, основанный на динамическом рассеянии — технологии, при которой кристаллы меняли ориентацию под напряжением, формируя контрастные изображения. Однако коммерческий успех пришёл позже, с появлением TN-матриц в 1970-х. Они использовались в калькуляторах, цифровых часах и портативных устройствах вроде Game Boy. Эти экраны отличались низкой контрастностью, медленным откликом и ограниченными углами обзора, но стали первым шагом к массовости.


В 1988 году Sharp выпустила первый 14-дюймовый цветной TFT-монитор, а к середине 1990-х LCD начали конкурировать с ЭЛТ-экранами. Ключевыми преимуществами стали компактность, отсутствие мерцания и сниженное энергопотребление — особенно критичное для ноутбуков.


Однако CCFL имели недостатки:
В 2000-х начался переход на светодиодную подсветку (LED), которая оказалась тоньше, экономичнее и долговечнее. LED позволили создавать экраны толщиной менее 5 мм, а также реализовать локальное затемнение (в моделях с прямой подсветкой), улучшив контрастность. К 2010-м LED полностью вытеснили CCFL в массовом сегменте.


Цвет формируется за счёт RGB-фильтров: интенсивность каждого субпикселя регулируется отдельно, что позволяет отображать миллионы оттенков.
IPS (In-Plane Switching) — разработана Hitachi в 1996 году. Кристаллы поворачиваются в одной плоскости, что обеспечивает широкие углы обзора (до 178°) и точную цветопередачу. Недостатки — более высокое время отклика и стоимость.
VA (Vertical Alignment) — компромисс между TN и IPS. Кристаллы выравниваются вертикально без напряжения. Лучшая контрастность, но дольше время отклика.

К 2020-м IPS стала доминировать в среднем и премиальном сегментах, а разрешения достигли 8K в профессиональных решениях. Несмотря на конкуренцию с OLED, ЖК-экраны сохраняют позиции благодаря:

Выдержка из описания:
«Salepos SMP-10 — стационарный POS-монитор для отображения системной информации и работы на расчетно-кассовом узле и в других подразделениях компании. Монитор устанавливают на кассах в супермаркетах, магазинах формата дрогери, в организациях сферы услуг и прочих. Диагональ в 10 дюймов имеет хороший обзор с разрешением 800х600 пикселей. На передней панели расположены кнопки настройки изображения. POS-монитор Salepos SMP-10 подключается к ПК по интерфейсу VGA. На задней панели расположены пазы для крепежа на вертикальной поверхности. Таким образом устройство может выполнять монитора для отображения акций и специальных предложений компании.»
Ну посмотрим, какой хороший обзор он дает!
Это делает ремонт целесообразным, поскольку если проблема в матрице или плате обработке сигнала, скорее всего, смысла возиться с устройством нет. Запчасти или время копания все равно того не стоит.

Итак, выкрутив видимые винты, я снял с монитора крышку с кнопками. Но что делать дальше? Никаких других винтов внутри не было, а матрица стояло плотно.

Повертев тушку в руках, я заметил по бокам матрицы металлические крепления, не имеющие к самой матрице никакого отношения. Потыкав отверткой, мне удалось поддеть их, и… вуаля! Матрица была отсоединена, обнажив винты крепления подложки к корпусу.

Пару вращений отверткой, и внутренности устройства, наконец, обнажились.

Довольно… скудно. Имеем небольшую плату с входом питания и сигнала VGA и какой-то аппендикс, соединенный с подсветкой. С первого взгляда показалось, что это плата питания с повышением напряжения. На выходе платы значилось «9V», но при включении подсветки я намерил 5, как на входе монитора. Я не стал долго морочить голову, и просто подкинул 9 вольт с регулируемого источника напрямую на подсветку. При этом на экране намного ярче высветилось.

Значит, все-таки, неисправность питания? Ну, она неисправна 100%, но при подкидывании 9В я заметил, что монитор помаргивает, причем в одном месте. При этом большая часть подсветки как будто испорчена. Разбираемся дальше!

