Ako ovládať jas obrazovky mobilného telefónu cez diódy?

1, základné princípy a typy diód
Ako základné polovodičové zariadenie spočíva jadro diódy v špeciálnej štruktúre jej križovatky PN. Keď je dióda zaujatá vpred (tj oblasť P je pripojená k pozitívnej elektróde a N Región je pripojená k zápornej elektróde), nosiče v križovatke PN sa difúzujú a rekombinujú a tvoria prúd; Pri spätnom skreslení sa deplécia v križovatke PN rozšíri, čo bráni priechodu prúdu. Táto jednosmerná vodivosť je základom pre širokú aplikáciu diód v obvodoch.
V systéme riadenia jasu na obrazovkách mobilných telefónov sa môžu použiť rôzne typy diód, vrátane, ale nielen na:
Rektifikačná dióda: Používa sa na prevod striedavého prúdu na výkon jednosmerného prúdu a poskytuje stabilný výkon jednosmerného prúdu pre riadiaci obvod jasu obrazovky.
Svetlo emitujúce diódy (LED): Aj keď sa nepoužívajú priamo na reguláciu jasu, samotné LED obrazovky sa skladajú z veľkého počtu jednotiek LED a ich jas je možné ovládať úpravou prúdu.
Fotodióda (alebo fotodióda): Ako senzor svetla môže cítiť intenzitu vonkajšieho svetla a previesť ju na elektrický signál na automatické nastavenie jasu obrazovky.
2, princíp riadenia jasu obrazovky založený na diódach
Fotodióda sníma okolité svetlo
Photodiodes sú kľúčové komponenty na dosiahnutie automatického nastavenia obrazov mobilných telefónov. Jeho pracovný princíp je založený na fotoelektrickom efekte: keď je svetlo ožiarené na fotodióde, fotónová energia vzrušuje elektróny v križovatke PN a vytvára fotokrúd. Rozsah fotoprúdu je priamo úmerný intenzite ožiareného svetla. Meraním tohto fotoprúdu je možné nepriamo určiť jas okolitého svetla.
Konverzia a spracovanie elektrického signálu
Fotocurrent generovaný fotodiódou je zosilnený a konvertovaný na digitálny signál prostredníctvom analógového - na - digitálnu konverziu (ADC), ktorý sa potom spracuje mikroprocesorom (napríklad CPU alebo MCU). Mikroprocesor vypočíta príslušnú úroveň jasu obrazovky na základe prijatej pevnosti signálu ľahkého signálu a problémov zodpovedajúcich riadiacich pokynov.
Vykonanie úpravy jasu
Pokyny na riadenie mikroprocesora sa prenášajú do čipu ovládača LED ovládača systému podsvietenia obrazovky cez hnací obvod. Čip ovládača LED upravuje prúd pretekajúci LED podľa pokynov, čím sa mení jas obrazovky. V tomto procese, hoci dióda sa priamo nezúčastňuje na kontinuálnom nastavení jasu (pretože nastavenie jasu sa zvyčajne dosahuje pomocou modulácie šírky impulzu PWM alebo riadenia analógového prúdu), fotodióda ako snímací prvok je východiskovým bodom celého automatického nastavovacieho systému.
3, Metóda implementácie a návrh obvodu
Výber a usporiadanie fotodiód
Výber fotodiódy s vysokou citlivosťou, nízkym tmavým prúdom a rýchlosťou odozvy je rozhodujúce. Fotodiody by mali byť umiestnené na prednom kryte alebo na hranici telefónu, aby sa zabezpečilo presné vnímanie ľahkého prostredia okolo používateľa. Medzitým, na ochranu fotodiódy pred prachom a škrabancami, sa na balenie môže použiť priehľadný ochranný kryt.
Návrh obvodu spracovania signálu
Obvod na spracovanie signálu obsahuje amplifikačný obvod, obvod ADC a obvod rozhrania mikroprocesora. Amplifikačný obvod sa používa na amplifikáciu slabého fotoprúdu generovaného fotodiódou; Obvod ADC prevádza analógový fotoprúdový signál na digitálny signál; Obvod mikroprocesorového rozhrania je zodpovedný za prenos digitálnych signálov na mikroprocesor na spracovanie.
Dizajn obvodu vykonávania jasu
Obvod na vykonávanie nastavenia jasu sa skladá hlavne z čipov vodiča LED a výkonných mosfetov alebo tranzistorov NPN. Čip Driver LED prijíma riadiace pokyny od mikroprocesora a riadi jas LED prostredníctvom signálov PWM alebo analógových prúdov. Elektrické zariadenie je zodpovedné za premenu riadiaceho signálu na dostatočný prúd na pohon LED k vyžarovaniu svetla.
4, potenciálne výhody a výzvy
Výhody:
Úspory nákladov: V porovnaní s zložitými elektronickými obvodmi a pokročilými senzormi, použitie diód na riadenie jasu obrazovky môže výrazne znížiť náklady na hardvér.
Zjednodušený návrh: Roztok založený na diódach znižuje zložitosť obvodu a je prospešné pre skrátenie cyklov vývoja produktu.
Adaptabilita životného prostredia: Phototodiódy môžu cítiť zmeny v okolitom svetle v reálnom čase, automaticky upravovať jas obrazovky a vylepšiť zážitok používateľa.
Výzva:
Presnosť a stabilita: Rozdiely vo výkonnosti a zmeny teploty v fotodióde môžu ovplyvniť presnosť a stabilitu kontroly jasu.
Spotreba energie a efektívnosť: Aj keď samotné diódy majú nízku spotrebu energie, celý systém riadenia jasu musí komplexne zvážiť rovnováhu medzi spotrebou energie a efektívnosťou.
Elektromagnetická kompatibilita: Zabezpečenie stability a spoľahlivosti systémov regulácie jasu v zložitých elektromagnetických prostrediach je hlavnou výzvou.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2bl