Как сделать рассеиватель для светодиодной ленты своими руками из подручных материалов?
Все светодиодные лампы, продаваемые в магазинах, оснащены плафонами-рассеивателями (диффузорами). Они позволяют равномерно осветить поверхность и сделать свет от лампы более мягким.
Как быть, если есть светодиодная лампа собственного изготовления или возникло желание смастерить дополнительную подсветку в автомобильную фару? Нужно изготовить рассеиватель для светодиодной ленты своими руками.
Принцип работы рассеивателя
Свет от точечных источников света, в частности от светодиодов, имеет относительно малый угол расхождения — до 120 градусов. При небольшом расстоянии от источника можно увидеть резкий перепад освещённости за пределами этого угла. Как рассеять свет от светодиода? Решить проблему может любой светопреломляющий материал.
В заводских условиях для этого используют прозрачный или матовый пластик, на поверхности которого при отливке формируется особая текстура. Понятно, что в домашних условиях такие технологии недоступны.
Простейший светорассеиватель для светодиодов можно сконструировать за несколько секунд из обычного пищевого целлофанового пакета, только он должен быть не прозрачным, а матовым. Оберните диод в один слой целлофана, и увидите результат. Почему так происходит?
У прозрачных материалов кристаллическая решётка упорядочена, и фотоны от источников света, проходя сквозь него, не изменяют траекторию. В случае матового оттенка, у каждого микро слоя своя структура.
Так свет проходит сквозь прозрачную и матовую поверхность
Светорассеиватель для светодиодов своими руками можно сделать из самых обычных материалов, которые можно купить в ближайшем магазине хозтоваров.
При выборе материала следует учесть несколько важных моментов. Светодиодная лампа при правильном расчете параметров питания способна отработать многие годы, поэтому и материал светоотражателя не должен потерять свои свойства за это время. Нельзя забывать, что светильник будет нагреваться, вариант с целлофановым пакетом исключаем сразу.
Оптимальные материалы для светорассеивателя:
Светопропускающая способность материалов (прозрачных)
Можно было бы купить уже готовый материал с матовым оттенком, но не всегда это даст приемлемый результат. Даже у заводских рассеивателей светопропускающая способность находится в диапазоне 60-90%. Это вызвано отражением светового пока. Чем толще рассеиватель, тем выше вероятность, что свет попадет «не по назначению».
Уменьшение толщины материала не лучшим образом скажется на прочности и долговечности. Надёжный светорассеиватель для светодиодов своими руками можно изготовить из прозрачных материалов сделав матовую фактуру у одной из поверхностей.
Как получить матовую поверхность
Матовая структура поверхности получается при матировании. Существует два вида матирования:
При химическом способе на поверхность наносят специальную пасту. Она разрушает кристаллическую структуру материала, образуя равномерный матовый слой.
Механический способ подразумевает обработку поверхности абразивным материалом, обычно мелким песком.
Самый простой и доступный способ сделать матовую поверхность – обработать стекло наждачной бумагой. Для силикатного стекла этот метод не подойдёт из-за высокой прочности материала, а поликарбонат и акриловое стекло отлично поддаются такой обработке. В качестве абразива используем только мелкую наждачку, при крупном зерне возможно появление царапин.
Для домашних светильников на основе маломощных элементов с низким тепловыделением возможно в качестве рассеивателя использовать обычную компрессную бумагу, наклеенную на внутреннюю поверхность стекла.
В большинстве случаев яркость осветительного прибора можно увеличить, применив светоотражающее покрытие. Самый высокий коэффициент светоотражения у серебра, затем идет алюминий. Именно из него делают отражающий слой для зеркал. Не особо уступает эти покрытиям обычная пищевая фольга и белая краска.
Отражатель для светодиода можно сделать, своими руками покрыв этими материалами монтажную плату для светодиодов, либо внутренность светильника. Такой несложный способ позволит без особых затрат увеличить светоотдачу на 10-15%.
Как убрать засветы на LED-телевизоре?
Содержание
Содержание
Как это не парадоксально звучит, но яркая область на экране LED-телевизора или монитора может всерьез и надолго омрачить настроение его обладателю. Под засветом экрана понимают яркие пятна, выделяющиеся на включенном экране во время демонстрации темных сцен.