Поддев плоской отверткой металлические защелки по бокам экрана, я расщепил корпус, обнажив рассеивающие и отражающие слои подсветки, матрицу и саму LCD-ленту, покоящуюся снизу. Подкинув питание снова, я убедился, что стабильно работает лишь одна секция, и помаргивает еще одна.

Подсветка состоит из параллельных троек диодов, рассчитанных где-то на 3 вольта питания каждый. Так что итоговое питание составляет 9 Вольт. Если перегорает один диод из тройки — все три не горят. В данном случае третий нестабилен, оттого все три моргают.

Это было неприятное открытие, потому что менять подсветку нужно было как минимум лентой той же ширины, то есть 3мм. Такой форм-фактор крайне редкий и достаточно дорогой. Но тут меня посетила светлая идея!

Да-да, обычная светодиодная лампочка имеет такой же форм-фактор светодиодов.
Ремонт в таком случае сводится к напаиванию этих светодиодов на существующую подложку с предварительным выпаиванием сгоревших заводских. Воодушевленный, я быстро выпаял все диоды из подсветки и лампочки, и попытался запаять все на место.
Не тут-то было! Оказалось, что напаянные диоды сели криво, и из 8 троек горела всего одна. Взяв в зубы фен, я снова прошелся по всем диодам. В этот раз поправлял по три за проход, после чего сразу проверял результат. Теперь горели все!

Свет получился намного теплее (и ламповее) исходного, но на корректность цветопередачи мне начхать, поэтому и так сойдет (если Вам нет, берите диоды из лампочки с «холодным» светом). Осталось разобраться с питанием.
Я не стал сильно мучать себя дешевой схемотехникой этого монитора. Не хочет 9В выдавать — значит таков путь. Для себя же я путь определил в виде добавление дешевого преобразователя на sx1308 между входом питания монитора и аппендиксом питания подсветки, предварительно выставив на нем 9В (все равно мощность подсветки мизерная). Режем только красный (иначе будет бум! (шутка((нет)))) провод, желтый управляет включением подсветки, черный — земля, общая для всех. Плюс питания берем с платы преобразователя.

В итоге монитор, наконец, заработал как надо.

Что имеем в итоге? Ремонт прошел почти без вложений (как времени, так и денег), удалось утилизировать сгоревшую лампочку, немного разобрались с устройством мониторов. В дальнейшем планирую засунуть это в собираемый мною лазерный станок CO2, отлично там будем смотреться. Всем добра!
Историческая справка
Истоки технологии: жидкие кристаллы и первые шаги
Жидкие кристаллы были открыты в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райнитцером, но их применение в дисплеях началось лишь спустя почти 80 лет.
В 1927 году русским физиком В. К. Фредериксом был открыт переход Фредерикса, ныне широко используемый в жидкокристаллических дисплеях.

В 1968 году компания RCA представила первый прототип монохромного ЖК-экрана, основанный на динамическом рассеянии — технологии, при которой кристаллы меняли ориентацию под напряжением, формируя контрастные изображения. Однако коммерческий успех пришёл позже, с появлением TN-матриц в 1970-х. Они использовались в калькуляторах, цифровых часах и портативных устройствах вроде Game Boy. Эти экраны отличались низкой контрастностью, медленным откликом и ограниченными углами обзора, но стали первым шагом к массовости.

Революция TFT: активные матрицы и эра цветных дисплеев
Прорыв произошёл в 1980-х с внедрением тонкоплёночных транзисторов (TFT), которые позволили создать активные матрицы. Каждый пиксель получил индивидуальное управление, что резко улучшило цветопередачу, скорость отклика и углы обзора. Некоторые модели дожили до наших дней в почти неизменном виде, и теперь их можно встретить в Arduino-проектах.
В 1988 году Sharp выпустила первый 14-дюймовый цветной TFT-монитор, а к середине 1990-х LCD начали конкурировать с ЭЛТ-экранами. Ключевыми преимуществами стали компактность, отсутствие мерцания и сниженное энергопотребление — особенно критичное для ноутбуков.

