Arduino, Bascom-AVR: LCD modulok háttérvilágítási trükkök

A mostani cikk rövidebb, mint a szokásos, ám egy probléma körüljárásával próbál teljes képet adni. Ez a téma pedig az LCD modulok háttérvilágítása.

A cikk inspirációját az Arduino programok használata során beszerzett különféle LCD modulok korai halálozása ihlette.

Robbantott LCD

A képen egy karakteres LCD modul "robbantott" részei látszanak. Aki volt már a négynapos Bascom-AVR tanfolyamon, az ezzel akijelzővel élőben (holtában?) is találkozhatott. A modul egy gravitációs baleset áldozata volt: kb. 1 m magasról leesett a sarkára és a folyadékkristályt tartalmazó üveglap eltört benne.

Az LCD feldarabolása

A főbb részei:

Kijelző főbb részeiKijelző főbb részei

Számunkra most a háttérvilágítás a legfontosabb alkotórész....

Az LCD háttérvilágítása lényegi része a modulnak. Amit elvárunk tőle, hogy egyenletes megvilágítást biztosítson a teljes felületen, homogénnek látszódjon mindenütt. Miközben ne fogyasszon sokat. A LED pontszerű fényforrásával ennek megvalósítása nem is olyan egyszerű....

Az LCD modul háttérvilágítása az adatlap alapján már sejteti a felépítést:

Háttérvilágítás paraméterei

A háttérvilágítás önállóan:

LCD backlight

És a belseje:

LCD háttérvilágítás LED-mátrix

A belsejében LED-sorok vannak, és ezek a sorok párhuzamosításra kerültek. Így a háttérvilágítás a szemünkben nem több, mint egy nagyobb LED. Azonban, ha megnézzük az adatlap háttérvilágításra vonatkozó részét - alig kaptunk valami információt (Displaytech 4x20 LCD).

Az adatlapból megismerhető adatok:

  • Feszültség: 4.2V,
  • Áramerősség:180mA,
  • Szín: zöldessárga.

Míg egy LED esetén ennél sokkal részletesebb adatokat, sőt grafikonokat is kapunk! De ami adat van, abból kell dolgozni...

A háttérvilágítás bekötését a LED előtétellenállás kiszámításával kell kezdeni. Így az 5V rendszerfeszültségre való bekötés esetén:

És az ellenállás teljesítménye:

Elég meglepő az eredmény. A mikrokontrollerek néhány mA áramfelvételéhez képest a háttérvilágításon ennek sokszorosa folyik át és a háttérvilágítás teljesítményigénye a legjelentősebb tétel : 5V*0.18A=0.9W!

Ha kicsodálkoztuk magunkat, nézzünk még a kulisszák mögé, mert az LCD panelek háta is mutat pár érdekességet...

Háttérvilágítás háttere

A karakteres LCD modulok csatlakozójának lábkiosztása kváziszabványos. Az elérhető modulok 98%-ánál az 1...14 kivezetés:

A háttérvilágítással azonban már nem ennyire egyértelmű a helyzet. Itt lehet a 0., -1. kivezetésen a háttérvilágítás (ilyen például a DEN gyártmányú 2*16 karakteres kijelzők), vagy akár a 15-16. Kivezetéseken is. Néhány kijelzőn mindkét kivezetéscsoport megtalálható. De hogy a helyzet ne legyen egyértelmű, a polaritás is változhat. Szerencsére némi könnyebbség, hogy a polaritás megfordítható átkötések átrendezésével.

Legyünk ellenállók!

Műszaki oldalról néha előkerül a szokásos kérdés:

"- Mi az ellenállás mértékegysége?

Mérnöki válasz - helyzettől függően:

- Partizán/négyzetméter..." smiley

A kapcsolási rajzokat nézegetve, számos esetben látható, hogy az LCD-k hátérvilágítása az 5V tápfeszültség és a GND közé közvetlenül kerül bekötésre. Ha megnézzük egy LED/háttérvilágítás adatlapját - akkor ez bizony nem sokáig fog világítani. Általában túlterheljük a LED-eket így és a túlhajtás/túlmelegedés hatására elhaláloznak. A 4.2V névleges feszültségű zöld háttérvilágítású valamivel jobban, a kék/fehér háttérvilágítású rosszabbul tűri a túlhajtást. De mi az oka, hogy mégis sok rajzon közvetlen bekötés szerepel?

Kicsit utánaolvasva a cikkeknek, kiderült: majd' minden ilyen direkt bekötésű LCD az aukciós/kínai oldalakról származik. Az adatlap általában 1 oldal sajtpapír, paraméterlista nem sok. (Tipp: ebay.com tetszőleges oldala.) Feltételezés: a reklamációk a gyorsan elhalálozó háttérvilágításokról már rontották a boltot. A kezdő hobbivillanyász meg az előtétellenállásról még nem is hallott - hisz' az a  mintarajzok egy részén sem volt. És a gyártó/forgalmazó a reklamációk ellen rárakja gyárilag az LCD-modulra. És még több rajz lesz a háttér előtétellenállás nélkül. És a kör bezárult. Aztán, ha egyszer normális, eredeti gyári kijelzőnk lesz - lehet csodálkozni a gyors háttérhalálozás miatt...

De hol van az ellenállás?

A háttérvilágítás polaritása forraszjumperrel vagy 0 ohmos ellenállással (átkötéssel) fordítható meg. Ez általában nem a kivezetés miatt kerül rá a panelra, hanem mert az LCD gyártó ugyanazt a modellt többféle színű, kialakítású háttérvilágítás-modullal szereli. Így nem szükséges 3-4-5 féle LCD alappanelt gyártania, hanem elég egy is.



"Melyik átkötés - melyik háttérvilágításhoz vagy LCD-hez való?"

A háttérvilágítások ellenállással megoldott rövidzárainál azonban, a 0 ohmos átkötő kicserélhető pl. 100 ohmra, így a háttérvilágítás azonnal a közvetlen 5V-ra köthető!

LCD és az opcionális háttérvilágítási ellenállás

Tipp: Ha az eszközünk kék, zöld illetve fekete háttérvilágítású LCD-vel is szerelhető, akkor az alappanelen csak a legkisebb ellenállás legyen beépítve. Ha kiegészítő szükséges, az már az LCD modulra is kerülhet. Típusmegoldás, hogy zöldessárga háttér esetén az alappanelen 5.1R van beépítve, és így a kijelzőn a 0 ohmos ellenállás megfelel. Ugyanide kék háttér/fehér pixel megjelenésű, fehér háttérvilágítást tartalmazó LCD esetén az előtétellenállás 100R (kék/fehér LCD esetén a kijelzés inverz, ezért fehér a háttér színe). 

TavIR-Facebook