Setting96.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Управление яркостью изображения на индикаторе

Управление яркостью изображения на индикаторе

Светодиод — малоинерционный прибор индикации, поэтому чаще всего яркостью свечения светодиодов управляют с помощью диммирования — снижения яркости при быстром мигании с различной скважностью. Яркость светодиода, видимая глазом, практически пропорциональна длительности его горения в таком режиме. Чем больше скважность — тем меньше яркость. В динамических схемах индикации, когда светодиоды в индикаторе уже зажигаются с определенной скважностью, процесс управления яркостью накладывается на процесс обновления (сканирования) экрана и частота переключения значительно повышается. Так для управления рассмотренным выше одноцветным индикатором с 256 уровнями яркости, частота сканирования увеличивается в 256 раз.

Многоцветные матричные индикаторы

Для того, чтобы изготовить многоцветный матричный индикатор, в каждый пиксель устанавливают два и более разноцветных светодиода. Выводы фазы (столбцы) в таких матрицах подключаются к анодам всех светодиодов в столбце, а код подается отдельно на строки первого, второго, и далее, цветов. Если в индикатор установлены светодиоды трех цветов (R — красный, G — зеленый, B — синий), такой индикатор называется полноцветным. С помощью таких индикаторов создаются полноцветные графические табло, которые способны работать в True-Color режиме (24 бит на пиксел). Цвет задаётся яркостью свечения цветных светодиодов.

Светодиодный матричный индикатор. Применение

Матричные индикаторы применяются для отображения цифро-буквенной информации в различных областях человеческой деятельности. Например, индикатор 5 х7 пикселей, позволяет изобразить все символы латинского и русского алфавитов в достаточно узнаваемом виде. Причем, изображаются как прописные, так и строчные символы.

Матричные светодиодные индикаторы применяются в виде единичных символьных индикаторов, либо в виде неперывных графических полей различной размерности. Так, например, из индикаторов 5 х 7 пикселей может быть изготовлено табло с размером 7 х 30 пикселей для отображения символьной строки не более шести символов. Матричные индикаторы с размерами 8 х 8 пикселей применяются для изготовления непрерывных графических экранов или табло бегущая строка. Выбор размерности 8 х 8 пикселей обусловлен размером байта и номенклатурой выпускаемых драйверов светодиодов. На таких экранах возможно отображение графических картинок, многострочной символьной информации. А при использовании полноцветных индикаторов, создаются графические видео экраны — уличные телевизоры.

Семисегментный индикатор.

Для отображения цифровой информации в системах на базе микроконтроллеров используются светодиодные семисегментные индикаторы. Они просты в управлении, имеют высокую яркость, широкий диапазон рабочих температур и низкую стоимость. К недостаткам светодиодных индикаторов относятся – высокое энергопотребление, отсутствие управляющего контроллера и скудные возможности по выводу буквенной информации.

Светодиодный семисегментный индикатор (Рис 10.4) представляет собой группу светодиодов расположенных в определенном порядке и объединенных конструктивно. Зажигая одновременно несколько светодиодов можно формировать на индикаторе символы цифр. Индикаторы различаются по типу соединения светодиодов – общий анод, общий катод, по количеству отображаемых разрядов – однораразрядные, двух разрядные и т.д. и по цвету – красные, зеленые, желтые и т.д.

Семисегментный индикатор может управляться статически. При этом на него можно постоянно выводить информацию. В случае, если надо подключить к микроконтроллеру два и более индикаторов, встаёт вопрос о способе управления отображением на них информации. Есть два, рассмотренных выше, способа. Первый – статическая индикация при которой каждый индикатор подключается независимо друг от друга (Рис 10.5).

Второй – динамический (Рис 10.6). При этом 7 информационных выводов всех индикаторов подключаются к одним и тем же выводам микроконтроллера, а выводы выбора микросхемы к разным выводам микроконтроллера. Алгорим динамической индикации был рассмотрен выше. Здесь всё тоже самое, только роль столбцов играют выводы выбора микросхемы индикатора, а строк – информационные выводы. Достоинста и недостатки обоих способов подключения так же были рассмотрены выше.

Рис 10.6
LCD дисплей.

Технологии.

По технологии производства LCD дисплеи можно поделить на дисплеи с пассивной и активной матрицей.