Эволюция подсветки: от CCFL к LED
Первые ЖК-дисплеи использовали люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL) для подсветки. Они располагались по краям экрана, а свет распределялся через световодную панель.
Однако CCFL имели недостатки:
- Высокое энергопотребление;
- Нагрев;
- Постепенное выгорание люминофора, искажающее цветопередачу;
В 2000-х начался переход на светодиодную подсветку (LED), которая оказалась тоньше, экономичнее и долговечнее. LED позволили создавать экраны толщиной менее 5 мм, а также реализовать локальное затемнение (в моделях с прямой подсветкой), улучшив контрастность. К 2010-м LED полностью вытеснили CCFL в массовом сегменте.
Устройство
LCD-экран — это «сэндвич» из функциональных слоёв, каждый из которых выполняет свою роль:- Защитное покрытие — стекло или плёнка, защищающая экран от царапин и ударов.
- Поляризационные фильтры — два слоя (верхний и нижний), пропускающие свет только в определённой ориентации.
- Слой жидких кристаллов — ключевой элемент. Кристаллы меняют ориентацию под напряжением, регулируя прохождение света.
- Цветовые фильтры — RGB-субпиксели, формирующие цвета путём смешения красного, зелёного и синего.
- TFT-матрица — сетка тонкоплёночных транзисторов, управляющая подачей напряжения на каждый пиксель.
- Подсветка — источник света (LED или CCFL), без которого кристаллы остаются невидимыми в темноте.

Как управляются пиксели
Каждый пиксель контролируется отдельным транзистором на TFT-матрице. При подаче напряжения жидкие кристаллы поворачиваются, меняя поляризацию света. Взаимодействие с верхним и нижним фильтрами определяет, сколько света пройдёт через субпиксель. Например:- Без напряжения — кристаллы расположены так, что свет блокируется (чёрный цвет).
- С напряжением — кристаллы пропускают свет, создавая яркость и цвет.

Цвет формируется за счёт RGB-фильтров: интенсивность каждого субпикселя регулируется отдельно, что позволяет отображать миллионы оттенков.
Совершенствование матриц: TN, IPS, VA
TN (Twisted Nematic) — самая ранняя и дешёвая технология. Кристаллы закручиваются спиралью при отсутствии напряжения. Отличается быстрым откликом (1-5 мс), но узкими углами обзора и плохой цветопередачей. Используется в бюджетных мониторах и игровых моделях.IPS (In-Plane Switching) — разработана Hitachi в 1996 году. Кристаллы поворачиваются в одной плоскости, что обеспечивает широкие углы обзора (до 178°) и точную цветопередачу. Недостатки — более высокое время отклика и стоимость.
VA (Vertical Alignment) — компромисс между TN и IPS. Кристаллы выравниваются вертикально без напряжения. Лучшая контрастность, но дольше время отклика.

К 2020-м IPS стала доминировать в среднем и премиальном сегментах, а разрешения достигли 8K в профессиональных решениях. Несмотря на конкуренцию с OLED, ЖК-экраны сохраняют позиции благодаря:
- Простоте производства и низкой стоимости.
- Отсутствию выгорания пикселей (важно для статичных изображений).
- Высокой пиковой яркости, необходимой для HDR-контента.
Наши бараны
Вернемся немного с небес на землю к чудесному Salepos SMP-10, который был мне безвозмездно подарен одним хорошим человеком.
Выдержка из описания:
«Salepos SMP-10 — стационарный POS-монитор для отображения системной информации и работы на расчетно-кассовом узле и в других подразделениях компании. Монитор устанавливают на кассах в супермаркетах, магазинах формата дрогери, в организациях сферы услуг и прочих. Диагональ в 10 дюймов имеет хороший обзор с разрешением 800х600 пикселей. На передней панели расположены кнопки настройки изображения. POS-монитор Salepos SMP-10 подключается к ПК по интерфейсу VGA. На задней панели расположены пазы для крепежа на вертикальной поверхности. Таким образом устройство может выполнять монитора для отображения акций и специальных предложений компании.»
Ну посмотрим, какой хороший обзор он дает!
Процесс ремонта
Когда монитор попал ко мне в руки, заявленной неисправностью было «не работает». Однако при подключении монитора на секунду слабо высвечивалась, помаргивая, надпись: «Нет сигнала». Значит, матрица в порядке.Это делает ремонт целесообразным, поскольку если проблема в матрице или плате обработке сигнала, скорее всего, смысла возиться с устройством нет. Запчасти или время копания все равно того не стоит.