Данный эффект еще называют «клаудингом» (cloud (англ.) — облако), за световые пятна на экране, по форме напоминающие облака.
Природа засветов
Чтобы понять природу возникновения засветов, нужно посмотреть, как устроен LED дисплей.
Как видно из изображения, экран LED-телевизора имеет сложную многослойную структуру. Физическая деформация одного из слоев приводит к неоднородности подсветки и нежелательным засветам некоторых частей экрана. Причины, вызывающие деформацию слоев могут быть следующие:
Не существует LED-телевизоров без засветов. Они в той или иной степени присутствуют на всех LED-экранах. Это обусловлено конструкцией экрана (невозможностью обеспечения равномерной подсветки по всей его площади) и технологией производства. Причем с ростом диагонали эффект проявляется более выразительно.
Возвращаясь к схеме, видим, что существует два типа подсветки: прямая (direct LED) и боковая (EDGE LED). При прямом расположении светодиодов, как правило, засвечиваются углы экрана, а при их боковом размещении — один или оба края матрицы телевизора.
Интересна и позиция производителей. Дело в том, что они не считают засветы дефектом и только в исключительных случаях признают их гарантийным случаем. Для этого яркие пятна должны присутствовать при отображении любого, но не черного, цвета. В качестве примера можно ознакомиться с выдержкой из инструкции к телевизору одного именитого бренда: «В зависимости от угла просмотра (слева/справа/сверху/снизу) яркость и цветность панели может изменяться. Это происходит ввиду особенностей строения панели. Данные изменения не связаны с производительностью устройства и не являются неисправностью».
Мириться с засветами или нет, каждый для себя решает сам. Но то, что это допустимо — факт! Да, яркие области на экране конечно будут отвлекать от просмотра, но, если это происходит только в очень темных сценах — это норма. Хотя, увидев засветы на своем экране, каждый приложит максимум усилий чтобы избавиться от них.
Методы борьбы с засветами
Как уже говорилось, избавиться от засветов полностью не удастся, а вот свести их к минимуму — вполне возможная и решаемая задача. Нужно воспользоваться несколькими простыми советами:
Будьте предельно внимательны — во многих моделях самостоятельное ослабление винтов крышки приводит к потере гарантии! Пользуйтесь услугами сервисных центров.
Проводя «массажные» процедуры нужно быть предельно аккуратным, не нужно прилагать чрезмерных усилий и давления на экран. Так можно «убить» матрицу окончательно.
Чтобы кардинально решить вопрос с клаудингом можно попытать счастья в сервисном центре с целью получения гарантийного ремонта. Но поскольку известно, что производитель не считает данное явление дефектом, то и надежда получить гарантийное обслуживание крайне туманна. Все будет зависеть от расстановки звезд на небе и доброй воли работников сервисной службы.
Значительно большие шансы быть устраненными по гарантии имею засветы, проявляющиеся на других, отличных от черного цветах. В этом случае ремонт нужно не просить, а требовать! На лицо явный заводской брак.
Когда без ремонта не обойтись
Гораздо хуже, когда вместо «облачных» засветов на экране наблюдаются яркие четкие световые точки.
Это говорит о том, что оптические рассекатели светодиодов подсветки под действием высокой температуры отклеились и отвалились. По этой причине свет не рассеивается, а бьет мощным лучом прямо через слои матрицы.
Данная проблема устраняется только в условиях мастерской, путем замены либо светодиодной сборки целиком, либо заменой испорченного источника света.
Некоторые «Кулибины» предлагают приклеить отвалившиеся рассекатели на место, но перспективы такого ремонта сомнительны. Дело в том, что позиционирование рассекателя на кристалле светодиода очень ответственная и высокоточная операция, и проделать ее «на коленке» довольно проблематично. Лучший вариант — замена.
Этот ремонт однозначно признается гарантийным, поэтому, если дефект возник в течение гарантийного срока, то он будет устранен за счет производителя.
Какие альтернативы?
Боязнь получить экземпляр с засветами, заставляет многих покупателей рассматривать альтернативные варианты и модели, полностью лишенные этого недостатка. К счастью они есть! Это телевизоры, оснащенные OLED-матрицами.
