#DIY #lamp #recycling #highvoltage #lightning
Перша стаття присвячується не самому практичному, але на мою думку естетичному проекту, тож можливо комусь теж сподобається і він вирішить повторити.
Але спойлер - це була моя маленька пригода з реверс інжинірінгом, а у вас скоріше за все буде ваша власна))0))
Шо то є?
Починаємо з вибору жертви: нам потрібен монітор, тобто сам пан монітор, або телевізор, або ноутбук, будь-який екран з CCFL підсвіткою. Зазвичай їх можна впізнати за такими ознаками:
- Не раритетні але й не нові вироби, дуже приблизна дата народження - від 98 до 2015го року, наприклад представники срібнопластикового офісного дефолтизму
- Вони мають LCD матриці - їх можна розпізнати по матриці з RGB триколорів під лупою якщо вони увімкнені, або по "потьокам" якщо він розбитий (а якщо у моніка розбита матриця чи мертвий скалер(мозок розшифровки сигналу) то це не означає що мертва підсвітка)
- Добряче гріються по краям, не належать до енергоефективних приборів
Що таке ССFL підсвітка? Це скляні трубки в які загнали іонізовані пари ртуті, і прожарили високою напругою, від 1000V (але відносно невеликим струмом)
Трубки білі, бо зсередини покриті білим фосфором який переганяє UV-випромінювання ртуті в видимий спектр.
Лампи, зазвичай розташовані над та під плитою або пластиною з органічного скла, яке збирає та розсіює через поліетиленові лінзи світло рівномірним шаром, яке далі виходить назовні нам в глази через рідкокристалічну матрицю.
Переваги ССFL над LED в більшій частоті ШІМу який контролює яскравість - тобто менше втомлюються очі.
Строк роботи - до 5 років он-лайн (олл тайм)
Мінуси - менша енергоефективність. І розмір високовольтного генератора необхідного для роботи - в залежності від потужності.
При цьому гріються приблизно до 40-50 градусів в замкнутому непровітрюваному корпусі монітора - тому чорною шкірою краще не декорувати, але в заводській збірці працюють спокійно.
Ось приклад генератора з екрану старого ноута (з першого фото)
Потужніший генератор можна буде побачити нижче
Якщо нам потрібна лампа - її можна зробити в двох варіантах - розібрати монітор і викинути матрицю, ввімкнути його - і вуаля, псевдо-безтінева лампа готова, вішай над головою і молись щоб не впало (якщо впадає в сон - деколи допомагає кнопку налаштувань перепаяти на постійний вмикач і "зажимати" її таким способом)
Виглядати це буде приблизно так, для порівняння яскравість ноута з LED матрицею:
("зморшки" на моніторі через відклеєну і приліплену назад поліетиленову лінзу)
Другий варіант - компактна, принаймні відносно, збірка. Кожен собі сам визначить де його золота середина між використанням готового сетапу і обрізанням зайвого, я ж опишу варіант який підійшов мені.
Аналіз схеми
Почнемо зі схеми цього самого початкового сетапу. Модель монітору - Samsung SyncMaster 213T.
Тут невелика проблема - коли займався електронною частиною, ще сам не знав, що буду публікувати десь цю історію, тому фото пацієнта за хвилину до, не зробив, і в інтернеті схожого кадра не знайшов, тож поясню на принциповій схемі.
У нас три плати - блок живлення, мізки моніка і генератор. Мій мінімальний набір - це БЖ і генератор, без плати яка займає половину загального місця.
Як можна здогадатись, зазвичай високовольтному генератору для роботи потрібно живлення, і якийсь вмикаючий сигнал - бо ми знаємо що монітор може бути ввімкненим, діод на панелі світить але екран темний, і сигнал який регулює яскравість.
Якщо ми подивимось на маркування на платах або даташит, ми побачимо, що на головну плату йдуть дві лінії живлення 14v, 5v та спільна земля. А з неї на генератор - якраз живлення 14v, земля, BRT_CTL, BL_EN - Brightness Control та Backlight_Enable відповідно.
В даташиті це виглядало так:
І з даташитом було все не так просто - він був на мою модель монітора, однак з реальною схемою в багатьох місцях не сходився, чорне й рівне це оригінал, а червоне й кострубате то любов, тобто моє кривописання - так як фактично була надрукована й підписана плата.
Для цікавих - деякі підписи контактів повторюються, це означає що вони дійсно виконують одну функцію і навіть на зворотній стороні плати якщо вона одношарова буде видно широкі припойні дороги. Це робиться для того щоб дротами одного типу передавати більший струм ніж один конкретний дріт може передати, при цьому не тримаючи зоопарк діаметрів і конекторів та зберігаючи гнучкість тонких дротів.
GND та AGND - часами DGND та AGND - це земля яка обслуговує цифрові та аналогові схеми, відповідно. Це робиться для того щоб токи аналогових схем не заважали роботі цифрових.
