Управление яркостью lcd. Управление яркостью подсветки дисплея Nextion в FLProg. Ручная настройка подсветки монитора
И снова мы возьмем в руки датчик освещенности BH1750 . На этот раз предлагаю не просто снимать данные об уровне освещенности, а еще и относительно этих данных регулировать яркость какого-либо осветительного прибора. Наподобие регулировки яркости дисплея планшета или смартфона – чем ярче окружающее освещение, тем меньше требуется яркость освещения и наоборот чем темнее, тем ярче будет гореть светодиод, лампочки или что-нибудь еще. Да, это все можно организовать на основе фотодиода, фоторезистора, но такие приборы необходимо настраивать, калибровать и так далее. В случае же с применением цифрового датчика освещенности BH1750 эти действия осуществлять нет необходимости, так как все уже откалибровано до нас, по шине I2C передаются готовые данные, которые необходимо лишь сопоставить с условием. Простыми словами – включил, и все сразу заработало без лишних телодвижений. Если вам идея интересна, то продолжаем дальше.
Устройство построим по следующей схеме:
Схема получилась как бы зародышем идеи, так как ее можно и нужно модернизировать под различные случаи использования, но об этом чуть позже.
Здесь уже все привычно для нас. В качестве микроконтроллера используется Atmega8a как наиболее универсальный и популярный микроконтроллер. Использовать микроконтроллер можно в любом корпусе – разницы нет, кроме порядка расположения выводов на корпусах. Индикация осуществляется на ЖК экранчике на базе HD44780. В моем случае используется экран на 4 строки по 20 символов на каждую, однако можно использовать и размер 1602 – информации на экранчик выводится не много, поэтому все помещается. Переменный резистор R2 необходим для регулировки контраста символов на дисплее. Вращением движка этого резистора добиваемся наиболее четких для нас показаний на экране. Подсветка ЖК дисплея организована через вывод "А" и "К" на плате дисплея. Подсветка включается через резистор, ограничивающий ток - R1. Чем больше номинал, тем более тускло будет подсвечиваться дисплей. Однако пренебрегать этим резистором не стоит во избежание порчи подсветки. Сам дисплей подключается к микроконтроллеру по 4х битной схеме. Резистор R3 необходим для предотвращения самопроизвольного перезапускания микроконтроллера в случае появления случайных помех на выводе PC6. Резистор R3 подтягивает плюс питания к этому выводу, надежно создавая потенциал на нем. Резистор R4 подтягивает ножку датчика к земле, отвечающую за адрес микросхемы для I2C интерфейса, посмотреть все эти цифры можно в исходном коде, который расположен в конце статьи. Для правильной работы I2C интерфейса необходимы резисторы R7 и R8. С их помощью на линиях образуется логическая единица из-за того, что они подтянуты к плюсу питания. При формировании логического нуля линии прижимаются к земле посредством ведущего или ведомого (микроконтроллера или датчика).
Основное питание схемы составляет 3,3 вольта, что обусловлено электрическими параметрами датчика освещенности BH1750. 5 вольт необходимы лишь для питания дисплея, если применить, например экранчик от nokia 5110, для питания которого необходимо также 3,3 вольта, то можно опустить из схемы стабилизатор напряжения на 5 вольт. Стабилизаторы напряжения на 5 вольт и 3,3 вольта можно применить абсолютно любые на аналогичные напряжения, можно использовать как линейные стабилизаторы, так и импульсные.