Итак, выкрутив видимые винты, я снял с монитора крышку с кнопками. Но что делать дальше? Никаких других винтов внутри не было, а матрица стояло плотно.

Повертев тушку в руках, я заметил по бокам матрицы металлические крепления, не имеющие к самой матрице никакого отношения. Потыкав отверткой, мне удалось поддеть их, и… вуаля! Матрица была отсоединена, обнажив винты крепления подложки к корпусу.

Пару вращений отверткой, и внутренности устройства, наконец, обнажились.

Довольно… скудно. Имеем небольшую плату с входом питания и сигнала VGA и какой-то аппендикс, соединенный с подсветкой. С первого взгляда показалось, что это плата питания с повышением напряжения. На выходе платы значилось «9V», но при включении подсветки я намерил 5, как на входе монитора. Я не стал долго морочить голову, и просто подкинул 9 вольт с регулируемого источника напрямую на подсветку. При этом на экране намного ярче высветилось.

Значит, все-таки, неисправность питания? Ну, она неисправна 100%, но при подкидывании 9В я заметил, что монитор помаргивает, причем в одном месте. При этом большая часть подсветки как будто испорчена. Разбираемся дальше!

Поддев плоской отверткой металлические защелки по бокам экрана, я расщепил корпус, обнажив рассеивающие и отражающие слои подсветки, матрицу и саму LCD-ленту, покоящуюся снизу. Подкинув питание снова, я убедился, что стабильно работает лишь одна секция, и помаргивает еще одна.

Подсветка состоит из параллельных троек диодов, рассчитанных где-то на 3 вольта питания каждый. Так что итоговое питание составляет 9 Вольт. Если перегорает один диод из тройки — все три не горят. В данном случае третий нестабилен, оттого все три моргают.

Это было неприятное открытие, потому что менять подсветку нужно было как минимум лентой той же ширины, то есть 3мм. Такой форм-фактор крайне редкий и достаточно дорогой. Но тут меня посетила светлая идея!

Да-да, обычная светодиодная лампочка имеет такой же форм-фактор светодиодов.
Ремонт в таком случае сводится к напаиванию этих светодиодов на существующую подложку с предварительным выпаиванием сгоревших заводских. Воодушевленный, я быстро выпаял все диоды из подсветки и лампочки, и попытался запаять все на место.
Не тут-то было! Оказалось, что напаянные диоды сели криво, и из 8 троек горела всего одна. Взяв в зубы фен, я снова прошелся по всем диодам. В этот раз поправлял по три за проход, после чего сразу проверял результат. Теперь горели все!

Свет получился намного теплее (и ламповее) исходного, но на корректность цветопередачи мне начхать, поэтому и так сойдет (если Вам нет, берите диоды из лампочки с «холодным» светом). Осталось разобраться с питанием.
Я не стал сильно мучать себя дешевой схемотехникой этого монитора. Не хочет 9В выдавать — значит таков путь. Для себя же я путь определил в виде добавление дешевого преобразователя на sx1308 между входом питания монитора и аппендиксом питания подсветки, предварительно выставив на нем 9В (все равно мощность подсветки мизерная). Режем только красный (иначе будет бум! (шутка((нет)))) провод, желтый управляет включением подсветки, черный — земля, общая для всех. Плюс питания берем с платы преобразователя.

