نمایندگی تعمیرات ال ای دی ال جی شهر قم
ال ای دی (LED) چیست؟
ال ای دی مخفف عبارت انگلیسی Light Emitting Diode است که به فارسی به معنای دیود نورگسیل میباشد. این قطعه الکترونیکی کوچک یک منبع نور نیمه رسانا است که با عبور جریان الکتریکی از آن، از خود نور تابش میکند.
به طور کلی دو نوع نیمه رسانا وجود دارند. نیمه رسانا نوع مثبت (P) که در آن تعداد حفرهها بیشتر است و نیمه رسانا نوع منفی (N) که در آن تعداد الکترونها بیشتر است.
حال اگر دو نوع منفی و مثبت نیمه رساناها کنار هم قرار گیرند میتوانیم دیود داشته باشیم. به این صورت که جریان برق فقط از یک جهت میتواند از دیود عبور کند و این عبور به همراه انتشار انرژی به صورت فوتون با طول موجهای منحصر بهفرد (تابع ولتاژ و جنس ماده نیمهرسانا) میباشد.
مواد سازنده چیپ LED برای تولید نور مرئی
برای تولید نور مرئی در محدوده 400 تا 700 نانومتر که چشم انسان قادر به دیدن آن است، از مواد نیمهرسانای خاصی در ساخت چیپ ال ای دی استفاده میشود. انتخاب این مواد به طور مستقیم بر روی رنگ و شدت نوری که ال ای دی تولید میکند، تأثیرگذار است.
نسل اولیه LED (معروف به کلاهی یا اوال) برای مصارفی از قبیل چراغ روشن/خاموش یا چراغ مادون قرمز انواع کنترلها به کار میرود
اجزای تشکیلدهنده و نحوه عملکرد یک دیود نورانی (LED)
چیپ نیمهرسانا (Semiconductor Chip):
قلب تپندهی هر الایدی، چیپ نیمهرسانا است. این قطعهی کوچک از موادی مانند گالیوم نیترید یا آلومینیوم گالیوم ایندیم فسفید ساخته شده است. وقتی جریان الکتریکی از این چیپ عبور میکند، الکترونها و حفرهها با هم ترکیب شده و فوتون (ذره نور) آزاد میکنند. نوع مادهی نیمهرسانا به کار رفته در چیپ، رنگ نوری که تولید میشود را تعیین میکند.
لایههای تماس (Contact Layers):
این لایهها از فلزات رسانا مانند طلا یا نقره ساخته شدهاند و وظیفه اتصال الکتریکی چیپ به مدار خارجی را بر عهده دارند. به عبارت دیگر، جریان الکتریکی از طریق این لایهها به چیپ نیمهرسانا میرسد.
بستهبندی (Package):
بستهبندی، چیپ نیمهرسانا و لایههای تماس را در بر میگیرد و از آنها محافظت میکند. همچنین، بستهبندی به هدایت نور تولید شده توسط چیپ به بیرون کمک میکند. بستهبندیها انواع مختلفی دارند و معمولاً از مواد شفاف ساخته میشوند.
لنز (Lens):
برخی از الایدیها به یک لنز مجهز هستند. این لنز جهت و شدت نور خروجی را کنترل میکند. لنزها میتوانند محدب، مقعر یا ترکیبی از هر دو باشند و برای کاربردهای مختلف طراحی میشوند.
نخ طلا (Wire Bond):
نخ طلا یا باند سیم، یک اتصال بسیار نازک از جنس طلا است که چیپ نیمهرسانا را به پایههای خارجی الایدی متصل میکند. این اتصال، جریان الکتریکی را از پایهها به چیپ و بالعکس منتقل میکند. نخ طلا به دلیل هدایت الکتریکی بالا، مقاومت کم و قابلیت انعطافپذیری، برای این منظور بسیار مناسب است.
پایهها (Leads):
پایههای الایدی معمولاً از جنس فلزی مانند مس یا آلومینیوم ساخته شدهاند و برای اتصال الایدی به مدار خارجی استفاده میشوند. یکی از پایهها آند (مثبت) و دیگری کاتد (منفی) نامیده میشود.
حفره صیقلی (Reflective Cavity):
این حفره کوچک و صیقلی در زیر چیپ ایجاد میشود تا نور تولید شده را به سمت بالا هدایت کند و از اتلاف آن جلوگیری کند. حفره صیقلی مانند یک آینه عمل میکند و باعث افزایش شدت نور خروجی میشود.