Теперь по поводу модернизации схемы. Основой всегда будет сам датчик и микроконтроллер, а также схема питания. ЖК-дисплей, при данном функционале, лишь для отладки необходим по большому счету. Его можно исключить из схемы при автономном использовании. Это первое. Второе это выход схемы, то есть светодиод HL1 – одним светодиодом большое пространство не осветить и нужно использовать что-то более массивное – мощные светодиоды, лампы накаливания или еще что-нибудь. Так вот подобные осветительные приборы со сравнительно большим потреблением тока, напряжения просто к микроконтроллеру не подсоединить так просто, иначе мы просто сожжем микроконтроллер. Для этого необходимо использовать драйверы или другие схемы. Если лампочки накаливания используют переменное напряжение, нужно использовать оптосимисторную связку и мощный симистор для управления яркостью лампочки (нужно только подправить прошивку для управления оптосимистором). Для светодиодных ламп ШИМ можно подавать на затвор полевого транзистора и через него включать светодиоды (не забыв про ограничение или стабилизацию тока), либо использовать управляемые драйверы для них. В общем вариантов очень много – для каждого случая – свой. Представленная схема будет являться исходной с заложенным основным функционалам. Вот такая вот идея.
Собиралась и отлаживалась такая схема на отладочной плате в связке с модулем BH1750:
Логика работы не сложная – считываем значение освещенности из датчика и преобразуем это значение в ШИМ сигнал. Необходимо лишь подобрать соотношение ШИМ сигнала и уровня освещенности.
Для отладки работы использовался карманный фонарик для изменения освещенности.
Также при резком появлении источника света (может быть случайном) светодиод загорался бы резко, что не слишком комфортно, поэтому реализовано плавное регулирование уровня ШИМ. Тое есть, например, было низкое освещение – горел светодиод, случайно на датчик попал короткий импульс света, скажем, от фар автомобиля, светодиод бы резко погас и резко снова загорелся, если бы не плавное регулирование. То есть при резком изменении освещенности ШИМ изменяется не скачкообразно, а стремится достичь рассчитанного значения, увеличиваясь или уменьшаясь всего на одну единичку с небольшой задержкой. И так много кратно идет увеличение или уменьшение, пока не будет достигнуто необходимое значение. Исходник на языке Си можно посмотреть в конце статьи.
Кроме того, для программирования микроконтроллера в данном варианте необходимо знать конфигурацию фьюз битов:
А к статье прилагается прошивка для микроконтроллера по представленной схеме, исходный код в программе AVR Studio и демонстративное видео (плавное изменение яркости светодиода в зависимости от уровня освещенности, который регулируется карманным фонариком).
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | МК AVR 8-бит | ATmega8A | 1 | В блокнот | ||
| IC2 | Датчик освещенности | BH1750FVI-E | 1 | В блокнот | ||
| VR1 | Линейный регулятор | L7805AB | 1 | В блокнот | ||
| VR2 | Линейный регулятор | AMS1117-3.3 | 1 | В блокнот | ||
| C1, C3, C5, C7 | Конденсатор | 100 нФ | 4 | В блокнот | ||
| C2 | 470 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C4 | Электролитический конденсатор | 220 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C6 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 22 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R4, R7, R8 | Резистор | 4.7 кОм | 3 | В блокнот | ||
| R5 | Резистор |
Что нам понадобится?
- В качестве основы, я использовал Frearduino ADK v.2.2 на базе процессора ATmega2560
- TFT LCD Mega Shield v.2.2
- Сам дисплей - 7" TFT LCD SSD1963 ()
- UTFT Library - универсальная библиотека для работы с TFT дисплеями (Найти саму библиотеку, а так же документацию можно )
- Паяльник
Разберёмся с железом
Открыв схему дисплея, можно увидеть, что на конвертер mp3032 идет три входа: LED-A, PWM, 5V. Изначально, PWM неактивен. Этот вход не используется совсем. Подсветка управляется LED-A.
Если взглянуть на обратную сторону дисплея, можно найти область, подписанную как "Backlight control" . Здесь то мы и найдём эти самые входы. Для управления подсветкой методом ШИМ, необходимо сделать так, чтобы все было наоборот: LED-A - неактивен, PWM - активен. Для этого придётся перепаять перемычку. Вот фото того, что должно получиться:
Программная часть
Так как наша библиотека не может дать то, что нам надо, мы сами напишем нужную функцию. Для этого откроем документацию к контроллеру, управляющему дисплеем (SSD1963). Управление SSD1963 осуществляется с помощью специальных команд, которые передаются с Arduino через специальные выходы, которые описаны в документации:
Управление осуществляется следующим образом: Arduino выводит через RS (D/C в таблице) 0, если мы собираемся передавать команду, 1 - если данные. После передачи команды, RS переключается на 1, и далее передаются необходимые параметры. Все команды и параметры передаются через выходы D0-D7. Если у вас ATmega2560, то все эти восемь выходов объединены в порт C.