В экранах, построенных на органических диодах, модуля подсветки нет в принципе, поскольку сама матрица состоит из множества многоцветных светодиодов (по одному на каждый пиксель изображения), каждый из которых является самостоятельным источником света.
К недостаткам такого решения относятся дороговизна экрана, а, следовательно, и самого изделия и относительно короткий жизненный цикл органических светодиодов. Они деградируют и выгорают (этой напасти особенно подвержены элементы, формирующие синий цвет), что со временем приводит к потускнению изображения и безвозвратной потере пикселя.
Вывод
Бояться засветов все же не стоит. Они неприятны глазу, но совершенно безвредны устройству. А главное, в большинстве случаев «уходят» после настройки экрана под конкретные, комфортные для просмотра уровни яркости самой матрицы и освещенности помещения.
Чтобы не попадать в неприятные ситуации, особо пристальное внимание следует уделить проверкам и тестам экрана еще на этапе покупки, поскольку позже, обратить ситуацию в свою пользу будет значительно сложней.
Как работает ЖК-экран монитора и телевизора
Содержание
Содержание
Каждый день вы видите самые разнообразные экраны. В их числе рекламные дисплеи на улице, состоящие из светодиодов, а также читалки, в пикселях которых черный пигмент перемещается во взвеси белого пигмента. Или экран кинотеатра, который вовсе не простой кусок ткани, а холст со специальной фактурой и покрытием. Но сейчас речь пойдет не о них, а о жидкокристаллических экранах и о том, каким образом электричество превращается в конечное изображение.
Источник света
Изначально источником света для ЖК-экранов были газоразрядные лампы с холодным электродом (CCFL).
Под действием газового разряда ртуть излучает ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофор на стенках колбы и превращается в видимый свет. В отличие от обычных ламп дневного света, у таких ламп электрод без подогрева (что становится ясно из названия). Для нормальной работы им нужно высокое напряжение — до 900 вольт.
Сейчас вместо газоразрядных ламп используют светодиоды. От их типа сильно зависит конечная цена монитора. Так, в бюджетном сегменте используются обычные белые светодиоды W-Led. Основой для белых светодиодов служат синие светодиоды.
Они покрыты слоем люминофора, который преобразует часть синего спектра в другие цвета. В результате из синих светодиодов получаются белые светодиоды.
Обычный люминофор для белых светодиодов состоит из множества редкоземельных металлов: иттрий, гадолиний, церий, тербий, лантан.
В профессиональных устройствах подсветку из белых светодиодов дополняют зелеными светодиодами (GB-LED). Это дешевле люминофора, дающего нужный спектр. Использование же RGB-светодиодов даже в профессиональных устройствах — редкость, хотя это позволяет регулировать цветовую температуру и яркость без нарушения калибровки гамма-кривых монитора.
В последнее время производители обратили внимание не только на обычные люминофоры, изготавливаемые из редкоземельных металлов, но и на квантовые точки.
Квантовые точки не требуют использования редких компонентов и просты в производстве: достаточно в правильных условиях смешать два дешевых реактива. Из-за того, что идеально выдержать условия невозможно, квантовые точки имеют небольшие различия в размере, поэтому ширина спектра излучения составляет порядка 20 нм.
Такой ширины спектра недостаточно для того, чтобы перекрыть REC.2020 на 100%, но это значение находится очень близко.
Подсветка
Подсветка может быть как боковой (Edge), так и прямой (Direct). Изначально боковая подсветка появилась для ртутных ламп. Потом на нее перешли и светодиоды.
Прямая подсветка ограничена довольно маленькими зонами, за которые отвечают отдельные светодиоды. Она более требовательна к качеству светодиодов, но позволяет хоть как-то реализовать технологию HDR не в OLED-устройствах.
Некоторых производителей при реализации HDR не останавливает наличие боковой подсветки, что приводит к большой площади изменения локальной яркости подсветки.
Полноценный HDR возможен только на OLED — это типичное заблуждение. В студиях кинопроизводства используют все те же самые дисплеи TFT LСD, но с одним маленьким отличием. В таких мониторах дополнительная матрица TFT обеспечивает попиксельное затенение подсветки, за счет чего получается монитор, превосходящий OLED почти по всем показателям, включая нескромную цену.