وقتی جریان الکتریکی به الایدی اعمال میشود، از طریق پایهها و نخ طلا به چیپ نیمهرسانا میرسد. در چیپ، الکترونها و حفرهها با هم ترکیب شده و فوتونهایی با انرژی مشخص تولید میکنند. این فوتونها از چیپ خارج شده و از طریق بستهبندی و لنز (در صورت وجود) و با کمک حفره صیقلی به بیرون هدایت میشوند.
نوع مادهی نیمهرسانا به کار رفته در چیپ، شدت جریان عبوری از الایدی، و نوع لنز به کار رفته، همگی بر روی رنگ، شدت و جهت نور خروجی تأثیرگذار هستند.
بطور خلاصه ال ای دی ها از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند که هر کدام نقش مهمی در عملکرد آن دارند. چیپ نیمهرسانا نور تولید میکند، لایههای تماس و نخ طلا اتصال الکتریکی را برقرار میکنند، بستهبندی از چیپ محافظت میکند، لنز جهت نور را کنترل میکند، پایهها برای اتصال الایدی به مدار استفاده میشوند و حفره صیقلی به افزایش شدت نور کمک میکند.
کاربردهای گسترده ال ای دی ها در زندگی روزمره
ال ای دی ها (LED) یا دیودهای نوری، انقلاب بزرگی در صنعت روشنایی و الکترونیک ایجاد کردهاند. این قطعات کوچک اما قدرتمند، به دلیل مزایایی همچون طول عمر بالا، مصرف انرژی کم، روشن شدن سریع، تنوع رنگ و اندازه، در طیف گستردهای از کاربردها مورد استفاده قرار میگیرند. در ادامه به برخی از مهمترین کاربردهای ال ای دیها میپردازیم:
روشنایی عمومی و خانگی:
ال ای دی ها به دلیل مصرف انرژی پایین، طول عمر بالا و تنوع در رنگ و شکل، جایگزین مناسبی برای لامپهای قدیمی شدهاند. در منازل، ادارات، فروشگاهها و فضاهای عمومی از لامپهای ال ای دی برای روشنایی کلی و موضعی استفاده میشود. از ریسههای ال ای دی برای تزئینات و ایجاد جلوههای نوری زیبا بهره میبرند. همچنین، چراغهای سقفی، دیواری و آویز ال ای دی، تنوع زیادی در طراحی و کاربرد دارند.
الکترونیک مصرفی:
ال ای دی ها در طیف گستردهای از دستگاههای الکترونیکی مصرفی کاربرد دارند. از جمله میتوان به نمایشگرهای تلویزیون، مانیتور، تلفن همراه و تبلت اشاره کرد. در این دستگاهها، ال ای دیها پیکسلهای نمایشگر را تشکیل میدهند و تصاویر با کیفیت بالا را ایجاد میکنند. همچنین، در چراغ قوهها، کیبوردها و سایر دستگاههای الکترونیکی کوچک نیز از ال ای دی استفاده میشود.
صنایع خودرو:
صنعت خودرو یکی از بزرگترین مصرفکنندگان ال ای دی است. از چراغهای جلو و عقب خودرو گرفته تا چراغهای داخلی، چراغهای راهنما و چراغهای ترمز، همگی از ال ای دی ساخته میشوند. ال ای دیها به دلیل روشنایی بالا، مصرف انرژی کم و طول عمر زیاد، انتخاب مناسبی برای صنعت خودرو هستند.
صنایع پزشکی:
در حوزه پزشکی، ال ای دیها کاربردهای متنوعی دارند. از جمله میتوان به لامپهای جراحی، دستگاههای اندوسکوپی و میکروسکوپ اشاره کرد. نور سفید و خالص ال ای دیها برای جراحی بسیار مناسب است. همچنین، از نور درمانی با استفاده از ال ای دی برای درمان برخی بیماریها استفاده میشود.
تابلوهای تبلیغاتی و نمایشگرهای بزرگ:
ال ای دیها در ساخت تابلوهای تبلیغاتی، نمایشگرهای بزرگ و ویدئو والها کاربرد گستردهای دارند. این تابلوها با استفاده از میلیونها ال ای دی کوچک تشکیل میشوند و میتوانند تصاویر متحرک و ویدئوهای با کیفیت بالا را نمایش دهند.
صنایع روشنایی صنعتی:
در صنایع مختلف مانند کارخانهها، انبارها و سولهها، از چراغهای ال ای دی با توان بالا برای روشنایی استفاده میشود. این چراغها به دلیل مقاومت بالا در برابر شرایط سخت محیطی و مصرف انرژی کم، انتخاب مناسبی برای این صنایع هستند.
نورپردازی دکوراتیو:
ال ای دیها در ایجاد جلوههای نوری زیبا و متنوع در فضاهای مختلف کاربرد دارند. از جمله میتوان به نورپردازی ساختمانها، پلها، باغها و آبنماها اشاره کرد.
وسایل نقلیه عمومی:
در اتوبوسها، متروها و قطارها از ال ای دی برای روشنایی داخلی، نمایش اطلاعات مسافران و چراغهای بیرونی استفاده میشود.
صنایع کشاورزی:
در کشاورزی از نور مصنوعی ال ای دی برای رشد گیاهان در گلخانهها استفاده میشود. نور ال ای دی میتواند طیف نوری مورد نیاز گیاهان را تامین کرده و باعث رشد بهتر و سریعتر آنها شود.
تجهیزات الکترونیکی صنعتی:
در تجهیزات الکترونیکی صنعتی مانند دستگاههای کنترل صنعتی، دستگاههای اندازهگیری و تجهیزات ارتباطی از ال ای دی برای نشان دادن وضعیت دستگاهها و هشدارها استفاده میشود.
اجزای تلویزیون
اگر پنل پشت تلویزیون را بردارید با مجموعه ای از قطعات مواجه می شوید.
دستگاه تلویزیون برای دریافت و گزینش سیگنال ها، رمزگشایی و تبدیل آن ها به صوت و تصویر و پخش آن ها از اجزایی تشکیل شده است.
در ادامه به معرفی اجزای اصلی یک تلویزیون می پردازیم.
این اجزا در اکثر تلویزیون ها مشترک هستند.
فقط ممکن است برخی سازندگان از بردهای اضافه ای برای دریافت عملکرد بهتر استفاده کنند.
در ادامه به معرفی هریک از اجزای تلویزیون می پردازیم.
1-2 برد اصلی (Main Board)
برد اصلی یا مادربرد (Mother Board) مداری است که ورودی و خروجی های صوتی و تصویری به آن وصل می شوند.
این بخش در حقیقت مغز سیستم است و 4 عملکرد اصلی دارد:
- پردازنده CPU (Central Processing Unit) و MCU (Microcontroller Unit) که روی مادربرد قرار دارند،
با فرستادن چند سیگنال، سیستم را کنترل می کنند.
برای مثال مادربرد به برد تغذیه می گوید که نور پس زمینه را روشن کند یا
به صفحه نمایش دستور می دهد که چه زمانی خاموش و یا روشن شود.
- از آن جایی که سیگنال ورودی به روش های مختلفی مانند HDMI، کواکسیال (Coaxial)، USB و… به تلویزیون وارد می شود، وظیفه پردازش سیگنال ورودی بر عهده مادربرد تلویزیون است.
مادربرد بخشی است که سیگنال های ورودی را دریافت می کند،
آن را به سیگنال ویدیویی نوع RSDS (مخفف Reduced Swing Differential Signaling) تبدیل می کند و
سپس توسط کابل فلت LVDS (مخفف Low Voltage Differential Signaling) به برد تیکان ارسال می کند.
- آی سی های صدا روی این برد قرار دارند.
این آی سی ها شامل تقویت کننده های صدا که بلندگوها به آن ها وصل می شوند نیز هستند.
- برد اصلی شامل بخش بزرگ مبدل DC-DC است که
برق دریافتی از برد تغذیه را به ولتاژ مناسب تغذیه برای دیگر بخش ها تبدیل می کند.
ولتاژهای تیونر (Tuner)، CPU ،GPU و RAM از این بخش کنترل می شوند.
برد تغذیه تلویزیون (Power Supply Board)
این برد یکی دیگر از اجزای تلویزیون است که برق را به صورت متناوب AC از ورودی شهر دریافت می کند؛
سپس آن را به کمک مدارهای مختلف به ولتاژ مستقیم DC در سطوح مختلف مانند ۵+، ۱۲+ و ۲۴+ ولت تبدیل می کند.
این بخش به گونه ای طراحی شده است که انتشار نویز تابشی را تا حد معقولی کنترل می کند و
خود نیز در برابر نویز ساطع شده از سایر منابع مصون است.
یک برد تغذیه خوب به سطوح مختلفی از حفاظت مجهز است؛
زیرا خطاها در بخش حفاظت می توانند مشکلات زیر را به وجود بیاورند:
- اضافه ولتاژ خروجی
- خرابی زنجیروار قطعات متعدد
- بالا رفتن بیش از حد دما
- شوک الکتریکی
- آتش سوزی
رابطه بین برد تغذیه و مادربرد مستقل از یکدیگر است و توسط مادربرد کنترل می شود.
در حقیقت با وصل کردن تلویزیون به پریز، برق ابتدا به برد تغذیه وارد می شود.
ولتاژ خروجی 5+ ولت تولیدشده توسط منبع تغذیه به مادربرد وارد می شود تا شروع به کار کند؛
سپس مادربرد فرمان می دهد چه بخشی توسط پاور تغذیه شود.
بردهای کنترل کننده اجزای تلویزیون
بخش هایی در تلویزیون هستند که با کمک آن ها می توان تنظیمات را انجام داد.
در ادامه با دو برد اصلی آشنا می شویم:
- برد کنترل کننده صفحه کلید (Keypad Controller)
مجموعه صفحه کلید یکی دیگر از اجزای تلویزیون است که از 7 کلید کاربردی تشکیل شده است.
کاربر می تواند تلویزیون را توسط این کلیدها کنترل کند.
در حقیقت روشن و خاموش کردن تلویزیون، تعویض کانال و تغییر حجم صدا با این کلیدها امکان پذیر است.
- برد گیرنده از راه دور (Remote Receiver Board)
برد گیرنده راه دور از چراغ IR (Infrared) و یک گیرنده راه دور تشکیل شده است.
کاربر می تواند با استفاده از کنترل از راه دور تلویزیون را به راحتی خاموش و روشن کند و وضعیت بخش های مختلف را تنظیم کند.
برد تیکان (T-Con Board)
T-CON مخفف کنترل کننده زمان (Timing Controller) که به برد کنترل نیز معروف است،
معمولاً در تلویزیون های LCD دیده می شود.
برد تیکان وظیفه تولید سیگنال زمان بندی افقی، عمودی و بایاس سیگنال های فعال و به عبارت ساده تر وظیفه پردازش ویدیو را بر عهده دارد.
به این صورت که این برد سیگنال ویدیویی را به سیگنالی تبدیل می کند که پنل LCD بتواند آن را تفسیر کند.
اگر مشکلاتی مانند تصویر دوتایی، اعوجاج تصویر، صفحه نمایش سفید، خطوط مختلف عمودی و افقی در سرتاسر صفحه نمایش را روی تلویزیون مشاهده کردید، بدانید که این برد دچار نقص شده است.
برد کنترل کننده پنل ال سی دی
برد کنترل کننده پنل LCD که آن را با نام کارت A/D نیز می شناسند، تمام عملکردهای پنل LCD را کنترل می کند.
به عنوان مثال این برد ورودی های مختلف منبع دریافت ویدیو را به هم متصل می کند و
آن را روی صفحه نمایش نشان می دهد.
صفحه نمایش های LCD به سیستم عامل خاصی نیاز دارند و همه سیستم های LCD با هم یکی نیستند.
برای همین هر کنترل کننده به سیستم عامل پنل LCD مخصوص به خود نیاز دارد.
به عنوان مثال پین LVDS بین مدل ها و برندهای مختلف LCD متفاوت است.
شما به کمک برد کنترل از راه دور می توانید به راحتی به تنظیمات این برد دسترسی پیدا کنید و آن را پیکربندی کنید.
بردهای اضافی در اجزای تلویزیون
این دو بخش در همه تلویزیون ها وجود ندارند:
- برد اینورتر پس زمینه (Backlight Inverter Board)
برد اینورتر یکی از اجزای تلویزیون است که حکم باتری را برای پنل LCD دارد.
این بخش تغذیه کافی برای نور پس زمینه مانیتور LCD را تامین می کند.
ولتاژی که نور پس زمینه صفحه نمایش LCD نیاز دارد حدود چند صد ولت است و
ولتاژ چند ولتی که مادربرد برای آن می فرستد کافی نیست.
به همین منظور برد اینورتر پس زمینه سطح ولتاژی مطلوب را برای کار این پنل آماده می کند.
برد FRC (مخفف Frame Rate Control) بردی است که
باعث می شود عمق رنگ بیشتری در نمایشگرهای TFT LCD (مخفف Thin-Film Transistor LCD) داشته باشیم.
پنل های قدیمی فقط از 6 بیت برای تولید رنگ استفاده می کردند و
قادر به نمایش ۱۶.۷۸ میلیون سایه رنگی که توسط دستگاه هایی مانند کارت گرافیک، کنسول بازی و… تولید می شدند نبودند؛
اما با اضافه شدن این بخش به تلویزیون تصاویر را با رنگ های واقعی تری می توان تماشا کرد.
دستگاه تلویزیون از بخش های زیادی تشکیل شده است تا تصویری دقیق، باکیفیت و بدون تأخیر زمانی را به نمایش بگذارد.
همان طور که دیدید هر بخش وظیفه مخصوصی را بر عهده دارد تا یک تلویزیون بتواند به درستی کار کند.