Итак, для начала, напишем функцию передачи данных по шине. Для удобства использования, я буду писать прямо в UTFT.h:
Void Lcd_Writ_Bus(uint8_t bla) { digitalWrite(WR,LOW); //Настраиваем SSD1963 на чтение digitalWrite(CS, LOW); PORTC = bla; //Передаем на шину данные в виде одного байта digitalWrite(CS,HIGH); digitalWrite(WR,HIGH); }
Также стоит обратить внимание на названия методов, так как в библиотеке уже могут встретиться функции с такими же именами.
Добавим две функции для вывода команд и данных:
Void Lcd_Write_Com(uint8_t data) { digitalWrite(RS,LOW); //Переключаем RS в режим чтения команды, то есть 0 Lcd_Writ_Bus(data); } void Lcd_Write_Data(uint8_t data) { digitalWrite(RS,HIGH); //Переключаем RS в режим чтения данных, то есть 1 Lcd_Writ_Bus(data); }
Теперь сама настройка подсветки. Чтобы узнать, как осуществить все это, открываем документацию и ищем команду для настройки PWM.
Примечание:
PWM может управляться, с помощью DBC - система динамической регулировки яркости, но я, для простоты, не стал её использовать. Вы же, если хотите, можете найти необходимую информацию в той же документации.Итак, вот, что нам надо:
То есть, сначала мы должны передать команду «0xBE», а потом, в качестве 3-х параметров передать частоту сигнала, длительность рабочего цикла, а также третий параметр, который определяет, включен DBC или нет (0x01 - выключен, 0x09 - включен).
Для регулировки самой яркости, необходимо изменять лишь частоту рабочего цикла. Так как мы передаём данные в виде одного байта, то значения цикла могут быть от 0 до 255. Я решил определить 9 уровней яркости (от 0 до 8). Следовательно, все 256 значений нужно разбить на 9 ступеней. Но также стоит обратить внимание на то, что если ступени будут равными, то яркость будет изменяться не так плавно, как хотелось бы. То есть уже, к примеру, на 4-ой ступени, яркость будет почти максимальной, а с 4-ой по 8-ую ступень будет изменять почти незаметно. Учитывая это, я решил использовать геометрическую прогрессию со знаменателем 2. То есть яркость будет вычисляться по следующей формуле: (2 ^ lvl) - 1 , где lvl - уровень яркости от 0 до 8. Обратите внимание, что так как значения начинаются с нуля, то необходимо вычесть единицу. Конечно, вы можете выбрать ступени и их значения сами, но я привёл вот такой, довольно просто пример. Теперь сам код:
Void setBright(byte lvl) { byte brightness(1); for (byte i(1); i <= lvl; i++) //Возведение в степень brightness *= 2; Lcd_Write_Com(0xBE); //Вывод команды Lcd_Write_Data(0x01); //Ставим частоту 760Гц Lcd_Write_Data(brightness-1); //Выводим длину рабочего цикла Lcd_Write_Data(0x01); //Отключаем DBC }
Теперь можно использовать UTFT.setBright(byte lvl);
Пояснения к схеме
R2 – переменный резистор номиналом 10К. Центральный вывод резистора через НЧ-фильтр подключен к нулевому каналу АЦП. Напряжение на резисторе преобразуется в цифровой код, который записывается в регистр сравнения таймера Т0. Таким образом с помощью резистора осуществляется регулировка скважности ШИМ сигнала.
Led1 – мощный светодиод белого цвета. Падение напряжения на нем около 4 Вольт. Максимальный ток светодиода, задается резистором R5 и равен 100 мА.
(Uпит – Uled)/R5 = (5 - 4)/10 = 100 мА
IRLU024N – N–канальный полевой транзистор. Вместо него можно использовать любые полевые транзисторы серии IRL (L - это значит, что управляются логическим уровнем)
R3 – токоограничительный резистор на всякий случай. R4 – pull-down резистор. Затвор полевого транзистора нельзя оставлять "болтающимся в воздухе".
Программа
//************************************************************
// Учебный курс. Программирование микроконтроллеров AVR на Си
// Управление нагрузкой с помощью
// широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM)
#include
#include
int
main(void
)
{
//инициализация портов
PORTB = 0;
DDRB = 0xff;
//инициализация таймера Т0
TIMSK = 0;
//реж. - fast pwm, вывод OC0 - неинверт. шим, clk/64
TCCR0 = (1<
OCR0 = 0;
//ион - напряжение питания, выравнивание влево, нулевой канал
ADMUX = (0<
ADCSRA = (1<
SFIOR = 0;
__enable_interrupt
();
while
(1);
return
0;
}
//********************************
//прерывание АЦП
#pragma
vector=ADC_vect
__interrupt
void
adc_my(void
)
{
//считываем старший регистр АЦП и
//записываем в регистр сравнения
Пояснения к коду
Логика работы
Инициализация периферии - таймера Т0, модуля АЦП. Разрешение прерываний. Бесконечный цикл. В прерывании АЦП напряжение считанное с переменного резистора записывается в регистр сравнения OCR0. В микроконтроллере AVR для этого регистра организован буфер, и на самом деле запись происходит сначала в него. Из буфера же значение переписывается в OCR0, только когда происходит переполнение счетного регистра TCNT0. Параллельно циклу while и модулю АЦП, работает таймер Т0 и генерит на выводе OC0(PB2) ШИМ сигнал. Когда счетный регистр TCNT0 переполняется OC0 устанавливается в 1, когда значение счетного регистра совпадает с регистром сравнения OCR0, вывод устанавливается в 0.
Инициализация таймера
Прерывания таймера не используются, поэтому регистр TIMSK = 0.
За установки таймера Т0 отвечает конфигурационный регистр TCCR0.
Биты WGM01, WHM00 определяют режим работы. 11 - режим Fast PWM.
Биты CS02, CS01, CS00 - устанавливают коэффициент предделителя таймера. 011 - соответствует предделителю 64. Тактовая частота таймера/счетчика будет Fcpu/64
Биты COM01, COM00 -определяют поведение вывода OC0. 10 - соответствует неинвертированному ШИМ сигналу. 1 - при переполнении TCNT0, 0 - при совпадении TCNT0 c OCR0.
Инициализация АЦП
Пример №2. Генерация синусоидального сигнала с помощью ШИМ
Пояснение к схемe
Резистор R2 просто забыл выкинуть из схемы. R3 и C8 интегратор.
Программа
//************************************************************
// Генерация синуса с помощью
// широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM)
//************************************************************
#include
#include
#include
"TableSin.h"
int
main(void
)
{
//инициализация портов
PORTB = 0;
DDRB = 0xff;
TIMSK = (1<
TCCR0 = (1<
TCNT0 = 0;
OCR0 = 0;
__enable_interrupt
();
while
(1);
return
0;
}
//**********************************************************
//Прерывание таймера/счетчика Т0
#pragma vector = TIMER0_COMP_vect
__interrupt void Timer0CompVect(void )
Часто пользователи операционной системы Windows 7 сталкиваются с проблемой настройки яркости экрана . Чтобы исправить эту проблему, мы разберем все доступные способы настройки яркости дисплея в Windows 7 . Регулирование подсветки экрана является довольно простым процессом, с которым справится даже начинающий пользователь. После ознакомления с материалом, вы сможете самостоятельно настроить яркость портативного или стационарного компьютера.
Регулирование яркости стандартными средствами Windows 7
Чтобы выставить яркость ноутбука или моноблока стандартными средствами семерки, первым делом следует перейти к Панели управления . Перейти к Панели управления можно через меню «Пуск » или набрать в программе «Выполнить » команду control
После запуска Панели управления необходимо перейти в раздел «».