Технологии MIM-LCD и Diode-LCD не получили широкого распространения.

STN (Super Twisted Nematic)— матрица, состоящая из ЖК-элементов с изменяемой прозрачностью.

TFT (Thin Film Transistor)— активная матрица, в которой каждый пиксел управляется отдельным транзистором.

По сравнению с пассивной матрицей, TFT LCD имеет более высокую контрастность, насыщенность, меньшее время переключения.

Регулирование яркости свечения индикаторов в полиграфическом оборудовании

Особенностью использования полупроводникового индикатора, как и любого активного (светоизлучающего) индикатора, является зависимость качества воспроизведения информации от уровня яркости внешней освещенности. В частности, в помещениях с рассеянным спокойным освещением индикатор в номинальных режимах работы даст дискомфорт считывания информации из-за чрезвычайно высокого яркостного контраста. В помещениях же с высокими уровнями внешней освещенности от 10 ООО до 100 000 лк яркостного контраста для уверенного считывания информации даже при максимуме светоотдачи без применения специальных мер будет недостаточно. Для устройств, работающих в широком диапазоне внешней освещенности, необходимо решать обе эти задачи.

Снижение яркостного контраста при работе индикатора в помещениях с низким уровнем внешней освещенности достигается путем регулирования (уменьшения) яркости свечения индикаторов. Это регулирование может быть осуществлено различными способами. В частности, в условиях ровного яркого освещения, например, в вычислительных центрах, допустим вариант регулирования яркости за счет изменения напряжения питания полупроводниковых индикаторов, а следовательно, и амплитуды проходящего через светодиоды тока. Регулирующим элементом может служить переменный резистор, вынесенный на лицевую панель прибора. Этот резистор является элементом делителя напряжения в блоке питания, осуществляющего регулировку выходного напряжения блока, используемого для питания полупроводникового индикатора. Вариант прост в исполнении, и используется в помещениях с достаточно ровным ярким освещением, не требующим регулирования яркости полупроводникового индикатора до минимума. Это объясняется тем, что при малых значениях протекающего через светящийся элемент тока /пр наблюдается незначительный разброс яркости его свечения Lv (рис. 1.64). При снижении до определенного минимума протекающего через светодиоды тока разброс яркости свечения полупроводникового индикатора значительно увеличивается. При невысоких уровнях яркостей, т. е. при работе в ночное время зрительное восприятие неравномерности свечения будет усугубляться тем, что в этих условиях чувствительность глаза выше, поэтому и различная яркость проявляется сильнее. Следовательно, регулирование яркости свечения индикаторов методом изменения напряжения на нижних пределах регулирования создаёт дискомфорт при считывании информации из-за разнояркости свечения светодиодов. Необходимо учесть, что конструкция полупроводникового индикатора не позволяет их использовать без светофильтров, так как светлая пластмасса рассеивателя светопроводов точек и сегментов полупроводникового индикатора на чёрном фоне его корпуса даже в выключенном состоянии выделяется достаточно контрастно.

Читать еще:  Как отрегулировать пилу хускварна 135

Рис. 1.64. Зависимость яркости свечения светодиодов от прямого тока.

