Backlight driver что это
Проблема регулировки яркости экрана в Linux знакома, пожалуй, каждому кто ставил «пингвина» на ноутбук или моноблок. Причём сама установка, как правило, происходит безболезненно, а вот после перезагрузки уже возможны варианты.
Как заставить нормально работать подсветку экрана в Linux покажу на примере дистрибутива Deepin и моноблока Lenovo AIO 330-20AST. Нет особой разницы в том, какой дистрибутив Linux установлен, главное уловить суть проблемы, а решения везде похожи.
Итак, после первой перезагрузки свежеустановленного Deepin Linux вдруг резко снизился уровень яркости экрана, причём ползунок регулировки выставлен на максимальные 100%. Из особенностей моноблока Lenovo AIO 330-20AST можно отметить отсутствие физических клавиш регулировки яркости на клавиатуре (обычно комбинация [Fn]+[клавиша увеличения/уменьшения яркости]). Предполагается, что всё должно работать программно из операционной системы.
Регулировать яркость экрана получалось от уровня "совсем ничего не видно" до "видно с трудом". Понятно, что это какой-то косяк в настройках, осталось его найти.
Уровень яркости подсветки экрана в Linux контролируется с помощью ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованный интерфейс конфигурации и управления питанием) модуля ядра для видео или графическим драйвером.
Сам интерфейс управления подсветкой доступен через папку sysfs в /sys/class/backlight . Посмотрим что там находится:
Имя папки зависит от модели видеокарты и их может быть несколько, если она у вас не одна. Так, для видеокарт от Intel она называется intel_backlight, у AMD может встретиться название radeon0. Зачастую, Linux пишет изменения настроек яркости не в тот каталог, например в acpi_video0, когда реально используется intel_backlight. Заглянем внутрь:
Значение максимальной яркости содержится в файле max_brightness . Рекомендую сперва заглянуть в данный файл, чтобы определить какое значение следует выставить для работы (обычно оно равняется 15, но в моём случае было 100, от того и максимальная яркость моноблока после перезагрузки составляла лишь 15% от реальной).
Файл brightness содержит текущее значение яркости (у меня там стояло число 15). До этого уровня Deepin Linux и предлагал мне регулировки из графической оболочки. Текущее значение в данном файле не может быть выше максимальной яркости, установленной в max_brightness . Моя борьба с подсветкой экрана на Lenovo AIO 330-20AST заключалась в изменении всего одного параметра:
Как я уже упоминал чуть ранее, не редко из-за специфических особенностей конкретного ноутбука или моноблока ACPI не работает должным образом или Linux не правильно определяет чем же нужно управлять. В таком случае следует менять в grub параметр ядра acpi_backlight при загрузке.
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash acpi_backlight=vendor"
Подписывайтесь на канал Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.
Специальные электронные схемы – драйверы – позволяют продлевать работу светодиодов, делать их свечение равномерным и качественным. Узнаем, как работает это устройство, как правильно его выбрать и установить, а также изготовить своими руками.
Что такое драйвер и зачем он нужен?
Светодиоды очень чувствительны к изменениям параметров электросети, поэтому их подключают в сеть через драйвер – электронное устройство, контролирующее силу тока и напряжение.
Обычно драйвер к led-светильнику подбирают с запасом по мощности и с учетом диапазона выходного напряжения и тока. Если его параметры не будут подходить к светодиодному устройству, оно придет в негодность, его придется утилизировать.
Принцип работы, классическая схема и отличие от блока питания
Несмотря на то, что драйвер часто называют блоком питания, между этими двумя понятиями есть разница. Драйвер – источник тока, который поддерживает его неизменное значение для прохождения через светодиод, а блок питания поддерживает стабильное напряжение.
Рассмотрим, как работает блок питания на конкретном примере:
- Подключим к источнику на 12 В сопротивление (R) 40 Ом.
- Пусть через резистор протекает ток (I) 300 мА. При установке двух резисторов ток удвоится и станет равен 600 мА. При этом напряжение не изменится, так как оно имеет пропорциональную связь с током и сопротивлением (закон Ома I=U/R).
Теперь посмотрим, как работает драйвер:
- Пусть в цепь с драйвером на 225 мА включено сопротивление (R) 30 Ом.
- Если при напряжении (U) 12 В включить два параллельно включенных резистора по 30 Ом, ток останется прежним – 225 мА, а напряжение станет вдвое меньше – 6 В.
Драйвер в итоге обеспечивает нагрузку заданным выходным током независимо от скачков напряжения. Поэтому светодиоды, на которые будет подаваться напряжение 6 В, будут светить так же ярко, как и при источнике в 10 В, если на него будет подан ток заданного уровня.
Схема драйвера для светодиодов:
Цепь драйвера состоит из трех взаимосвязанных узлов:
- емкостного сопротивления для разделения напряжения;
- выпрямляющего модуля;
- стабилизатора.
Принцип работы схемы:
- При прохождении тока конденсатор С заряжается до полной зарядки. Чем его емкость меньше, тем быстрее он зарядится.
- Переменный ток преобразуется в пульсирующий. Первая часть волны сглаживается при прохождении через конденсатор С.
- Электролитический конденсатор, завершающий цепь, служит сглаживающим фильтром-стабилизатором.
Технические характеристики
При покупке светодиодного светильника может возникнуть потребность в покупке драйвера, если осветительное устройство не имеет преобразователя тока.
- ток на выходе, А;
- рабочая мощность, Вт;
- напряжение на выходе, В.
Выходное напряжение может меняться. Оно зависит от схемы подключения к питанию и числа светодиодов. От величины тока зависит уровень яркости и мощность.
Чтобы диоды светили ярко и не притухали, на выходе драйвера ток поддерживается на заданном уровне. Мощность преобразователя должна быть несколько выше, чем суммарное количество Вт всех диодов.
Для расчета мощности драйвера применяют формулу: P = P (led) × X где:
- P (led) – это мощность одного светодиода;
- Х – количество диодов.
Если расчетная мощность получилась 10 Вт, драйвер надо брать с запасом на 20-30 %.
Виды драйверов
Все драйвера различают по трем критериям – по способу стабилизации, конструкционным особенностям и наличию/отсутствию защиты. Рассмотрим все варианты подробнее.
Линейные и импульсные
В зависимости от схемы стабилизации тока драйверы делятся на два типа – линейные и импульсные. Они отличаются принципом работы и эффективностью.
Перед электронной схемой драйвера поставлена задача – обеспечение стабильных значений тока и напряжения, подводимых к кристаллу (светодиоду). Самый простой и дешевый вариант – включение в цепь ограничительного резистора.
Линейная схема питания:
Эта элементарная схема не способна обеспечивать автоматическое поддержание тока. При повышении напряжения он пропорционально растет и, когда превысит допустимое значение, кристалл разрушится от перегрева.
Более сложное управление осуществляется путем включения в цепь транзистора. Минус линейной схемы – снижение мощности при росте напряжения. Такой вариант допустим при работе led-источников малой мощности, но при работе мощных светодиодов такие схемы не применяют.
Плюсы линейной схемы:
- простота;
- дешевизна;
- относительная надежность.
Наряду с линейными схемами, стабилизировать ток и напряжение можно путем импульсной стабилизации:
- после нажатия кнопки заряжается конденсатор;
- после отпускания конденсатор разряжается, отдавая запасённую энергию полупроводниковому элементу (светодиоду), который начинает испускать свет;
- если напряжение растет, то время зарядки конденсатора сокращается, если падает – увеличивается.
Нажимать кнопку пользователю не приходится – за него всё делает электроника. Роль кнопочного механизма в современных источниках питания выполняют полупроводники – тиристоры или транзисторы.
Рассмотренный принцип работы называется в электронике широтно-импульсной модуляцией. За секунду может происходить десятки и даже тысячи срабатываний. КПД такой схемы достигает 95 %.
Упрощенная схема импульсной стабилизации:
Электронные, диммируемые и на базе конденсаторов
От принципа устройства драйвера зависит область его применения и эксплуатационные характеристики.
Виды драйверов по принципу устройства:
- Электронные. В их схемах обязательно используется транзистор. На выходе устанавливается конденсатор, исключающий или хотя бы сглаживающий пульсации тока. Электронные преобразователи способны стабилизировать токи до 750 мА.
Драйверы электронного типа борются не только с пульсациями, но и с электромагнитными высокочастотными помехами, наводимыми электроприборами (радио, телевизор, роутер и т. п.). Минимизировать помехи позволяет наличие специального керамического конденсатора.
Минус электронного драйвера – высокая стоимость, плюс – КПД близкий к 95 %. Их используют в мощных led-светильниках: автофарах, прожекторах, уличных фонарях. - Диммируемые. Особенность диммируемых драйверов – возможность управления яркостью светильника. Регулировка основана на изменении тока на выходе, который и определяет яркость светопотока.
Драйвер можно включать в схему двумя способами: между светильником и стабилизатором или между источником питания и преобразователем. - На основе конденсаторов. Это недорогие модели, используемые для бюджетных светодиодных светильников. Если в схеме производитель не предусмотрел сглаживающий конденсатор, то на выходе наблюдается пульсация. Другой минус – недостаточная безопасность.
Плюс подобных моделей – высокий КПД, стремящийся к 100 %, и простота схемы. Подобные драйверы легко собрать своими руками.
Драйверы на конденсаторах могут вызывать мерцание, поэтому их не рекомендуется использовать вместе с приборами, установленными внутри помещений. Мерцание вредно влияет на зрение и раздражает нервную систему.
В корпусе и без него
Драйвер может быть размещен внутри защитного корпуса, но может и не иметь его. Электронные схемы уязвимы перед многими внешними факторами, поэтому более надежным вариантом считается размещение драйвера в корпусе.
Корпус защищает электронный преобразователь от влаги, пыли, попадания прямых солнечных лучей и т. д. Бескорпусные модели обходятся дешевле, но у них меньше срок службы и хуже стабильность эксплуатации. Они больше подходят для скрытого монтажа.
Срок годности
Драйвер рассчитан примерно на 30 000 часов. Это немого меньше, чем расчетный срок службы многих светодиодных светильников. Такое уменьшение связано с неблагоприятными факторами, в которых приходится работать стабилизатору тока.
Что негативно влияет на работу драйвера:
- скачки напряжения в электросети;
- изменения температуры и/или влажности.
Если прибор мощностью 200 Вт имеет нагрузку 100 Вт, то 50 % номинального значения возвращается в сеть. Это может вызвать перегрузку и сбои питания.
Срок службы драйвера ограничен долговечностью сглаживающего конденсатора. Со временем в нем испаряется электролит, и прибор выходит из строя.
Чтобы продлить работу драйвера, его необходимо эксплуатировать в помещениях с нормальной (не повышенной) влажностью, и подключать к сети с качественным, без скачков, напряжением.
Как подобрать драйвер для светодиодного светильника?
При подключении к стабилизатору тока полупроводники получают необходимую им мощность и достигают номинальных характеристик. От того, насколько правильно будет подобран драйвер, зависит срок службы диодов.
На какие параметры обратить внимание:
- Мощность. По ней определяют максимально допустимую нагрузку, на которую рассчитан прибор. Например, маркировка (20х26)х1Вт означает, что к драйверу можно подключать одновременно от 20 до 26 светодиодов, каждый мощностью 1 Вт.