В итоге монитор, наконец, заработал как надо.

Что имеем в итоге? Ремонт прошел почти без вложений (как времени, так и денег), удалось утилизировать сгоревшую лампочку, немного разобрались с устройством мониторов. В дальнейшем планирую засунуть это в собираемый мною лазерный станок CO2, отлично там будем смотреться. Всем добра!
Самые обсуждаемые обзоры
+27 |
1310
31
|
а если один два в короткое то -светят, один два
и в «плоской» оТвертке, сколько плоскостей
Сам ремонтировал разные телевизоры, самый маленький 5".
Сейчас точно не помню, в телевизоре 32" всего 2 линейки светодиодов. Сделать на каждую ограничитель тока не проблема. По большому счету это 1 стабилитрон, 1 транзистор, и пара резисторов. А если в каком- нибудь корпусе SOT223, ну может побольше — к стоимости практически ничего не добавится, а ремонт в случае чего намного проще и дешевле будет.
В теории да, на практике за такое инженегру тестикулы оторвут.
Во-вторых, тут 3 цепи. А в каждой планке из 2х у автора — 8 цепочек, к которым даже индивидуальных дорожек нету и не будет.
С 4/6ю индукторами? Точно?
А нужно — 16. На общую мощность ватта 2.
Вытянул из ящика первую попавшуюся битую матрицу. 6 каналов, общая мощность 4,5 ватт.
1) речь про ту, что у автора.
2) 3s6p?
Потому что после такого ремонта монитор проживёт хорошо если пару дней.
Бывшие в употреблении светодиоды переставляются только вместе с платой.
Во-вторых, у нас всё равно два набора светодиодов, работающих на последнем издыхании. В пределах партии они примерно одинаковые, если в линейке/сборке вышел из строя один — остальным тоже осталось недолго.
Донор должен быть умершим от травмы, а не от старости.
Мало кто на это смотрит, но некоторые СД и правда при перепайке превращаются в кашу. Особенно, если запаяны на бессвинцовый припой.
А если на низкотемпературный припой, да СД не подвальные, то можно и перепаивать, какие проблемы.
Я вон светильники иногда 100-ваттные ремонтирую (это хобби! не работа!) — там по 240 штук матрицы, нормально паяется. Качество пайки приходит исключительно с опытом.
Таблица параметров
Скорость разогрева 1-4°C/сек.
Tsmin 110°С
Tsmax 150°С
Время (от Tsmin до Tsmax)ts 60-120 сек.
Температура плавления Tl 200°С
Время оплавления tl 60-90 сек.
Пиковая температура Тp 260°C
Время в пределах 5°C от Тp 10 сек.
Время охлаждения (от Tp до Tsmax) 4°С/сек. макс.
Пайка не может производиться более одного раза
Необходимо избегать сильного давления на корпус светодиода
Не переворачивайте печатную плату после пайки до ее полного остывания
Желательно пользоваться низкотемпературными паяльными пастами
При ручной пайке температура жала паяльника не должна превышать 300°С
Время пайки — не более 3 сек.»
Или мы берем полностью новые светодиоды, или ищем готовую ленту подходящего размера.
Перепайка б/у светодиодов с платы на плату — бессмысленный онанизм.
даташит на используемую там микросхему, может там найдете ответ
Я, например, так подсветку в мониторе переделал, где у драйвера есть dim отправляющий шим непосредственно на ключи, и при этом частота сигнала от материнской платы была всего 300Гц. И эти 300Гц попадают непосредственно на светодиоды, а я это мерцание вижу. Один МК за несколько центов и несколько элементов рассыпухи и платка в полтора см2 непосредственно над микросхемой драйвера. Читаю скважность этих 300Гц с материнки. И сделал на выбор (выбирается из меню монитора несколько раз щелкнуть яркостью монитора 0-1%) или 20кГц шим (шим этой частоты на вывод dim) или чисто аналог (через rc цепь на вывод токового шунта).