Теперь можно увеличить или уменьшить подсветку экрана. Для этого поставьте ползунок «Яркость экрана » в положение, которое соответствует вашим предпочтениям подсветки монитора.
Также вы можете зайти в настройки плана электропитания и выставить яркость , при которой портативный компьютер будет работать от батареи или от сети.
Изменение параметров освещения экрана с помощью драйвера видеокарты
Еще одним интересным способом изменения освещения дисплея является регулировка с помощью драйвера видеокарты . Для нашего примера будет рассматриваться driver от компании Nvidia . Чтобы открыть параметры драйвера видеокарты, нужно кликнуть правой кнопкой мыши на пустом месте Рабочего стола. Должно появиться контекстное меню.
В этом меню выберем пункт «Панель управления NVIDIA » (для другой видеокарты может быть по-другому), после чего откроется панель параметров драйвера видеокарты.
Теперь в этой панели нужно перейти к меню «Видео \ Регулировка параметров цвета для видео ».
В меню регулировки цвета нужно перейти к графе «2. Как выполнить настройки цвета » и поставить переключатель «С настройками NVIDIA ». Выбрав данные параметры, у вас появится возможность регулировки четырех свойств, среди которых яркость дисплея . Чтобы увеличить или уменьшить яркость дисплея, перетяните ползунок к плюсу или к минусу и вы увидите, как меняется подсветка экрана.
Такие программы, которые регулируют освещение экрана с помощью драйвера видеоадаптера, также есть у производителей видеокарт Intel и AMD .
Также в просторах сети вы можете найти множество программ, которые регулируют подсветку дисплея. Все подобные программы работают через обращение к драйверу видеоадаптера. То есть, по сути, они делают то, что вы можете сделать в панели управления видеокарты (в нашем случае Nvidia). Наиболее интересной из всех подобных программ является F.lux . Ее главной особенностью является автоматическая регулировка подсветки дисплея , которая зависит от времени суток.
Пример регулировки подсветки ноутбука с помощью клавиши Fn
Для примера будем использовать нетбук Lenovo s110 с операционной системой Windows 7.
Для регулировки подсветки в нем используется клавиша-модификатор Fn в сочетании с клавишами управления курсором ← и → . Чтобы увеличить подсветку ноутбука Lenovo s110, необходимо использовать комбинацию клавиш Fn + → . Для понижения подсветки нужно использовать комбинацию Fn + ← .
При повышении и понижении подсветки вы увидите как меняется значение графического индикатора. За этот индикатор отвечает программа Hotkey Features
.
Как видите, увеличить или уменьшить параметры освещения экрана ноутбука с помощью клавиши «Fn », довольно просто. Использовать этот пример можно и на других ноутбуках, поскольку принципы использования клавиш-модификаторов у них одинаковые.
В частности, на ноутбуках SAMSUNG NP350 сочетания клавиш:
- для увеличения яркости - Fn + F3 ;
- для уменьшения - Fn + F2 .
Ручная настройка подсветки монитора
У пользователей стационарных компьютеров параметры освещения экрана можно регулировать на самом дисплее. Для примера будем использовать монитор LG Flatron W1943SS . Чтобы отрегулировать освещение, необходимо перейти в его меню. Для этого на панели управления монитора нажмите клавишу MENU .
После этого нажмите клавишу AUTO/SET . Должно открыться окно регулировки яркости, в котором можно ее изменить.
Также хочется отметить, что настройки монитора не зависят от того, какая установлена ОС или driver. Они регулируются исключительно в мониторе. Каждый монитор от разного производителя имеет свои параметры ручной настройки . Узнать подробности регулировки параметров освещения экрана того или иного монитора можно в мануале, который комплектуется при продаже или может быть скачан в электронном виде на сайте производителя.
Подводим итог
В данном материале видно, что увеличить и уменьшить яркость дисплея в Windows 7, способен даже начинающий пользователь ПК. А мы надеемся, что наш материал поможет вам научиться менять яркость монитора компьютера.
Видео по теме