Рассеиватель
Как можно понять из названия, задача этой части ЖК-экрана — получить равномерное освещение, выдаваемое источником света. Первый слой — отражающий, обычно представляет из себя комбинацию белого пластика и фольги. Следующим идет световод.
Тут используется эффект полного отражения света в диэлектрике, а чтобы свет хоть как-то мог выйти, на поверхность световода наносят мельчайшие линзы.
Аналогичный способ используют и в акриловых вывесках и указателях.
Третий и шестой слои — рассеивающая пленка. Она обладает настолько мелкой и хаотичной структурой поверхности, что снимок был сделан на грани возможностей обычного объектива.
Четвертый и пятый слои отражают большую часть света и обладают либо призматическим, либо полуцилиндрическим рельефом.
Здесь снова используется принцип полного отражения в диэлектрическом материале, но уже как в катафотах.
Свет поочерёдно отражается от двух поверхностей, образованных микроклиньями на плёнке, и возвращается обратно.
Использование двух световозвращающих пленок обусловлено тем, что на производстве, чтобы получить более качественный рельеф, проще вытягивать пленку, чем пытаться штамповать заготовку и получить что-то непригодное.
Прямая подсветка устроена по тому же принципу, только вместо световода установлены рассеивающие линзы на светодиодах.
TFT-панель
Можно подумать, что эффект «капель воды» дает антибликовое покрытие, но нет. Это вид со стороны подсветки. Мельчайшие неровности находятся на поверхности первого слоя TFT-панели — поляризующей пленки, которая приклеена к стеклянной подложке.
Основную работу по поляризации в дешевой поляризующей пленке выполняют атомы йода, вшитые внутрь полимера. А за счет 15-кратного вытягивания пленки молекулы полимера ориентируются в пространстве, и пленка получает свойства линейного поляризатора.
В отличие от демонстрационных моделей со шнурком в решетке, в реальности небольшая проводимость йода вдоль цепочки вызывает поглощение в видимом спектре вдоль ориентации.
После первого слоя преполяризатора идет непосредственно матрица TFT (тонкоплёночных транзисторов). Принцип работы всех панелей заключается в изменении поляризации света на тонкопленочных транзисторах. В зависимости от конфигурации электродов получаются разновидности TN(+film), IPS, VA. Современные панели настолько оптимизированы, что в конечном результате могут иметь как достоинства, так и недостатки панелей других типов.
Расположение слоя жидких кристаллов можно увидеть на приведенной выше схеме. Под действием электрического поля жидкие кристаллы меняют ориентацию и тем самым вращают плоскость поляризации проходящего через них света.
За ним следуют светофильтры. Они обеспечивают разбиение белого цвета на цвета субпикселей. В зависимости от полосы пропускания фильтра, меняется конечная цветопередача всего монитора. Поэтому не факт, что, заменив подсветку W-LED на RGB, вы получите монитор, который станет пригоден для решения полиграфических задач.
Анализатор — это та же самая поляризационная пленка, но ориентированная перпендикулярно поляризатору. Она превращает изображение в видимое. Удалив эту пленку с экрана, можно скрыть изображение от посторонних глаз.
Антибликовое покрытие — последний слой. Вариантов его реализации множество, но основных — не так уж много. В первую очередь, это использование пластика с низким коэффициентом преломления света, что, в свою очередь, уменьшает коэффициент отражения от экрана.
Гладкое покрытие дает более контрастную картинку при условии, что за спиной нет сильных источников света. Матовое покрытие рассеивает свет равномерно и независимо от угла падения, что снижает контраст изображения, но при этом не создает отвлекающих бликов на экране.
Компромиссом является полуматовое/глянцевое покрытие, степень рассеивания отраженного света которого зависит от угла падения.
В самых дорогих моделях встречаются и другие типы антибликовых покрытий: с поляризацией, интерференцией и переменным эффективным коэффициентом преломления.
Ну, и какой экран без управляющей электроники. От электроники зависит интерфейс подключения монитора, частота обновления, глубина цветопередачи и маленькие фичи – разгон матрицы, хранение калибровки в самом мониторе, управление подсветкой, наличие технологий синхронизации и не только.
Несмотря на кажущуюся простоту, жидкокристаллические экраны — это очень сложные устройства, объединяющие в себе множество достижений в области химии, физики и электроники.