Высокий контраст элементов индикатора при определенных условиях освещенности или дефицита времени могут вызвать пропуски и ошибки при считывании информации. Светофильтры же, обеспечивающие цветовой и яркостный контрасты индицируемой информации, снижают яркость свечения на 15%…20% и более в зависимости от типа светофильтра. Таким образом, с одной стороны, для обеспечения комфортности считывания информации в затемненном помещении необходимо снижение тока через светодиоды цифрового индикатора до значения, снимающего слепящее действие наиболее ярких элементов, а с другой – явление разброса яркости свечения с одновременным использованием светофильтров приводит к полной потере светимости части светодиодов, имеющих более низкие светоизлучающие характеристики. Поэтому способ регулирования яркости свечения индикаторов снижением напряжения питания, приемлемый для приборов, размещаемых в помещениях с постоянным средним и ярким уровнем внешней освещенности, неприемлем для устройств отображения информации, размещаемых в помещениях и на объектах с широким диапазоном яркостей внешнего освещения. Другим вариантом регулирования яркости свечения индикаторов, устраняющим указанный недостаток, является метод широтно-импульсного регулирования яркости свечения цифровых полупроводниковых индикаторов. Широтно-импульсный метод (ТТТИМ) основан на сокращении времени протекания тока через светодиоды индикаторов. При этом снижается значение среднего прямого тока через светодиоды и, естественно, снижается яркость их свечения. На рис. 1.65 представлена структурная схема широтно-импульсного метода регулирования яркости свечения цифровых индикаторов. Функциональный элемент 1 представляет собой генератор широтно-модулированных импульсов. Функциональный элемент 2 представляет собой дешифратор, преобразующий двоично-десятичный код на его информационных входах (1-2-4-8) в семиразрядный позиционный код на его выходах (A-B-C-D- E-F-G). Функциональный элемент 3 представляет собой семисегментный индикатор. Кроме информационных входов, дешифратор имеет вход, наличие напряжения на котором обеспечивает свечение сразу всех сегментов индикатора и на который подается ШИМ-напряжение для управления свечением индикатора. Дешифраторы имеют и вход гашения, при подаче сигнала на который на выходах AG дешифраторов появляется логический уровень, обеспечивающий гашение светодиодов. На рис. 1.66 представлена одна из возможных схем функционального элемента 1 – генератора широтно-модулированных импульсов.

Он представляет собою мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме с изменяющейся длительностью выходного импульса. Длительность выходного импульса пропорциональна сопротивлению резистора //рС,.Ярк· Полупроводниковые индикаторы являются токовыми приборами, поэтому для нормального их функционирования необходимо стабилизировать прямой ток через каждый элемент. Эту задачу в схемах управления индикаторами выполняют формирователи тока. Указанный метод заключается в регулировании светоотдачи полупроводникового материала индикатора изменением среднего прямого тока через сегмент. Поскольку наиболее распространённым формирователем тока бывает пассивный элемент (резистор), то во избежание значительного изменения яркости необходимо высокая степень стабилизации напряжения питания источника тока. Необходимо отметить, что при индикации различных значений цифровых параметров суммарный ток потребления всего индикатора будет изменяться в широких пределах, а поэтому напряжение питания при изменениях тока нагрузки во время работы индикаторов должно быть стабилизировано во всём диапазоне токов потребления от 0 до /макс·

Снижение среднего прямого тока через сегменты вызывает снижение светоотдачи полупроводникового материала индикатора, т. е. регулирования яркости индикатора. Схемы регулирования яркости индикаторов с использованием генераторов широтно-модулированных импульсов могут быть различными. Однако любые варианты такой схемы регулирования яркости могут использоваться только при ограниченном числе индикаторов, так как одновременное включение- выключение большого числа индикаторов вызывает значительные изменения тока источника питания.

Борьба с таким явлением в микросхемной части вызывает значительные трудности в проектировании источников питания, проводного или печатного монтажа. Регулировка яркости свечения индикаторов аналоговым методом устраняет указанные сложности. Схема аналогового регулятора приведена на рис. 1.67. Ее целесообразно применять в устройствах, в которых другие методы борьбы с трудностями при ШИМ-регулировании по тем или иным причинам не принесли желаемого результата. Следует помнить, что аналоговый метод регулировки яркости менее экономичен, чем ШИМ, так как даже при полностью погашенных индикаторах значительная мощность рассеивается на регулирующем транзисторе стабилизатора и на резисторном делителе напряжения.

Источник: Беляев В. П., Шуляк Р. И., «Электронные устройства полиграфического оборудования», Белорусский государственный Технологический университет, Минск, 2011 г.

Ардуино: динамическая индикация

В одном из предыдущих уроков мы научились зажигать сегменты светодиодного индикатора. Хотя это можно сделать только с помощью Ардуино, мы использовали в нашем уроке дополнительный компонент — сдвиговый регистр. Эта полезная микросхема сэкономила нам несколько ценных выводов микроконтроллера.

Но один семисегментный индикатор почти бесполезен. Он ведь отображает всего одну цифру. А что если мы хотим вывести большое число, скажем, от 0 до 500? Нам потребуется целых три цифры, а значит и три индикатора.