Т.к. как уже написал мерцание шим виду глазами, при чем до нескольких кгц (не сотен, а кгц вижу глазами) я уж 'собаку' сьел на регулировке яркости светодиодов переделывать чтоб можно было пользоваться.
У чуть более продвинутых попадался еще DVI (старый еще, аналоговый)
Взято отсюда: ru.wikipedia.org/wiki/Digital_Visual_Interface
На фотке их нет. Аналоговый DVI кабель просто не воткнется в такой разъем.
Так ваше утверждение, что DVI разъемы бывают разные, ничему не противоречит. Мой комент — уточнение по разъему на фотке.
звук через него гонять тоже никто не мешает.
Переходники VGA-RCA тоже есть.
К сожалению, устройств в 3,5 и 5,25" отсеки всё меньше, стандарты уходят. А на деле штука невероятно удобная, настоящая модульность, например, у меня ПК в древнем корпусе начале нулевых оснащена передними USB 3.0 и USB-C в 3,5" панельке.
То, что вы ищете является полноразмерным 5,25" устройством, обычный оптический привод это устройство половинной высоты.
Сами пишете:
Зайдите на авито в раздел мониторов, ткните размер от 15 до 15 дюймов, тип матрицы на ips/va/tn. Вокруг меня доступно аж 237 штук, при сортировке по цене, на первой же странице мониторы 15 дюймов от 200 рублей в рабочем состоянии.
А если сделать поиск по рф, то там о чудо несколько тысяч предложений за копейки и с доставкой за 150-200 рублей.
И в чем смысл спора в итоге? Мониторов и маленьких и больших как Г, весь авито завален, никому они не нужны. Чем " в рабочем хламовнике" отличается от частного продавца с частным домом и рабочим монитором?
На некоторых предприятиях народ до сих пор мучается с ЭЛТ из начала нулевых.
Либо если кто имел опыт, сколько можно нацедить этих жидких кристаллов из старых бу мониторов и телевизоров? И есть ли вообще целесообразность?
Если мне стали лепить минусы, значит есть проблемы…
А вот такие жидкие кристаллы как на фото выше я еще не встречал.
P.S. Вот вам плюс, будем проверять «средний уровень по больнице» ©
Но пару раз в час бросить взгляд для прочитать пару строк текста какого-нибудь статуса оборудования…
Я, кстати, полгода назад на улице подобрал 24" фуджитсу полностью рабочий. Тоже не был особо нужен, подарил дружбану.
А вода закипает при 100 градусах Цельсия — доказано Цельсием!
И Гагарина специально отправили в космос в день космонавтики.
И ядерная бонба всегда падает в эпицентр )))
Дмитрий Менделеев придумал таблицу Менделеева. Пьер Ферма придумал теорему Ферма. Андерс Цельсий и Том Уильямс лорд Кельвин оформили существующее явление в температурные шкалы своего имени. А Генри Форд выпускал Форды.
Теоретическое положение уверенно опровергаемое практикой — см. обзоры Andrey13 и др. на муське-же.
ну а подсветка это отдельная тема.
То, что Вы пишите — в среднем нет — это сарказм или тяжёлый случай стокхолмского синдрома?
в статике это незаметно, но если повертеть головой устроив развертку во времени — увидеть можно.
p.s. а диагнозы оставьте для себя.
существуют подборки тестовых картинок (чередования пикселей разного расположения), на котором это становится и явно видимым. не всегда и не везде.
к этому лучше подходить исходя из «меньше знаешь — крепче спишь», а не «а вы на шкаф зелезьте».
У меня уже лет 15 валяется матрица от монитора, который стоял в банкомате. Заставка до сих пор просматривается на экране.
А про директ подсветку лампами автор совсем забыл… У меня лежит такой Делл 27" 16:10, лампы выкинул, пробовал сделать Эдж лед, но результат с полосой полсветки с одной стороны не впечатлил. собирался сделать директ лед, как в теликах, но руки так и не дошли…