- Ток и напряжение (номинальные значения). Данный параметр производители указывают на каждом светодиоде, именно по нему подбирают драйвер. Если максимальный номинальный ток равен 350 мА, необходимо подключать источник питания на 300-330 мА.
Подобный диапазон рабочих токов позволяет обеспечивать срок годности светильника, предусмотренный производителем. - Класс защиты. От этого показателя зависит, где именно можно применять светильники – на улице или в помещении. Класс влагостойкости и герметичности обозначается буквами IP и выражается двумя цифрами.
По первой цифре судят о защите от твердых фракций (пыль, грязь, песок, лёд), по второй – от жидких сред. Класс защиты не указывает на температуру, при которой можно применять светильник. - Корпус. Драйвер может иметь открытый перфорированный металлический корпус или закрытый. Во втором случае устройство помещено в металлическую коробку. Для домашних условий подойдет негерметизированный корпус из пластика.
- Принцип работы. Ограничительный резистор не избавляет от перепадов напряжения в электросети и не защищает от импульсных помех. Малейшее изменение напряжения приводит к резким скачкам тока. Линейный стабилизаторы считаются ненадежными и низкоэффективными драйверами, предпочтение отдают импульсным схемам.
Как проверить работоспособность?
Чтобы проверить драйвер без нагрузки, достаточно подать на вход блока 220 В. Если устройство исправно, на выходе появится постоянное напряжение. Его значение будет немного больше верхнего предела, указанного в маркировке драйвера.
Если, к примеру, на стабилизаторе стоит диапазон 27-37 В, то на выходе должно быть около 40 В. Чтобы поддерживать ток в заданном диапазоне, при увеличении сопротивления нагрузки (без нагрузки оно стремится к бесконечности) напряжение также растёт до определенного предела.
Данный способ проверки прост и доступен, но не позволяет делать однозначные выводы о 100%-ной исправности устройства. Попадаются драйвера, которые после включения без нагрузки не запускаются или ведут себя непонятным образом.
Второй вариант проверки:
При поиске поломок необходимо учитывать принцип устройства схемы. В линейных и импульсных схемах поломки могут быть связаны с определенными проблемами. Возможные неисправности:
- В линейных стабилизаторах для защиты от перепадов напряжения применяют пару резисторов сопротивлением от 5 до 100 Ом. Один стоит на входе диодного моста, второй – на выходе. Чтобы уменьшить мерцание, параллельно нагрузке включают конденсатор-электролит максимальной емкости.
Неисправности линейных драйверов могут быть связаны с перегоранием одного или сразу двух защитных резисторов. - В импульсных преобразователях тока микросхемы защищены от перегрузки, перегрева и перенапряжения и по идее не могут сломаться. На деле же любая микросхема, особенно в драйверах китайского производства, может прийти в негодность.
Проблема усложняется тем, что многим китайским микросхемам трудно найти замену. Некоторые из них невозможно найти даже в интернете.
Подключение
Подключение драйвера к светодиодам не вызывает сложностей у пользователей, так как на его корпусе имеется необходимая маркировка.
Как подключить драйвер:
- На входные провода (INPUT) подайте входное напряжение.
- К выходным проводам (OUTPUT) подключите светодиоды.
При подключении соблюдайте полярность:
- Полярный вход (INPUT). Если драйвер запитывается постоянным напряжением, то вывод «+» подключите к аналогичному полюсу источника питания. Если напряжение переменное, обратите внимание на маркировку, нанесённую на входные провода. Возможны два варианта:
- «L» и «N». На вывод «L» подайте фазу (ее найдите посредством индикаторной отвертки), на «N» – ноль.
- «~», «АС» или нет маркировки – можете не соблюдать полярность.
Есть и второй вариант подключения светодиодов – параллельно включаются несколько цепочек, содержащих равное количество диодов. При последовательном подключении все элементы светятся одинаково, при параллельном варианте линии могут иметь разную яркость.
Как сделать драйвер для светодиодного светильника своими руками?
Драйвер можно изготовить из старой телефонной зарядки. Необходимо только внести небольшие изменения в микросхему. Такой самоделки хватит для питания 3 светодиодов мощностью по 1 Вт. Рассмотрим пошагово сборку драйвера из телефонной зарядки:
При выполнении работ по созданию дайвера из зарядного устройства необходимо придерживаться правил техники безопасности. Если дотронуться до оголенных частей, можно получить сильный удар током.
Драйвер можно собрать и с нуля. Для этого понадобится паяльник, тестер, провода и интегральный стабилизатор КР142ЕН12А (либо зарубежный аналог – LM317), который можно приобрести в любом специализированном магазине рублей за 20.
Параметры покупной микросхемы – напряжение 40 В и ток 1,5 А. В нем имеется встроенная защита от перегрузки, перегрева и короткого замыкания. Микросхема стабилизирует напряжение, а драйвер выравнивает ток, поэтому понадобится внести изменения в стандартную схему подключения микросхемы.
Драйвер на интегральном стабилизаторе:
В задачу микросхемы в данном случае входит регулирование, благодаря которому ток будет поддерживаться на необходимом уровне. Величина тока определяется сопротивлением резистора R1. Его номинальное значение рассчитывают по формуле: R = 1,2/I, где:
Порядок сборки драйвера:
- Соберите стабилизатор тока на 9,9 В с током 300 мА. Тогда R1 =1,2/0,3= 4 Ом. Мощность резистора – от 4 Вт. Можно взять резисторы, которые применяются в телевизорах. Их также можно купить в магазинах. Мощность этих элементов – 2 Вт, сопротивление – 1-2 Ом.