Читать еще:  Устройство и регулировка центрального замка

Как будем подключать их к контроллеру? Можем напрямую, но тогда мы займем 7*3 = 21 вывод! Это очень расточительно. К тому же, нужна будет уже другая плата, так как у Ардуино Уно просто не хватит цифровых выводов.

Попробуем использовать сдвиговый регистр? Уже лучше. Теперь нам понадобится три регистра, объединенных в цепочку, а также три вывода Ардуино для управления ими. В общем то на этом можно бы было и остановить оптимизацию нашей схемы, но мы пойдем дальше. Обойдемся всего одним сдвиговым регистром!

Динамическая индикация

Как известно, наше зрение обладает свойством инерции, или персистенции. Это способность глаза соединять быстро сменяющиеся изображения в одно. Таким образом, чтобы человек видел на индикаторе трехзначное число, вовсе необязательно зажигать все цифры разом. Достаточно в один момент времени включать только один отдельный индикатор. Переключение между соседними индикаторам должно происходить с большой частотой, чтобы получить эффект персистенции.

Такой подход к выводу данных называется динамической индикацией. В действительности, многие символьные и матричные светодиодные и газоразрядные индикаторы работают именно по такому принципу. Попробуем и мы собрать схему динамической индикации для управления тремя семисегментными индикаторами.

Подключение к Ардуино

В этом уроке мы используем три семисегментных индикатора с общим катодом. Нам также потребуется один сдвиговый регистр, подключенный одновременно ко всем индикаторам. Чтобы в каждый момент времени включать только один индикатор, используем три полевых транзистора, которые будут в нужный момент подключать катод к земле.

Кстати, вместо трёх отдельных индикаторов лучше применять один трехцифровой индикатор. Суть схемы от этого не изменится, но проводов будет меньше!

Принципиальная схема

Принципиальная схема для динамической индикации на Ардуино

Внешний вид макета

Макетная схема для динамической индикации на Ардуино

В качестве электронных ключей рекомендуем использовать транзисторы в корпусе TO92, например 2N7000. Для подключения каждого транзистора понадобится два резистора: на 100-150 Ом и на 2.2-10 кОм. Первый резистор призван защитить вывод контроллера от бросков тока, возникающих на затворе во время создания поля. Второй же резистор поможет быстро выключить ключ, когда мы подадим низкий уровень на соответствующий вывод контроллера (через него на землю сольется остаточный заряд затвора).

На каждой линии от регистра к индикатору необходим токозадающий резистор 200-300 Ом, чтобы светодиоды в индикаторе не перегорели. Этот нюанс работы со светодиодами мы рассмотрели на одном из самых первых уроков про светодиоды.

Тщательно собираем схему и переходим к программе.

Программа для динамической индикации

Часть этой программы, включая переменные data_pin, sh_pin, st_pin и функцию fill уже известны нам из урока про сдвиговый регистр.

Массив digits хранит десять комбинаций сегментов для цифр от 0 до 9. Для экономии памяти мы храним каждую комбинацию в одном байте, а для лучшего понимания мы записали их в бинарном виде.

Чтобы переключать индикаторы воспользуемся таймером. Будем каждую миллисекунду заполнять регистр нужной комбинацией и включать соответствующий индикатор. Для этого мы используем функцию setDigit. Аргумент digit — это индекс включаемого в данный момент индикатора, а counter — трехзначное число, которые мы хотим высветить.

Параметр to_flick отвечает за период переключения индикатора. Он равен 1, а значит смена цифр для отображения происходит каждую миллисекунду. Что если увеличить этот параметр? Скажем до 100мс, или даже до 500мс. Эффект инерции зрения пропадет и мы начнем замечать смену цифр.

Программа счетчика с динамической индикацией

В предыдущем примере переменная counter хранила число 125 по-умолчанию. Попробуем теперь добавить в программу счетчик секунд, чтобы counter увеличивался на единицу каждую секунду, вплоть до числа 999.

Загружаем программу на Ардуино и наблюдаем работу счетчика!

