LCD

Metodos de retroiluminacion en un TV y pistas para su reparacion

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Todos hemos oído hablar de TFT, LCD, Plasma ,OLED,LED e  incluso combinaciones de ellas, como TFT LCD, y muchas más, veamos a grandes rasgos sus diferencias:

  • TFT: TFT no es una tecnología de visualización en sí, sino que simplemente se trata de un tipo especial de transistores con el que se consigue mejorar la calidad de la imagen. Su uso más frecuente es junto con las pantallas LCD.
  • LCD y TFT LCD: La tecnología LCD utiliza moléculas de cristal líquido colocadas entre diferentes capas que las polarizan y las rotan según se quiera mostrar un color u otro. Su principal ventaja, además de su reducido tamaño, es el ahorro de energía. Cuando estas pantallas usan transistores TFT entonces estamos hablando de TFT LCDs, los cuales son los modelos más extendidos en la actualidad.Incorporan un filtro con la cual ya no te malogran ni cansan la vista a comparación de los CRT.
  • PLASMA: Al contrario que las pantallas LCD, las pantallas de plasma utilizan fósforos excitados con gases nobles para mostrar píxeles y dotarles de color. Aunque se inventó en 1964 se trata de la tecnología mas retrasada, en cuanto a nivel de implantación, debido a que su precio es mas elevado (aunque cada vez la diferencia es menor) y también  porque la tecnología   LED  ha equiparado  en calidad a estas. Las características que destacaban  son un  mayor ángulo de visión que una pantalla LCD, mejor contraste y más realismo entre los colores mostrados pero sin embargo  con un  costo mayor   y un mayor consumo  energético.
  • OLED: Por ultimo, esta tecnología que también tiene muy pocos años y que poco a poco también iremos viéndola mas constantemente. Se trata de una variante del LED clásico, pero donde la capa de emisión tiene un componente orgánico. Seguramente habrá escuchado que las pantallas OLED tienen la ventaja de no necesitar luz trasera, con lo que ahorran mucha mas energía que cualquier otra alternativa. Además, su costo también es menor. Sin embargo, su tiempo de uso no es tan bueno como el de las anteriores tecnologías que les hemos comentado.
  • LED :Las pantallas LED son pantallas LCD que emplean tecnología de retroiluminación LED, a diferencia de las pantallas LCD convencionales, que utilizan retroiluminación mediante CCFL,es decir  en vez de utilizar lámparas fluorescentes utilizan retro iluminación por LED.Al no utilizar lámparas fluorescentes eliminan el uso de Mercurio en los monitores, evitando la contaminación.  Presenta mejor contraste en las imágenes proyectadas, también controla mejor el brillo de la imagen para evitar la fatiga en la vista.La ventaja más directa en el uso de luces LEDs para retroiluminar los paneles de televisores LCD es el menor consumo de este tipo de diodos (hasta un 40%menos). Son así equipos más eficientesenergéticamente y cuya vida útil también es mayor. En la calidad de imagen  destaca el aumento del contraste dinámico en los televisoresLED frente a losLCD clásicos. La representación de color también mejora con la tecnologíaLED. Las pantallasLED son las que se han implantado    frente al resto de tecnologías  por proporcionar  imágenes de elevado brillo y contraste y bajo consumo de energía, una mayor temperatura del panel y una vida útil de los diodosLED limitada.Existen varios tipos de pantallasLED en función de la tecnología deretroiluminaciónLED empleada:
    • Edge LED: los diodos LED van colocados alrededor de la pantalla, en los bordes del televisor, utilizándose un panel especial para distribuir la luz de forma uniforme por toda la superficie de la pantalla. Esta disposición lateral de los diodos hace que el televisor sea muy delgado, pero no permite iluminar de forma precisa toda la pantalla, lo que afecta negativamente a la relación de contraste.
    • Full LED (también llamada Direct LED): los diodos LED están distribuidos por todo el panel, no sólo en los bordes de la pantalla, lo que permite mejor contraste, brillo y calidad de imagen, aunque con un mayor consumo de energía y grosor que las pantallas Edge LED.

 

 

En resumen, los monitores LED gastan menos energía, ayudan a cuidar el medio ambiente y presentan mejor imagen que un LCD

 

Retroiluminacion del los paneles LCD

 

En las pantallas LCD es necesaria la retroiluminación porque la imagen está formada por pixels pero estos no emiten luz por sí mismos, por lo que es necesaria una fuente de luz que ilumine los pixels desde la parte posterior.

Las principales diferentes de las pantallas LED frente a las pantallas LCD con retroiluminación CCFL:

  • Los LED necesitan menos espacio que las lámparas CCFL lo que permite reducir el grosor, obteniendo paneles más delgados.
  • En función del tipo de tecnología LED, las pantallas LED pueden consumir entre 20 y 40% menos que las pantallas LCD convencionales.
  • Mejor nivel de brillo, niveles de contraste y gama de colores más amplia en los paneles con LED.
  • Mayor alta tasa de refresco en los paneles LED (cansa menos la vista )
  • Menor  temperatura sobre el panel en los LCD.
  • Vida útil de los diodos LED limitada.

Los LED se diferencias de los LCD simplemente en la forma en que se ilumina la pantalla. Los LCD usan tubos fluorescentes tipo lampara de bajo consumo y los LED usan leds que también existen en forma de lamparas pero son poco conocidas y muy caras.

Veamos  ahora  la electrónica involucrada en ambos casos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RETROIMUMINACION  DE  UN TELEVISOR  LCD

 

Un   componente fundamental y exclusiva de los TV de LCD es el inverter, pieza  que no existía en los TV convencionales o de tubo de imagen.El inverter es el encargado junto a las lámparas CCFL de la retroiluminación de la pantalla.

El circuito de inverter se basa en circuitos osciladores de alta tensión similar  como el que se usa en el circuito de líneas de un TV de Tubo de imagen para obtener el MAT o alta tensión. La diferencia es que en la etapa de MAT se obtenían tensiones del orden de 20 a 25 KV y en un inverter cada circuito de MAT proporciona sobre 1KV. Otra diferencia es que hay un circuito de MAT para cada lámpara o para cada dos,con lo cuál en un inverter puede encontrar 6, 7 o 8 transformadores en los casos más normales, pudiendo haber incluso más según el tamaño de la pantalla.

 

Las conexiones externas de un inverter que necesita para funcionar son:

  1.  24V
  2.  BL_ON
  3.  BL_Current que se utiliza para dar más iluminación trasera o menos. Hay veces que no se utiliza y aunque no esté presente el inverter funciona.
  4. línea de protección que se activa cuando detecta algún fallo en elinverter. Esta línea la utiliza algún fabricante para apagar la fuente si hay fallos en elinverter, pero son pocos los que la usan, con lo cuál si no se usa elTV sigue funcionando con sonido.El orden de arranque es el siguiente:
  •  Pulsamos el interruptor general y obtenemos 5V y 3V3.
  •  Pulsamos Stand-By o Programa + y se activa POWER_ON con lo cuál se obtienen 12V de la segunda fuente y 24V de la tercera fuente.
  •  Una vez que todos los circuitos integrados de la Main Board están alimentados el micro ya se puede comunicar con ellos a través del Bus I2C y chequearlos.
  •  Si el micro detecta que está todo bien activa la línea BL_ON, que también puede llamarse Backlight_ON.
  •  Esta línea es parecida a POWER_ON pero hace funciona el inverter.
  •  Una vez con 24V y BL_ON a nivel alto en el inverter, este ya puede hacer oscilar todas las etapas de alta tensión e iluminar las lámparas.

 

Averías   en el inverter 

 

Una avería típica de los  TV LCD  es que al encender el televisor LCD, después de unos  segundos  la pantalla se apaga ,pero el sonido del TV es normal, excepto que sólo hay visualización( se puede comprobar iluminando con una linterna . La tensión de alimentación de la placa del inversor puede ser buena y el inversor en señal del mainboard puede estar presente también. Eso significa que el problema puede estar en la placa del inversor o en  las lámparas CCFL

Después de medir todos los componentes sospechosos en la placa del inversor, si no cuenta con un  probador de la lámpara CCFL en este momento, puede usar  un método especial para probar las lámparas CCFL para comprobar si están funcionando o no (tiene que ser cuidadoso con este método, ya que podría dañar los componentes de la placa del inversor) llamado  como «protección del inversor Bypass«, pues le permitirá saber si cualquiera de las lámparas CCFL esta averiada  o el problema es de la  placa del inversor que hace que  causado la TV LCD se apague después de un segundo.

En el inverter  es  fácil  utilizar el OZ9938 IC como inversor IC. Si se refiere al pin 3 en el diagrama siguiente se podía ver la marca pin  «Timer» y la descripción como «condensador de temporización para establecer sorprendente el tiempo y el tiempo de retardo de apagado». Esto significa que el condensador externo tomará la decisión en «ON» el momento lámparas CCFL. Si el valor de la tensión llega a su entorno tensiones y las lámparas aún no esta puesta en marcha, el OZ9938 dejará de funcionar y cerrar.

Ahora, cuando se corte el pin 3 de OZ9938 IC a tierra, se cancelará temporalmente el sistema de retroiluminación cortó función de protección y la TV LCD se puede activar . Mire la pantalla ahora para ver si hay alguna zona de barras negra / oscuras y asegúrese de que el brillo es incluso en todos los ángulos. Si en la pantalla el brillo es bueno, entonces esto significa que la luz de fondo está trabajando muy bien y el problema está en la placa del inversor. Si pudieran ver la zona oscura / negro entonces esto significa que una de la luces de fondo LCD tienen problema. No encienda el televisor LCD durante mucho tiempo por motivos de seguridad.
Despues de  comprobar   todos los componentes en la placa del inversor  si  están en buen estado puede  encender  el televisor LCD de nuevo y dejarlo encendido  durante unos 3 minutos (después de un cortocircuito en el pin 3 de OZ9938 IC a tierra). Después de 3 minutos, apagar el televisor LCVD y tocar   cuidadosamente  los componentes  ( especialmente los  7 transformadores HV) para  comprobar la temperatura . Si alguno de los  7 HV esta   mas  caliente, podria ser  el devanado obtener cortocircuito cuando está bajo carga haciendo que la protección de sobrecorriente (CCFL Lamps Circuito equilibrio actual) actué clausurando así la luz de fondo.   En este caso  la sustitución de un nuevo transformador de alto voltaje en el T914 hara que , el televisor LCD funcione perfectamente bien. Puesto a prueba la TV LCD de más de 30 minutos ya se encontró que la temperatura del T914 a ser normal otra vez.

 

 

Por cierto , dado el alto coste  tanto de los inverters,así   como el de las lamparas CCFL, hay muchas personas que optan ,por reemplazar todo el conjunto (INVERTER + CCFL)   por una economica  tira de  leds SMD pegándolos a lo largo del panel LCD  , tomando   de la fuente  de alimentación los 12 V para alimentar las tiras de led .

 

Todas las tiras de LED, vienen con película adhesiva 3M estándar  , por lo que se pueden colocar de manera creativa en cualquier lugar  . Las tiras suelen ir paquete de 5 metros de tira de LED pero se pueden cortar a la medida  que nos interese segun la longitud  del panel LCD

Algunos incluyen   regulador de intensidad , lo cual  nos puede ser util  para  ajustar el brillo correcto del LCD   si vamos a sustituir todo el conjunto (INVERTER + CCFL)

 

Etas son algunas de sus características:

Tipo del LED: SMD3528

Color: LED blanco frío

Cantidad: 300leds / 5metre

Ángulo de visión: 120 °

Voltaje de entrada: 12VDC, ? 2A

Energía de trabajo: 4,8 W / M

Corriente / metro: 0 35-0 4A

Temperatura de trabajo: -20 a 50 º

Tarifa de la protección: IP65 Impermeable-

 

 

El precio de esta tiras  ronda los 15€  en Amazon :3528 SMD Blanco fresco impermeable los 5M 300Leds. Tira LED de luz de lámpara. + Dimmer LD124

Cómo conectar un display LCD a tu Raspberry-Pi

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En este post Mark Wiliams  nos muestra con  todo detalle   cómo conectar y utilizar un display de   16 x 2 LCD en modo 4 bits sobre una Raspberry Pi usando la  librería WiringPi que permite programar de forma fácil dispositivos externos.

El LCD  usando es un display  OLED azul (LCD) de 16 × 2 de adafruit basado en el clásico HD44780 de Hitachi ,el cual es un standard «de facto » en cuanto a displays lcd alfanumericos.

Esta modelo de pantalla cuenta con ultra-alto contraste  ,mayor incluso que las clásicas pantallas LCD restroliluminadas, por lo que la legibilidad es excelente desde cualquier ángulo.

El LCD ,como  adelantaba utiliza el controlador HD44780 el cual  está presente en casi todas las pantallas LCD.Como es habitual en este tipo de displays que utilizan este controlador por lo general tienen 14 ó 16 pines. (En etse caso elLCD tiene 16, numerados del 0 al 16)
A veces, todos estos pines están presentes, pero alguno  no se utiliza,por ejemplo, los pines 15 y 16 son para back-light que en este modelo no se utilizan
PINES DEL HD44780  EN DETALLE
Pin 1 Ground.
Pin 2 Tensión de alimentación de OLED y la lógica
Pin 3 Por lo general está conectado a un potenciómetro para controlar el contraste de la pantalla.
Pin 4 La señal de selección de registro (RS) determina si los valores de los bits de datos se interpretan como una orden (la pantalla del claro ejemplo) o los datos (aka: un personaje para mostrar).
Pin 5 ¿La lectura / escritura pin. En el modo de lectura, este pin se utiliza para obtener información de la pantalla LCD para averiguar si la pantalla LCD se puede aceptar comandos o para indicar que está demasiado ocupado.
No necesitamos esta función podemos esperar el tiempo máximo de una orden que debe ser por escrito (200us) antes de enviar el siguiente comando.
Si la lectura está activada y Pin4 en la pantalla LCD está conectado a un pin en el Raspberry Pi, hay una posibilidad de que pueda destruir su Pi. Sólo quiero volver a escribir en el LCD, nunca queremos leer de él. Así que esto siempre debe estar conectado a tierra.
Pin 6 La patilla de habilitación (E) funciona como el comando / data enclavamiento de señales para la pantalla LCD. La pantalla LCD se enganchará en lo que está en los bits de datos y procesarlos en el flanco descendente de la señal E
Es decir, cuando este pin va de baja, la pantalla LCD se llevará a la entrada de los pines de datos en este momento.
Clavijas 7 y 14 Son los pines de datos. En el modo de pin 4, sólo se usan los pines 11 a 14.
Los contactos 15 y 16 Se utilizan para la luz de fondo si está presente.

Cableado del LCD   a tu Raspberry

A continuación se muestra cómo conectar el LCD a la Raspberry Pi. Vamos a utilizar el modo de pin 4, así que no hay necesidad de conectar los pines 7 a 10. Este LCD no utiliza los pines de luz de fondo, pines 15 y 16 . Asimismo,en el ejemplo tampoco se utiliza el pin de contraste, pin 3.

Código

En el pasado, usted habría tenido que conocer los registros utilizados por el controlador para configurar la pantalla, coloque el cursor o incluso escribir un carácter único.Hoy en día todo esto e ha simplifico muchísimo , que en el caso de la Raspberry gracias a la librería  WiringPi .

Instalación WiringPi;

@ raspberrypi pi ~ $ sudo apt-get update
@ raspberrypi pi ~ $ git clone git :/ / git.drogon.net / wiringPi
@ raspberrypi pi ~ $ cd wiringPi
@ raspberrypi pi ~ $ git pull origen
@ raspberrypi pi ~ $. / build

El código siguiente es un ejemplo muy simple de mostrar un poco de texto en la línea superior de la pantalla LCD. Hay una lista completa de todas las funciones de la biblioteca en el LCD WiringPi sitio web.

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#include <wiringPi.h>           //WiringPi headers
#include <lcd.h>                //LCD headers from WiringPi
#include <stdio.h>              //Needed for the printf function below
//Pin numbers below are the WiringPi pin numbers
#define LCD_RS  3               //Register select pin
#define LCD_E   0               //Enable Pin
#define LCD_D4  6               //Data pin 4
#define LCD_D5  1               //Data pin 5
#define LCD_D6  5               //Data pin 6
#define LCD_D7  4               //Data pin 7
int main()
{
    int lcd;                //Handle for LCD
    wiringPiSetup();        //Initialise WiringPi
    //Initialise LCD(int rows, int cols, int bits, int rs, int enable, int d0, int d1, int d2, int d3, int d4, int d5, int d6, int d7)
    if (lcd = lcdInit (2, 16,4, LCD_RS, LCD_E ,LCD_D4 , LCD_D5, LCD_D6,LCD_D7,0,0,0,0)){
            printf ("lcdInit failed! \n");
            return -1 ;
    }
    lcdPosition(lcd,0,0);           //Position cursor on the first line in the first column
    lcdPuts(lcd, "Character LCD");  //Print the text on the LCD at the current cursor postion
    getchar();                      //Wait for key press
    lcdClear(lcd);                  //Clear the display
}
Lineas 1 y 2 se requieren ya que estos son los encabezados de la biblioteca LCD WiringPi.
Líneas 7 y 12 son las definiciones de los pines utilizados para conectar el LCD a la Raspberry Pi. Los números de pin se puede encontrar aquí.
Línea 21 sirve para  inicializar el LCD con LCDINIT ()
Los argumentos usados en la funcion lcdint() son:;
(int rows, int cols, int bits, int rs, int enable, int d0, int d1, int d2, int d3, int d4, int d5, int d6, int d7)
rows = Numero de filas del  LCD
cols = Numero de columnas del  LCD
bits = Numeros de bits usados como datos (   8 o 4).
rs = Pin de seleccion
enable =  pin activacion
d0-d7 = modo 8 o 4 bit modo. In modor 4 bit,solamente  usar  pins desde d0 a d3( como en todosl los displays HD44780). Si se utiliza el modo de 8 bits, es necesario especificar los pins del d0 a d7. En el código de ejemplo anterior, estamos utilizando el modo de 4 bits.El código siguiente es lo que se utiliza en el vídeo en la parte inferior de este post

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#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <lcd.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
char level0[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111};
char level1[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111};
char level2[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111};
char level3[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};
char level4[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};
char level5[8] = { 0b00000, 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};
char level6[8] = { 0b00000, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};
char level7[8] = { 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111, 0b11111};
#define COLUMNS 16
#define LCD_RS  3
#define LCD_E   0
#define LCD_D4  6
#define LCD_D5  1
#define LCD_D6  5
#define LCD_D7  4
void uptime(void);
void memory(void);
void volume(void);
void scrollText(void);
void INThandler(int sig);
int mymillis(void);
char message[] = "WWW.MARKS-SPACE.COM";
int count =0;
int j = 0;
FILE *uptime_file, *mem_file;
char *temp;
int lcd;
int main()
{
signal(SIGINT, INThandler);
wiringPiSetup () ;
if (lcd = lcdInit (2, 16,4, LCD_RS, LCD_E ,LCD_D4 , LCD_D5, LCD_D6,LCD_D7,0,0,0,0)){
printf ("lcdInit failed! \n");
return -1 ;
}
int uptimeTimer;
while(1){
lcdClear (lcd);
volume();
sleep(1);
memory();
sleep(4);
lcdClear (lcd);
uptimeTimer  = mymillis();
while ((mymillis() - uptimeTimer) < 5000)
uptime();
sleep(1);
lcdClear (lcd);
scrollText();
}
}
void uptime(void)
{
unsigned int uptime_unsorted = 0;
unsigned char c;
unsigned int DD;
unsigned int HH;
unsigned int MM;
unsigned int SS;
uptime_file=fopen("/proc/uptime","r");
if(NULL != uptime_file)
{
while((c=fgetc(uptime_file))!= '.')
{
unsigned int i;
i = atoi(&c);
uptime_unsorted = (uptime_unsorted * 10) + i;
}
SS = uptime_unsorted % 60;
MM = uptime_unsorted / 60 % 60;
HH = uptime_unsorted / 60 / 60 % 24;
DD = uptime_unsorted / 60 / 60 / 24;
printf("\x1B[2J");
printf("Uptime:D%i,%02i:%02i:%02i\n",DD,HH,MM,SS);
lcdPosition(lcd,0,0);
lcdPrintf(lcd,"Uptime:  Days %i", DD);
lcdPosition(lcd,4,1);
lcdPrintf(lcd,"%02i:%02i:%02i",HH,MM,SS);
}
else
{
printf("Open file \"proc/uptime\" failed!\n");
}
void memory(void)
{
char MemTotal[35];
char MemFree[35];
char total[35];
char free[35];
lcdClear (lcd);
mem_file=fopen("/proc/meminfo","r");
if(NULL != mem_file)
{
fscanf(mem_file,"%*s%s%*s", MemTotal);
fscanf(mem_file,"%*s%s%*s", MemFree);
printf("\x1B[2J");
lcdPosition(lcd,0,0);
lcdPrintf(lcd,"MemTotal-%sk",MemTotal);
lcdPosition(lcd,0,1);
lcdPrintf(lcd,"MemFree -%sk",MemFree);
fclose(mem_file);
}
else
{
printf("Open file \"/proc/meminfo\" failed!\n");
}
}
void volume(void)
{
//Defined custom characters for volume display
lcdCharDef  (lcd, 0, level0);
lcdCharDef  (lcd, 1, level1);
lcdCharDef  (lcd, 2, level2);
lcdCharDef  (lcd, 3, level3);
lcdCharDef  (lcd, 4, level4);
lcdCharDef  (lcd, 5, level5);
lcdCharDef  (lcd, 6, level6);
lcdCharDef  (lcd, 7, level7);
lcdClear (lcd);
int i;
lcdPosition (lcd, 9,1);
lcdPuts (lcd, ":Volume");
for (i = 0; i < 7; i++){
lcdPosition (lcd, i, 1);
lcdPutchar  (lcd, i);
usleep(400000);
}
}
void  scrollText(void)
{
int i,n;
int h ;
int tempSpace = 0;
char scrollPadding[] = "                   ";
int messageLength = strlen (scrollPadding)+strlen(message);
for (n=0;n<messageLength;n++){
h = COLUMNS;
usleep(300000);
printf("\x1B[2J");
if ( j > messageLength )
j = 0;
for (i = 0  ; i  < j ; i ++){
scrollPadding[h-j] = message[i];
h++;
}
lcdPosition(lcd,0,0);
lcdClear (lcd);
lcdPrintf(lcd,"%s",scrollPadding);
j++;
}
}
void  INThandler(int sig)
{
lcdClear (lcd);
fclose(uptime_file);
signal(sig, SIG_IGN);
exit(0);
}
int mymillis(void)
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv, NULL);
return (tv.tv_sec) * 1000 + (tv.tv_usec)/1000;
}

Y por último en este vídeo podemos  ver el excelente rendimiento que ofrece este display con nuestro Raspberry Pi

Fuente  aquí