Способи їх створення, або точніше розділення звичайної землі на підвиди бувають різні, в випадку мого моніка схема така:
Тобто по суті одна котушка, а по іншій стороні шини яка з'єднує цей конектор з БЖ, ці 4 контакти з'єднані однією дорогою.
Отже, нам потрібно викинути головну плату, втикнути генератор в БЖ і дати йому те що давала плата.
Я увімкнув весь сетап, кишки якого лежали на столі і заміряв напругу на них вольтметром та перевірив форму сигналу в пошуках керуючих імпульсів осцилографом - сигнал виявився прямим і постійним, вольтаж на зображенні нижче
Втім, при подачі 0.20v через дільник напруги (великого струму для подачі сигналу не треба, та й спротив обох сигнальних контактів здається перевищував 300к) та 5v через резистор 1к на відповідні контакти - генератор не зреагував.
Як з'ясувалось для максимальної яскравості потрібно замкнути BRT_CTL на землю, а от з BL_EN так просто вже не вийшло
Що цікаво - для увімкнення підсвітки і стабільної її роботи на контакт BL_EN на генераторі, потрібно подати не сигнал з відповідного піну на платі, а 5 вольт з БЖ, але обов'язково з підключеною до живлення платою мізків. І це каже нам - сигнал особливої форми дійсно не потрібен, але потрібна присутність ланцюгу живлення 5v в загальній схемі.
Ремарка для тих хто збирається мати справу з блоками живлення 220 вольт - в них майже завжди є великий жирний електролітичний конденсатор увімкнений десь у вхідних каскадах. Тобто він заряджається тими 220-ма вольтами, і може добряче копнути неуважних ковиряторів які добросовісно витягнули дріт з БЖ, і думають що вони в безпеці.
Можна їх розряджати просто навантаженням під'єднаним до бп, що може потребувати часу, або надійніше - замкнути ноги, що однак не є здорово для нього, але є таким для нас.
Робочу комбінацію шукав кілька днів, щоб просто не жилося даташит не тільки відрізнявся від реальної плати а ще й не містив в собі схеми генератора і БЖ не буду описувати весь процес, користувався принципом бритви Оккама - на головній платі відрізав від лінії 5 вольт по черзі різні частини схеми щоб з'ясувати які деталі дійсно необхідні для роботи - і поступово знайшов необхідне.
Це була мікросхема 9933А, яка представляє собою подвійний MOSFET для керування живленням.
На пікчі нижче наводжу схему з даташиту, її ж доповнену деталями з плати, і мінімальну робочу схему
По простому - мінімальна робоча схема
Зібрав, запрацювало, зрадів, та й відклав монтажні роботи на потім, бо того шо)
В самому початку помітив що при підключенні мізків напруга просідає до 4.98-.92, спробував симулювати цю напругу дільником, але не вийшло. Скоріше за все що в цьому випадку просідає як напруга так і струм, і генератор чутливий саме до просадки струму.
Вже потім, в кінці монтажних робіт я перевірив теорію - і вона виявилась вірною. Немає секретної функції у мосфета в схемі - його можна байпаснути і залишити навантаження в 100 ом на лінії, і тоді теж все працює :)
Тому саме схема нижче є мінімальною робочою версією.
Але платку з резисторами і SOР мікрухою впаяною в панельку для DIP вирішив залишити - як частинку історії і зручне місце для розміщення індикатора живлення та перемикача сигналу BL_ON
Монтажні роботи
Набір плат вище вирішив запихнути в простецький але як на мене естетичний корпус - бутерброд з оргскла з цього ж монітора прикритий по боках пасмами "лінз" звідти ж.
Більшу частину товщини прорізав дремелем з обох сторін, центр допилював пилкою по металу. Срані - море, пахне токсичним часничком при нагріванні, НЕ рекомендую займатись таким вдома, НЕ.
"Інтер'єр" лампи:
Панелі з трубками тримаються на продуктах фантазії і любові до пайки:
А так виглядають увімкнені трубки без перешкод на шляху до наших оч:
(Як на мене - шрекс, але не дуже технікобезпечно його так залишати висіти над робочим столом:) )
Загалом прожектом залишився задоволений, світить достатньо потужно - на столі все видно, в кімнаті теж (~11м. кв.) приблизна потужність - половина від 100W лампи розжарювання.
Маю ще дві маленькі трубки з генераторами - але до них даташиту немає, тому вдалось завести методом тику не на всю потужність (мабуть, оригінальної я не бачив)
і чомусь світять вони світло-рожевим світлом, тому з них зроблю колись щось вже чисто декоративне.
Дякую за увагу, сподіваюсь і комусь це стане корисним, до нового контакту)
Ресурси:
https://en.wikipedia.org/wiki/Backlight
https://www.analog.com/en/resources/design-notes/ccfl-characteristics.html