Задания

  1. Цифровой секундомер. Собрать схему с трехцифровым индикатором. Добавить в схему кнопку. При нажатии на кнопку, секундомер должен запускать отсчет. При повторном нажатии — останавливать. Дополнительно, к секундомеру можно добавить дробную часть, отображаемую на третьем индикаторе через точку.
  2. Цифровой вольтметр для напряжений от 0 до 10 Вольт. Собрать схему с трехцифровым индикатором. Добавить в схему делитель напряжения из двух резисторов на 10 кОм, подключенный к аналоговому входу Ардуино. Написать программу, которая будет каждые 100 мс считывать значение на аналоговом входе, переводить его в Вольты и выводить на индикатор. Для правильного отображения дробной части, необходимо подключить восьмой сегмент — точку.

Заключение

На поверку, динамическая индикация оказывается не такой уж сложной. К нашей старой схеме с регистром добавилось всего три транзистора, которые управляются понятной логикой.

На следующих уроках попробуем использовать динамическую индикацию для управления матрицей светодиодов, а также научимся работать со специализированной микросхемой, которая значительно упростит нашу программу.

6 способов отключения адаптивной регулировки автояркости в ОС Windows 10

Экран – основное средство взаимодействия компьютера и пользователя. Любые проблемы, связанные с работой монитора, вызывают массу неудобств. В частности, это происходит из-за функции автояркость на операционной системе Windows 10. Многие владельцы ПК не понимают, как работает данная опция, и удивляются, когда экран гаснет. Обычно ошибка исправляется в несколько касаний.

Почему затемняется экран на компьютере

Разработчики отдельных элементов компьютера стараются сделать максимально удобным процесс эксплуатации гаджета. Так, на ноутбуке или стационарном мониторе может быть датчик, анализирующий условия освещения. Работает он схожим образом, как аналогичный сенсор на смартфоне. А благодаря функционалу Windows 10 пользователь включает или выключает адаптивную регулировку яркости (изменения уровня подсветки в зависимости от окружающего освещения).

Читать еще:  Как регулировать освещение в квартире

screenshot_1

Именно эта опция – главная причина возникновения проблемы, когда экран внезапно потухает. Ведь иногда датчик некорректно распознает окружающую среду, из-за чего ошибочно понижает яркость.

Как отключить автояркость в Windows 10

Для отключения функции нужно:

  • Запустить «Параметры» через меню «Пуск».

screenshot_2

  • Перейти в раздел «Система», а затем выбрать «Экран».

screenshot_3

  • Во вкладке «Яркость и цвет» снять галочку с пункта, отвечающего за автоматическое изменение параметров.

screenshot_4

Отключив полезную, но в то же время не самую удобную функцию, владелец компьютера больше не столкнется с проблемой затухания монитора. А если найти соответствующий пункт не представляется возможным, нужно обратиться к альтернативным методам деактивации опции.

Редактор реестра

Иногда затемнение активируется не для всего экрана, а для отдельной его части. Например, когда пользователь запускает программу. В этот момент на остальной части дисплея понижается яркость. Вызвано подобное отнюдь не функцией автояркости. Для решения проблему нужно:

  • Нажать клавиши «Win + R».
  • Ввести запрос «regedit».

screenshot_5

  • В Редакторе реестра открыть директорию: HKLMSOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionPoliciesSystem.

screenshot_6

  • Запустить параметр «PromptOnSecureDesktop».
  • Выставить значение «0».

screenshot_7

После сохранения настроек приложение заработает без затемнения. При необходимости пользователь всегда может убрать изменения, выставив обратно значение «1».

Отключение «технологии энергосбережения дисплея»

На некоторых компьютерах монитор меняет яркость самостоятельно из-за использования энергосберегающего режима. Как правило, он присутствует на ноутбуке. Чтобы экран не затемнялся, нужно отключить «экономную» функцию:

  • Откройте Панель управления графикой Intel HD, воспользовавшись поисковой строкой или щелкнув ПКМ по свободной области экрана.

screenshot_8

  • Перейдите в раздел «Power», а затем – «On Battery».

screenshot_9

  • Снимите галочку возле заголовка «Display Power Saving Technology».

screenshot_10

  • Сохраните настройки.

Теперь уровень яркости не будет автоматически понижаться при попытке компьютера сэкономить электроэнергию. Если проблема продолжает давать о себе знать – рассмотрите еще несколько вариантов.

Отключение Vari-Bright

В отличие от предыдущего метода решения проблемы, этот способ подходит для компьютеров на видеокартах Radeon. В их программном обеспечении есть автоматическая фишка, затемняющая экран с аналогичными целями – сохранение электроэнергии. Чтобы отключить функцию, потребуется:

  • Щелкнуть ПКМ по свободной области Рабочего стола.
  • Выбрать «Настройки AMD Radeon».
  • Перейти в раздел «Предпочтения».
  • В разделе «Энергия» снять галочку с пункта «Enable Vari-Bright».
  • Сохранить изменения.

screenshot_11

Если интерфейс настроек видеокарты не переведен на русский язык, пользователю нужно отталкиваться от раздела «Preferences» («Предпочтения»). В остальном инструкция не будет отличаться, и в конечном итоге, технология автоматического понижения яркости отключится.

Отключение усиления контраста и выбора режима фильма

Еще одно решение проблемы для тех, у кого экран темнеет произвольно на компьютере с графическим процессором Intel. Мало того, что в настройках видеоадаптера есть функция энергосбережения, понижающая яркость, так еще там присутствует технология усиления контраста. Иногда она неверно распознает параметры текущего уровня яркости, из-за чего происходит ошибочное затемнение отдельных областей дисплея.

Для отключения усиления контраста воспользуйтесь инструкцией:

  • Откройте панель управления Intel HD Graphics.

screenshot_12

  • Перейдите в раздел «Улучшение изображения».
  • Отметьте галочкой пункт «Отключить» в подзаголовках с функциями усиления контраста и обнаружения режима фильма.
  • Подтвердите изменения.

screenshot_13

Иногда для вступления новых настроек в силу требуется перезагрузить компьютер. Обязательно сделайте это, и только потом проверяйте компьютер на отсутствие проблем, связанных с автояркостью.

Отключение службы мониторинга датчиков

Иногда ошибки с определением уровня окружающего освещения появляются на отдельных устройствах. Так, пользователи Surface 4 отмечают, что у них снижается яркость в том случае, если активированы службы мониторинга датчиков. Соответственно, для решения проблемы нужно отказаться от использования данного процесса. Выполняется операция следующим образом:

  • При помощи клавиш «Win + R» запустите окно «Выполнить».
  • Введите запрос «Services.msc».

screenshot_14

  • В открывшемся списке найдите «Мониторинг датчиков».

screenshot_15

  • Щелкните правой кнопкой мыши.
  • Выберите «Свойства».

screenshot_16

  • В подпункте «Тип запуска» отметьте параметр «Отключить».
  • Нажмите кнопку «Применить» для сохранения настроек.

screenshot_17

Не исключено, что аналогичная инструкция пригодится не только пользователям фирменных ноутбуков Microsoft, но и владельцам устройств других производителей. Все-таки служба работает на всех компьютерах, а отсутствие жалоб на мониторинг датчиков еще не является поводом не опробовать данный метод исправления ошибки автояркости.

Повторное включение интегрированной карты

Наконец, непроизвольное изменение уровня яркости бывает связано с неполадками интегрированной видеокарты. В данном случае речь идет о графических адаптерах Intel, которые часто дают сбой. Опытные пользователи подсказывают, что проблема решается путем перезапуска карты.

Действовать нужно в строгом соответствии с требованиями инструкции:

  • Используя поисковую строку или меню «Пуск», запустите «Диспетчер устройств».

screenshot_18

  • Раскройте вкладку «Видеоадаптеры».

screenshot_19

  • Щелкните ПКМ по названию видеокарты Intel.
  • Нажмите кнопку «Отключить устройство».

screenshot_20

  • Подождите несколько секунд, а затем активируйте адаптер нажатием кнопки «Включить устройство».

Совет. Также рекомендуется обновить драйверы видеокарты. Осуществляется действие также через Диспетчер устройств, где, вместо кнопки «Отключить устройство», нужно нажать «Обновить драйвер». Если обновления недоступны – самостоятельно скачайте ПО с официального сайта разработчиков.

screenshot_21

Теперь видеокарта должна заработать в привычном режиме, и вы вряд ли столкнетесь с затемнением дисплея, если принудительно не активируете функцию автояркости. В любом случае, рекомендуется еще раз проверить все настройки на предмет выставления правильных параметров для корректного отображения контента.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector