среда, 26 февраля 2014 г.

Подсветка экрана электросчетчика. Попытка 1


После покупки электросчетчика сразу возникла идея сделать для него подсветку экрана, так как читаемость данных с него очень низкая, почти всегда приходится либо вплотную подходить к устройству, либо подсвечивать фонариком издалека.

Решил сделать так, чтобы подсветка работала в те моменты, когда на ней есть данные. Данные в устройстве отображаются всегда при включении в розетку, либо 10 секунд после нажатия любой кнопки в автономном режиме. Чаще всего приходится смотреть цифры в рабочем режиме, поэтому есть смысл держать подсветку все время, чтобы читать данные удаленно. По-хорошему, желательно также добавить в устройство выключатель подсветки, но это задание на будущее, пока же надо разобраться собственно с механизмом подсветки.

В устройстве есть никак не обозначенная, но найденная опытным путем линия, активная (+3,3 В) во время работы дисплея. Это третий контакт в шлейфе между платами, сразу после питания и земли. Возможно, может хватить мощности источника напряжения в этой линии, но лучше сделать небольшой усилитель на транзисторе и паре резисторов.

На плате есть разводка для какого-то звукового сигнального устройства (место под динамик и схема усилителя), вероятно, предупреждение о перегрузке, как это сделано в некоторых подобных устройствах. Мне это не нужно, но стоит взять на заметку. Например, с сигнальной линии перегрузки можно включать дополнительные, красные например, диоды подсветки для создания эффекта неминуемой катастрофы :-)

Подсветку решил делать белыми SMD-светодиодами. Во-первых, я только что получил посылку с набором разноцветных диодов типоразмера 0805. Во-вторых, больших диодов подходящей конструкции у меня нет, и я не нашел адекватного лота для розничной (до 100 штук) покупки. Изрядно помучившись с этим малютками и испортив один, могу однозначно сказать, что SMD здесь лучше не использовать, по крайней мере для конструкции, которую я придумал изначально. Эти диоды предназначены исключительно для поверхностного монтажа, и при навесном у них просто отваливаются контакты, поэтому пришлось напаивать им жесткую конструкцию, что полностью исключило всякое их преимущество перед прямоугольными диодами. Кроме того, у них оказался маленький угол рассеивания, но об этом чуть позже.

Экран представляет собой кусок стекла с приклеенной сзади светоотражающей пленкой. Первая появившаяся идея - пустить ряд светодиодов по бокам экрана. За эстетикой я здесь не гонюсь, поэтому можно использовать минимальное число диодов, что даст возможность обойтись без усилителя.

Попробовал прицепить один светодиод, чтобы оценить, стоит ли продолжать в том же духе.




Получилось не очень. Выявились следующие проблемы:
  1. При отдельном тестировании показалось, что диод светит достаточно ярко, но при установке в устройство свет оказался слабоватым. Вероятно, стекло не такое прозрачное, как кажется на первый взгляд, ведь сбоку необходимо просвечивать намного больший его слой. Это почти не проблема, запас по яркости еще большой, можно увеличить на порядок, и надо учитывать, что диодов будет больше, и свет от них будет складываться.
  2. Свет от диода оказался слишком направленным, угол меньше 90 градусов, границу видно также четко, как на фото. Место излучателя ярко выражено. Можно попробовать поставить перед диодом светорассеиватель. Также можно попробовать посадить диод подальше от края экрана, это даст не такой резкий "вход" и позволит использовать меньшее число диодов.
Для первой попытки, считаю, получилось неплохо. Есть потенциал для доработки, и из этого вполне может что-то получиться. Но об этом напишу отдельно.

Также попробую матричный вариант подсветки - размещение диодов сеткой за экраном. Но этот метод наверняка потребует замены подложки, так как сзади будет еще меньше места для рассеивания света.

Есть еще и третий вариант - заменить подложку, но диоды поставить по бокам, как в первом варианте. Этот вариант используется в большинстве современных устройств с ЖК-экранами (телефоны и планшеты, например). Неясно, подойдет ли такой метод для сегментного ЖК-экрана. Кроме того, подложка должна быть из специального материала, хорошо проводящего и рассеивающего свет.

Если не надоест, буду пробовать всё подряд, пока результат не окажется удовлетворительным.

См. также

Комментариев нет:

Отправить комментарий