Перейти к содержанию

Подсветка ЖК-модулей

Светодиодная подсветка ЖК-модуля — обычно самый большой потребитель в схеме индикатора: модуль сам берёт около миллиампера, а подсветка — десятки и сотни. Разбираем по документации Winstar и Electronic Assembly, как задать ей ток, почему её нельзя включать прямо на питание и как продлить ресурс.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Подсветка ЖК-модуля — это светодиоды за панелью и световод, который распределяет их свет по площади. Электрически она ведёт себя как один светодиод или несколько цепочек светодиодов, и правила для неё те же: задаётся ток, а не напряжение. Winstar пишет об этом прямо в спецификации WH1602B: подсветку питают током, а напряжение в таблице приведено только для справки.

Параметры подсветки в спецификации

МодульЦветТокНапряжениеЯркость без ЖКРесурс
Winstar WH1602B-TMI-ETбелый32 мА (10–40 мА)3,4–3,6 В496–620 кд/м²50 000 ч (справочно)
Winstar WH2004A-YGH-JTжёлто-зелёный280 мА (252–336 мА)4,0–4,4 В200–250 кд/м²100 000 ч
EA LED55x31-W (для EA DOGM)белыйдо 60 мА3,2 В—значительно меньше 100 000 ч
EA LED55x31-G (для EA DOGM)жёлто-зелёныйдо 80 мА2,2 В—100 000 ч

Ток подсветки у модулей разного размера и цвета различается на порядок. Даже белая подсветка WH1602B берёт в 20–30 раз больше тока, чем логика того же модуля (1,0–1,5 мА при 5 В). Её нужно закладывать в расчёт источника питания и выбирать с учётом технологии панели: негативные модули без подсветки не читаются, а позитивным просветно-отражающим она нужна только в темноте.

Резистор подсветки

Ток задают резистором последовательно со светодиодами:

R=Uпит−UFIF,PR=(Uпит−UF)⋅IFR = \frac{U_\text{пит} - U_F}{I_F}, \qquad P_R = (U_\text{пит} - U_F) \cdot I_F
ПодсветкаUFТокОт 5 ВМощность на резисторе
Белая WH1602B3,5 В32 мА47 Ом48 мВт
Жёлто-зелёная WH2004A4,2 В280 мА2,9 Ом0,22 Вт
EA LED55x31-W, цепочки параллельно3,2 В60 мА30 Ом108 мВт

Значения для EA LED55x31-W совпадают с таблицей резисторов в даташите Electronic Assembly. Мощность на резисторе нужно сравнить с допустимой для его корпуса при реальной температуре — об этом в статье «Резисторы», а номинал для любого светодиода считает калькулятор резистора для светодиода.

Многие модули уже имеют резистор подсветки на плате: у WH1602B на схеме подключения показан и резистор на плате модуля, и внешний. Если документации нет, подключите подсветку через резистор 47–100 Ом и измерьте ток.

Питание 3,3 В и источник тока

От 3,3 В резистор работает плохо. Для белой подсветки EA LED55x31-W с прямым напряжением 3,2 В даташит даёт резистор всего 1,6 Ом: на нём падает 0,1 В, и любой разброс прямого напряжения светодиодов меняет ток в разы. Для таких случаев Electronic Assembly рекомендует источник тока — например, драйвер CAT4238 для подсветки EA DOGM128 — и вообще советует его для продления срока службы светодиодов.

Параллельно или последовательно

У подсветок EA DOG несколько независимых цепочек светодиодов — две у EA LED55x31, три у EA LED55x46. Их соединяют параллельно или последовательно под напряжение питания:

EA LED55x31-G, жёлто-зелёнаяUFТокОт 3,3 ВОт 5 В
Цепочки параллельно2,2 В80 мА14 Ом35 Ом
Цепочки последовательно4,4 В40 мА—15 Ом

Через каждый светодиод в обоих случаях течёт 40 мА, поэтому яркость одинакова. Но от 5 В последовательное соединение берёт от источника 40 мА вместо 80 мА: вдвое меньше тока, и на резисторе теряется 24 мВт вместо 224 мВт.

Яркость и ресурс

  • Регулировка яркости. Подсветку включают через транзисторный ключ и управляют им ШИМ: средний ток пропорционален коэффициенту заполнения. Вывод микроконтроллера ток подсветки не выдержит — расчёт ключа в калькуляторе транзисторного ключа.
  • Ресурс. Жёлто-зелёная, красная и янтарная подсветки служат по 100 000 часов, белая и синяя — значительно меньше. Electronic Assembly советует приглушать их или выключать, когда подсветка не нужна, например через некоторое время после последнего нажатия кнопки.
  • Температура. Для подсветки EA DOGM128 даташит предупреждает, что выше 25 °C допустимый ток снижается, — на тёплом месте в корпусе подсветку не стоит питать максимальным током.
  • Защита. Electronic Assembly отдельно предупреждает: подключение подсветки напрямую к 5 или 3,3 В может сразу её разрушить.

Распиновку модулей 1602 и 2004 с выводами подсветки A и K, контраст и питание разбирает статья «Символьные ЖК-модули на HD44780».

Частые вопросы

Какой резистор нужен для подсветки LCD 1602?

Зависит от модуля. Для белой подсветки Winstar WH1602B — 32 мА при 3,5 В: от 5 В нужен резистор (5 − 3,5) / 0,032 ≈ 47 Ом. Жёлто-зелёной подсветке WH2004A нужно 280 мА при 4,2 В — уже около 3 Ом и 0,22 Вт на резисторе. На многих модулях резистор уже стоит на плате, поэтому сначала проверьте схему модуля или измерьте ток.

Можно ли подключить подсветку прямо к 5 В?

Нет, если на модуле нет своего резистора. Electronic Assembly предупреждает, что прямое подключение подсветки к 5 или 3,3 В может сразу вывести светодиоды из строя. Светодиод задают током, а напряжение в таблице — справочное: небольшое превышение напряжения даёт многократный рост тока.

Как регулировать яркость подсветки?

ШИМ через транзисторный ключ в цепи катода подсветки: средний ток, а с ним и яркость, пропорционален коэффициенту заполнения. Ток подсветки — десятки и сотни миллиампер, вывод микроконтроллера его не выдержит, поэтому ключ обязателен. Можно использовать и драйвер светодиодов с входом регулировки яркости.

Почему белая подсветка быстрее теряет яркость?

У белых и синих светодиодов меньше ресурс. Electronic Assembly указывает 100 000 часов для жёлто-зелёной, красной и янтарной подсветки и значительно меньше — для белой и синей; Winstar для белой подсветки WH1602B приводит 50 000 часов для справки. Поэтому белую подсветку советуют приглушать или выключать, когда она не нужна.

Источники

  1. Electronic Assembly (Display Visions). EA DOGM Series 3.3V, Stand 02.2022 — подсветки EA LED55x31: две цепочки LED параллельно или последовательно, прямое напряжение, ток, резисторы для 3,3 и 5 В; ресурс; запрет прямого включения на питание
  2. Electronic Assembly (Display Visions). EA DOGM128-6 Graphic, Issue 01.2026 — три цепочки LED, рекомендация источника тока (CAT4238), снижение тока выше 25 °C, приглушать белую и синюю подсветку
  3. Winstar Display. WH1602B-TMI-ET# Specification, ver. J, 2017 — белая подсветка: 10–32–40 мА, 3,4–3,6 В при 32 мА, 496–620 кд/м², ресурс 50 000 ч; питание током, напряжение — справочно
  4. Winstar Display. WH2004A-YGH-JT# Specification — жёлто-зелёная подсветка: 252–280–336 мА при 4,2 В, 200–250 кд/м², ресурс 100 000 ч

Нашли ошибку?

Смотрите также