- Соедините резисторы последовательно. Их сопротивление сложится и будет равно 2-4 Ом.
- Прикрепите микросхему на радиатор и подключите к выходу драйвера цепь из последовательно соединенных диодов. Соблюдайте полярность при подключении светодиодов.
- На вход подайте постоянное напряжение 12-40 В (прибор рассчитан на 9,9 В, поэтому берём с запасом). Превышать предельное значение не стоит – микросхема может сгореть.
Подаваемое напряжение может быть не стабилизированным. Можно воспользоваться автомобильным аккумулятором, блоком питания от ноутбука или понижающим трансформатором с диодным мостом. Подключите драйвер, соблюдай полярность – работа сделана.
Благодаря драйверам удается не только улучшить работу светодиодных светильников, но и обеспечить их долгую, бесперебойную работу. Учитывая стоимость led-светильников, применение драйверов становится экономически выгодным решением.
Сейчас уже можно разделить светодиоды на два основных подтипа: индикаторные и осветительные. Осветительные светодиоды – относительно новые элементы светотехники. Первые модели применялись как индикаторы еще лет 30 назад. Но прогресс на месте не стоит. Инженерам удалось получить большую яркость при минимальном размере и потребляемом токе в сравнение с лампами. Кроме того, светодиоды имеют намного большую механическую прочность. Как лампочку их уже не разобьешь.
Светодиодная осветительная продукция серьезно потеснила практически все другие источники света. Светодиоды могут обеспечить освещение не хуже лампового. А их энергоэффективность намного выше. Обычно источники света на основе светодиодов окупаются в течение года. Сейчас их можно встретить в качестве домашнего освещения, уличных фонарей. Они устанавливаются в световое оборудование автомобилей. Даже в мониторах и телевизорах они заменили лампы подсветки .
Назначение.
Светодиод весьма чувствителен к качеству электропитания. Если пониженное напряжение ему не сделает ничего плохого, то повышенные напряжения и токи очень быстро снижают ресурс этих перспективных источников света. Многие видели, наверное, как на автомобилях хаотично моргают огни. Этот светодиод уже отслужил.
Для обеспечения стабильного электропитания (поддержания заданного напряжения и тока) необходима дополнительная электронная схема – блок питания или драйвер питания. Часто его называют led driver.
Принцип работы.
Электронная схема должна обеспечить строго стабилизированные напряжение и ток, подводимые к кристаллу. Небольшое превышение в цепи питания существенно снижает ресурс светоизлучателя.
В простейшем и самом дешевом случае просто ставят ограничительный резистор.
Питание диода через ограничивающий резистор.
Это простейшая линейная схема. Она не способна автоматически поддерживать ток. С ростом напряжения, он будет расти, при превышение допустимого значения произойдет разрушение кристалла от перегрева. В более сложном случае управление реализуется через транзистор. Недостаток линейной схемы – бесполезное рассеивание мощности. С ростом напряжения будут расти и потери. Если для маломощных LED-источников света такой подход еще допустим, то при использовании мощных светоизлучающих диодов такие схемы не используются. Из плюсов только простота реализации, низкая себестоимость, достаточная надежность схемы.
Можно применить импульсную стабилизацию. В простейшем случае схема будет выглядеть так:
Пример.Импульсная стабилизация (упрощенно)
При нажатии на кнопку происходит заряд конденсатора, при отпускании, он отдает накопленную энергию полупроводнику, а тот излучает свет. При росте напряжения время на зарядку сокращается, при падении – увеличивается. Вот так на кнопку и надо нажимать, поддерживая свечение. Естественно, сейчас это все делает электроника. В источниках питания роль кнопки выполняет транзистор, либо тиристор. Это — принцип ШИМ — широтно-импульсная модуляция. Замыкание происходит десятки, а то и тысячи раз в секунду. КПД ШИМ может достигать 95%.
Категорически не стоит путать светодиодный драйвер и ПРА для люминесцентных ламп, у них разные принципы работы.
Характеристики драйверов, их отличия от блоков питания LED ленты.
Если сравнивать драйвер и блок питания, то у них есть различия в работе. Драйвер – это источник тока. Его задача поддерживать именно определенную силу тока через кристалл или светодиодную линейку.
Задача стабилизированного блока питания в выдаче именно стабильного напряжения. Хотя блок питания – понятие обобщенное.
Источник напряжения применяется в основном со светодиодной лентой, где диоды включены в параллель. Соответственно через них должен проходить равный ток, при неизменном напряжении. При использовании одного светодиода важно обеспечить определенную силу тока через него. Отличия есть, но оба выполняют одну и туже задачу – обеспечение стабильного питания.
Для подключения светодиодной ленты необходимы, как правило, блоки питания, выдающие 12, либо 24 В. Второй параметр – это мощность. Блок питания должен выдавать мощность не равную, а несколько большую, чем мощность подключаемой светодиодной линейки. В противном случае, яркость свечения будет недостаточна. Обычно запас по мощности рекомендуется в пределах 20-30 процентов от суммарной мощности.
При выборе драйвера нужно учесть:
- Мощность,
- Напряжение,
- Предельный ток.
Кроме того, существуют и регулируемые источники питания. Их задача – регулировка яркости освещения. Но различаются принципы – регулировка напряжения, либо силы тока.
Для подключения led-линейки потребуется большая сила тока при неизменном напряжении.
Суммарная мощность будет рассчитываться по формуле P = P(led) × n, где Р – мощность, Р(led) – мощность единичного диода в линейке, n – их количество.
Сила тока через линейку будет рассчитываться по аналогичной формуле.
Если есть желание самостоятельно изготовить источник питания для светодиодов, то самый простой вариант – импульсный без гальванической развязки.
Схема простого led-драйвера без гальванической развязки.
Схема проста и надежна. Делитель основан на емкостном сопротивлении. Выпрямление производится при помощи диодного моста. Электролитический конденсатор (перед L7812) сглаживает пульсации после выпрямления. Конденсатор после L7812 сглаживает пульсации на светодиодах. На работу схемы он не влияет. L7812 – собственно сам стабилизатор. Это импортный аналог советских микросхем серии КРЕНхх. Та же самая схема включения. Характеристики несколько улучшены. Однако предельный ток составляет не более 1.2А. Это не позволит создать мощный светильник. Существуют неплохие варианты готовых источников питания.
Как выбрать драйвер для светодиодов.
От выбора драйвера зависит срок службы светодиодов. При этом светодиод достигает своих номинальных характеристик, так как получает необходимую ему мощность.
В зависимости от степени защиты драйвер можно применять либо дома, либо на улице. Внешне драйвер может быть открытым, в корпусе из перфорированного металла, либо – закрытый, размешенный в герметичной металлической коробке. Для дома достаточно негерметизированного пластикового корпуса, в котором расположен электронный блок.
Сразу стоит учесть, что ограничивающий резистор – это не самый лучший вариант. Он не избавит ни от скачков питающей сети, ни от импульсных помех. Любое изменение напряжения приведет в скачку тока. Линейные стабилизаторы также не являются достойным средством запитки светоизлучающих диодов. Его способности ограничиваются низкой эффективностью.
Выбор драйвера производится только после того, как известна суммарная мощность, схема подключения и количество светодиодов.
Сейчас много подделок и одни и те же по типоразмерам диоды могут обеспечивать разные мощности. Лучше использовать только известные марки электротехнической продукции.
На корпусе драйвера для подключения светодиодов, всегда размещена спецификация. Она включает:
- класс защищенности от пыли и жидкости,
- мощность,
- номинальный стабилизированный ток,
- рабочее входное напряжение,
- диапазон выходного напряжения.
Достаточно популярны бескорпусные led-драйверы. Плату потребуется разместить в корпусе. Это необходимо для безопасного использования. Платы больше подходят для радиолюбителей-энтузиастов. У них входное напряжение может быть либо 12 В, либо 220 В.
Также стоит продумать о размещении драйвера. Температура и влажность влияют на надежность системы освещения.
Не стоит пытаться выжать из источника тока максимум. Это приводит к работе на предельных режимах, соответственно возникает повышенный нагрев. Превышение может вывести стабилизатор из строя.
Виды драйверов.
По типу их можно подразделить на:
Линейные. Они наиболее подходящие, если входное напряжение не стабильно. Отличаются улучшенной стабилизацией. Распространены мало по причине низкого КПД. Выделяет большее количество тепла, подходит для маломощной нагрузки.
Внутреннее устройство драйвера
Внешний вид и схема драйвера LED 1338G7.
Импульсные. Основаны на микросхемах ШИМ. Обладают высоким КПД. Отличаются малым нагревом и длительным сроком службы.
Микросхемы ШИМ создают значительный уровень электромагнитных помех. Людям с кардиостимуляторами не рекомендовано находится в помещениях, где применяются такие драйвера для питания светодиодов.
Драйвер, работающий с диммером. Принцип основан на использовании ШИМ-контроллера. Принцип состоит в том, что регулируется сила тока на светодиодах. Низкокачественные изделия дают эффект мерцания.
Драйвер с диммером.
LED драйвер на 220 В.
Существует немало уже готовых светодиодных драйверов промышленного производства. Естественно, они обладаю различными характеристиками. Их особенность в том, что они питаются от сети 220 В переменного напряжения и могут работать в широком диапазоне питающего напряжения. Задача, у них все та же. Выдать определенную силу тока. Многие промышленные изделия уже имеют гальваническую развязку. Гальваническая развязка предназначена для передачи электроэнергии без непосредственного соединения входной и выходной частей схемы. Это дополнительные очки в плане электробезопасности (простейшей и исторически первой гальванической развязкой считается обычный трансформатор). Обычно они имеют нестабильность не более 3 %. В подавляющем большинстве сохраняют работоспособность от 90-100 Вольт и до 260 Вольт. В магазинах очень часто их могут называть:
- блок питания (БП),
- источник тока,
- адаптер питания,
- источник питания.
Это все одно и тоже устройство. Продавцы не обязаны обладать техническим образованием.
Рекомендуемые производители светодиодных драйверов.
Многие светодиодные энергосберегающие лампы уже имеют встроенный драйвер. Тем не менее лучше не приобретать безымянную продукцию родом из Китая. Хотя временами и попадаются достойные внимания экземпляры, что в прочем явление редкое. Существует огромное количество поддельных осветителей. Многие модели не имеют гальванической развязки. Это представляет опасность для светодиодов. Такие источники тока при выходе из строя могут дать импульс и сжечь led-ленту.
Но тем не менее рынок в основном занят именно китайской продукцией. Российские поставщики известны не широко. Из них можно ответить продукцию фирм Аргос, Тритон ЛЕД, Arlight, Ирбис, Рубикон. Большинство моделей может работать и в экстремальных условиях.
Из иностранных можно смело выбрать источники тока от Helvar, Mean Well, DEUS, Moons, EVADA Electronics.
Светодиодные светильники считаются эффективными источниками искусственного освещения. Экономичность и высокие технические характеристики в большинстве своем являются результатом грамотного выбора питания. Длительная работа, устойчивая яркость зависит от используемого драйвера. В связи с этим в данной статье мы постараемся рассказать о том, как он подбирается, какие нюансы необходимо учитывать и возможные варианты исполнения.
Что такое драйвер led светильника?
Речь идет о стабилизированном источнике, обеспечивающим на выходе постоянный ток и напряжение. От его надежности зависит последующая работа, например, трекового светильника 2700К . Стабильное питание является главным условием высоких технических характеристик светодиодного элемента.
Драйвер может использоваться для следующих элементов:
- Led линеек;
- Светодиодных лент;
- Параллельной системы мощных led диодов.
О блоке питания
Для понимания специфики расчетов приведем следующий пример – необходимо подключить 15 led потолочных светильников на 12 вольт, каждый из которых «берет» 12 Вт. Общая их потребляемая мощность составляет 180 Вт. Исходя из этих условий, необходим блок питания на 12В, рассчитанный на максимальный ток 15 ампер. Все что потребуется, дополнительно отрегулировать выходное напряжение посредством соответствующего резистора.
Драйвер подбирается исходя из величины номинальной нагрузки. Его обычно используют при подключении сложной системы освещения, состоящей из нескольких светодиодов. Номинальный ток в данном случае является ключевым параметром. Напряжение же сборки подбирается в определенном диапазоне. Ровное свечение элемента достигается путем обеспечения прохождения номинального тока через все кристаллы, который везде должен быть одинаковым. А вот ввиду отличия вольт-амперных характеристик led элементов, возможно возникновение незначительного падения напряжения.
О led драйвере
Существуют исполнения, рассчитанные на работу от 12 и 220 вольт. Обычно выходные характеристики драйвера указываются как определенный диапазон номинального тока и напряжения. В частности, устройство, дающее на выходе 40 вольт, 0.6 ампер подойдет для последовательного подключения 4 светодиодных потолочных светильников на шине на 12 вольт, мощностью 5 Вт. Падение на каждом led элементе будет 12В, а общее напряжение в 48В укладывается в рабочие параметры драйвера.
Эффективность универсального блока питания считается достаточно высокой. Необходимо отметить, что мощность сборки, например, светодиодных подвесных светильников, является ключевым критерием. При отсутствии стабилизированного тока ее большая часть будет рассеиваться на резисторах плат. Это отрицательно сказывается на коэффициенте полезного действия устройства. В случае с драйвером необходимость в выравнивающих резисторах отпадает, при этом КПД остается достаточно высоким.
Нюансы подбора драйвера системы освещения
Каждый производитель трековых или линейных светодиодных светильников может использовать драйверы, отличающиеся элементной базой, расчетной выходной мощностью, классом защиты. В основе устройств ШИМ (широтно-импульсная модуляция) преобразователь, расположенный на микросхеме. Он имеет стабилизацию по выходному току и защиту от перегрузки и КЗ. Драйвера могут питаться от переменного тока бытовой сети 220 вольт, или постоянного тока – 12 вольт. Простейшие низковольтные устройства изготавливают на общей небольшой плате. Их недостатком является слабая надежность, что нужно учесть в своем выборе.
Резисторы в драйверах для встраиваемых трековых светильников (на основе led чипов) не устраняют помехи, как и простые схемы с конденсаторами гашения. Проходящие через них скачки напряжения в совокупности с нелинейной вольт-амперной характеристикой чипа однозначно приведут к скачку тока через кристалл. Соответствующее явление для полупроводника считается нежелательным. Не является панацеей и линейные стабилизаторы. К тому же их эффективность работы хуже.
Поэтому в идеале нужно определиться с точным количеством, мощностью, схемой подключения всех светодиодов. В идеале они должны быть одной модели и из одной партии. Зная все это можно смело переходить к выбору драйвера, на корпусе которого должна быть информация о диапазоне выходного, входного напряжения и номинального тока. Этих данных более чем достаточно для правильного подбора драйвера. Исходя из специфики использования, например, потолочного светодиодного трекового светильника, выбирается класс защиты корпуса.
Состояние перевода: На этой странице представлен перевод статьи Backlight. Дата последней синхронизации: 30 июня 2017. Вы можете помочь синхронизировать перевод, если в английской версии произошли изменения.
Контролировать яркость экрана бывает непросто. На многих компьютерах нет физического переключателя, а вместо него используются программные решения, которые не всегда работают как положено. Однако, чаще всего это возможно. Найдите работающий способ для вашего оборудования. Слишком яркие экраны могут привести к потере зрения!
Существует много способов регулировать яркость подсветки монитора, экрана ноутбука или встроенной экранной панели (как в iMac) с помощью программного обеспечения, но в зависимости от оборудования и модели иногда доступны не все варианты. В данной статье предпринимается попытка обобщить все возможные пути регулирования яркости подсветки экрана.
Contents
Обзор
Существует несколько способов контролировать яркость. В соответствии с этим обуждением [1] и этой wiki страницей [2], способы контроля делятся на следующие категории:
- яркость управляется горячей клавишей, определённой производителем, и нет интерфейса для того, чтобы ОС могла настраивать яркость.
- яркость можно контролировать через ACPI или через графический драйвер.
- яркость можно контролировать посредством аппаратного регистра с помощью setpci.
Все методы доступны пользователю через /sys/class/backlight и xrandr/xbacklight может выбрать один способ контролировать яркость. Пока еще не совсем понятно, который из способов xbacklight предпочитает по умолчанию.
Яркость подсветки экрана регулируется установлением уровня питания светодиодов или катодов. Уровень питания может часто контролироваться с помощью ACPI модуля ядра для видео. Интерфейс к этому модулю доступен через папку sysfs в /sys/class/backlight .
Имя папки зависит от модели видеокарты.
Именно эта подсветка - управляется видеокартой ATI. В видеокарте Intel она называется intel_backlight . В следующем примере используется acpi_video0 .
Папка содержит следующие файлы и папки:
Максимальную яркость можно прочитать из max_brightness , которая обычно равна 15.
Яркость может быть изменена, если записать число в brightness . Здесь невозможно использовать число выше максимальной яркости.
Параметры ядра
Иногда ACPI не работает должным образом из-за различных реализаций материнских плат и особенностей ACPI, что может приводить, например, к неточным оповещениям о яркости. Этому могут быть подвержены некоторые ноутбуки с двойной графикой (например, выделенный графический процессор Nvidia / Radeon с интегрированным графическим процессором Intel / AMD). Кроме того, иногда может быть необходимо зарегистрировать свою собственную подсветку acpi_video0 , даже если другая уже существует (например, intel_backlight ), что может быть достигнуто добавлением следующих параметров ядра:
Если вы обнаружите, что изменение подсветки acpi_video0 на самом деле не изменяет яркость, вам может потребоваться использовать acpi_backlight=none .
- На ноутбуках Nvidia Optimus параметра ядра nomodeset может препятствовать регулировке подсветки.
- На ноутбуках Asus вам может также понадобиться загрузить модуль ядра asus-nb-wmi .
- Отключение legacy-загрузки на Dell XPS13 приводит к невозможности изменить подсветку.
Правило Udev
Если доступен интерфейс ACPI, уровень подсветки может быть установлен во время загрузки с использованием правила udev:
Выключение подсветки
Выключение подсветки (например, при закрытии крышки ноутбука) может быть полезно для сохранения заряда батареи. Выполните следующую команду:
Подсветка должна включиться снова при движении мыши или вводе с клавиатуры. Если предыдущая команда не работает, есть шанс, что vbetool заработает. Отметьте, однако, что в этом случае подсветка должна быть вручную активирована снова. Выполните:
Чтобы снова включить подсветку:
Например, это можно использовать при закрытии крышки ноутбука с помощью Acpid.
Служба systemd-backlight
Некоторые ноутбуки имеют несколько видеоадаптеров (как Optimus) и восстановление подсветки не выполняется в следствие ошибок. Попробуйте маскировать instance этой службы, например systemd-backlight@backlight\:acpi_video1 в случае acpi_video1 .
Из man-страницы systemd-backlight@.service:
systemd-backlight принимает следующий параметр командной строки:
Принимает логическое значение. По умолчанию "1".
Если "0", не восстанавливает настройки яркости во время загрузки. Однако, настройки будут всё равно сохраняться при выключении.
Утилиты настройки
xbacklight
Яркость может быть установлена с помощью пакета xorg-xbacklight .
- xbacklight работает только с intel. Radeon не поддерживает свойство подсветки RandR.
- xbacklight в настоящий момент не работает с modesetting-драйвером [3].
Чтобы установить яркость в 50% от максимальной:
Приращения могут использоваться вместо абсолютных значений, например, для увеличения или уменьшения яркости на 10%:
Гамма может быть установлена с использованием пакета xorg-xrandr или xorg-xgamma . Следующие команды создают одинаковый эффект.
Совет: Эти команды могут быть привязаны к клавишам клавиатуры, как описано в Extra keyboard keys in Xorg.
Если вы сталкиваетесь с ошибкой "No outputs have backlight property", это потому, что xrandr/xbacklight не выбирает правильную папку в /sys/class/backlight . Вы можете указать папку, настроив опцию Backlight в device-разделе файла xorg.conf. К примеру, если имя папки intel_backlight , раздел device может быть настроен следующим образом:
Другие утилиты
- brightnessctl — Легковесный инструмент контроля яркости (совместимый с Wayland).
- light — Light последователь LightScript.
- acpilight — acpilight содержит "xbacklight"-совместимую утилиту, которая использует sys файловую систему для установки яркости экрана. Т.к. она не использует X вообще, ее также можно использовать в консоли и с Wayland. Она не имеет проблем с KMS драйверами. Кроме того, на ноутбуках ThinkPad можно также настраивать подсветку клавиатуры.
- illum — ilum следит за клавишами увеличения и уменьшения яркости на всех устройствах ввода (с помощью libevdev) и настраивает яркость по нажатию клавиши (через sysfs). Написана для новых BIOS/UEFI, которые не обрабатывают нажатия этих клавиш за вас. Это альтернатива обработке этих клавиш через acpi или с помощью горячих клавиш x11/wm.
- brightd — brightd автоматически приглушает (но не переводит в режим ожидания) экран, если в течение какого-то времени пользователь не взаимодействует с ПК. Хорошее дополнение к Display Power Management Signaling для того, чтобы экран не гас внезапно.
- lux — lux это совместимый с POSIX сценарий оболочки для управления яркостью на контролерах подсветки.
- Clight — Вдохновленная calise, но с множеством новых функций и написанная на Си. Её первоначальной целью было превратить веб-камеру в датчик освещенности: она будет регулировать подсветку экрана на основе яркости окружающего пространства.
setpci
Для настройки подсветки можно установить регистр видеокарты. Это означает, что вы настраиваете подсветку, напрямую манипулируя оборудованием, что может быть рискованным и, как правило, не является хорошей идеей. Этот метод поддерживается не всеми графическими картами.
Используя этот метод, вам сначала нужно использовать lspci чтобы найти ваш графический адаптер.
Использование DBus с Gnome
Яркость также можно регулировать с помощью настроек gnome. При использовании этого метода изменения отражаются в интерфейсе gnome.
Пошаговое изменение яркости (для контроля с клавиатуры) также может быть реализовано этим методом.
Цветовая коррекция
xcalib
Примечание: xcalib не меняет силу подсветки, а просто модифицирует LUT-таблицу: это означает, что время работы от батареи не изменится. Однако, это может быть полезно, когда регулировка подсветки недоступна (настольные ПК). Используйте xcalib -clear , чтобы сбросить LUT.
Пакет xcalib (upstream URL) может использоваться, чтобы уменьшить яркость экрана. Видео-демонстрация доступна на YouTube. Эта программа может корректировать гамму, инвертировать цвета и уменьшать контраст. Например, чтобы уменьшить яркость посредством изменения контраста:
Эта программа использует технологию ICC для взаимодействия с X11, и пока экран затенен, вы можете обнаружить, что курсор мыши так же ярок, как и раньше.
Xflux
Xflux это порт f.lux для системы X-Windows. Он меняет оттенок экрана между синим в течение дня и желтым или оранжевым ночью. Это помогает вам адаптироваться к времени суток и перестать поздно ложиться спать из-за вашего яркого монитора.
В AUR существуют различные пакеты, которые используют f.lux.[5] "Основной" пакет - xflux AUR , который охватывает функционал командной строки f.lux. Существуют различные демоны для автоматического запуска пакета xflux.
redshift
Redshift использует randr , чтобы настроить яркость экрана в зависимости от времени суток и вашего географического положения. Она также может выполнять RGB гамма-коррекцию и задавать цветовые температуры. Как и xcalib , это лишь программное решение, и внешний вид курсора мыши не изменяется. Чтобы выполнить быструю настройку яркости, попробуйте что-то вроде этого:
Совет: Если ваша долгота западная или широта южная, вы должны ввести ее как отрицательную. Пример для Berkeley, CA:
NVIDIA settings
Пользователи несвободных драйверов NVIDIA могут менять яркость дисплея с помощью утилиты nvidia-settings в разделе "X Server Color Correction". Однако, заметьте, что это не имеет ничего общего с подсветкой (Интенсивность), она всего лишь регулирует цветность. (Уменьшение яркости таким образом не является энергоэффективным. Используйте его в последнюю очередь, если все другие варианты не срабатывают; увеличение яркости портит цвета на экране полностью, по аналогии с засвеченностью фотографий.)
Увеличение яркости выше максимального уровня
Вы можете испльзовать xrandr для увеличения яркости выше максимального уровня:
Это установит уровень яркости на 200%. Это приведёт к повышению энергопотребления и снижению качества цвета в пользу яркости, тем не менее оно особенно подходит для ситуаций, когда окружающий свет очень яркий (например, солнечный свет).
Внешние мониторы
DDC/CI (Командный интерфейс обмена данными между компьютером и монитором) может использоваться для связи с внешними мониторами, реализующими стандарт MCCS (Monitor Control Command Set) по шине I2C.
DDC может контролировать яркость, контрастность, входы и т.д. на поддерживаемых мониторах. Настройки, доступные с панели OSD (экранное меню), также могут управляться через DDC.
Утилита ddcutil может использоваться, чтобы вывести или поменять настройки яркости:
Решение проблем
Частота ШИМ-модуляции подсветки (только для Intel i915)
Известно, что на ноутбуках со светодиодной подсветкой иногда мерцает экран. Это объясняется тем, что наиболее эффективным способом управления яркостью подсветки светодиодов является быстрое включение и выключение светодиодов, изменяя время их свечения.
Однако, частота переключения, так называемая частота ШИМ (широтно-импульсная модуляция), может быть недостаточно высокой, чтобы глаз воспринимал её как непрерывное свечение, и вместо этого видно мерцание. Это вызывает у некоторых людей такие симптомы, как головные боли и усталость глаз.
Если у вас графический адаптер Intel i915, то возможно настроить частоту ШИМ, чтобы устранить мерцание.
Период ШИМ (обратно пропорциональный частоте) записывается в 4 старших байта регистра 0xC8254 (если вы используете чипсет Intel GM45, вместо этого используйте адрес 0x61254 ). Чтобы манипулировать значениями регистров, установите intel-gpu-tools из официальных репозиториев.
Чтобы увеличить частоту, период должен быть уменьшен. Например:
Затем, чтобы удвоить частоту ШИМ, разделите 4 старших байта на 2 и запишите полученное значение, сохраняя нижние байты неизменными:
Чтобы установить новую частоту автоматически, попробуйте написать правило udev или установить intelpwm-udev AUR .
Инвертированная яркость (только для Intel i915)
- после установки xf86-video-intel systemd-backlight.service выключает подсветку во время загрузки
- возможное решение: маскировать systemd-backlight.service
Эта проблема может быть решена добавлением i915.invert_brightness=1 в список параметров ядра.
sysfs изменен, но нет изменения яркости
Примечание: Такое поведение и способы его обхода были подтверждены на Dell M6700 с Nvidia K5000m (версия BIOS до A10) и Clevo P750ZM (Eurocom P5 Pro Extreme) с Nvidia 980m.
На некоторых системах горячие клавиши яркости на клавиатуре корректно изменяют значения интерфейса acpi в /sys/class/backlight/acpi_video0/actual_brightness , но яркость экрана не изменяется. Апплеты яркости в окружениях рабочего стола могут также показывать изменения без результатов.
Если вы протестировали рекомендуемые параметры ядра и только xbacklight работает, вы можете столкнуться с несовместимостью между вашим BIOS и драйвером ядра.
В этом случае единственное решение - дождаться исправления от производителя BIOS или драйвера GPU.
Обходной путь - использовать inotify api ядра для запуска xbacklight каждый раз, когда изменяется значение /sys/class/backlight/acpi_video0/actual_brightness .
Сперва установите inotify-tools . Затем создайте скрипт, который будет запускаться при каждом включении с помощью автозагрузки.
Читайте также: