[Rozwiązano] HUD – czy fotoopornik zamiast rezystora zapewni autojasność?

W pewnej sieciówce kupiłem HUD. Zamontowałem i byłem szczęśliwy. Moje szczęście trwało tylko do wieczora, ponieważ okazało się, że HUD nie ma automatycznej jasności i wieczorem, a szczególnie w nocy po prostu razi w oczy. Pomyślałem więc o doposażeniu go w "ARJ". Po rozebraniu urządzenia okazało się, że siedzi tam m.in. układ sterownika stałoprądowego LED, który zapewnia 16 źródeł prądowych, które mogą dostarczać stały prąd 3 mA~32 mA na każdym porcie wyjściowym. HUD może wyświetlić liczbę 188, czyli 16 segmentów - wszystko się zgadza.
W nocie katalogowej układu znalazłem wzór na wartość rezystora Rext, od którego zależy prąd segmentów: Iout =18600/Rext. Na płytce rezystor ten ma wartość 604 omy, czyli prąd jest ustawiony na 31 mA (maksymalny dla tego układu).
I teraz moje pytanie: Czy zastępując ten rezystor fotoopornikiem będę znów szczęśliwy?

Bardzo filozoficzne pytanie:

Pyzaczek napisał:

będę znów szczęśliwy?

Odpowiedź: jak dobierzesz charakterystykę do poziomu twojego szczęścia to będziesz.
Ważne też jest gdzie czujnik światła jest zlokalizowany.

Co do zasady: TAK. Jeśli chodzi o detale: TO ZALEŻY.

Może być kwestia charakterystyki oświetlenie-opór. W jakimś zakresie opór fotoopornika jest z grubsza odwrotnie proporcjonalny do oświetlenia, i pewnie w tym zakresie będzie dobrze (czy według noty katalogowej układu prąd jest odwrotnie proporcjonalny do oporu?). Pytanie: czy tam musi być opór, czy może być zamiast niego np. źródło prądowe? Jeśli układ podaje stałe napięcie, to źródło prądowe powinno spisać się równie dobrze, a wtedy można użyć fotodiody + wzmacniacza, i uzyskać liniowość w dużym zakresie. No, i trzeba jakoś zadbać o to, by prąd nie mógł przekroczyć maksymalnego dopuszczalnego (najprościej dać szeregowo fotoopornik i opornik). Jaki to jest układ? Aha, przy słabym oświetleniu fotoopornik wolno reaguje na zmiany oświetlenia... to może nawet będzie użyteczne, bo jak zgasisz światło, to wzrok nie od razu przyzwyczai się do ciemności, i lepiej, żeby jasność wyświetlacza malała płynnie.

Jeśli nie chcesz stosować dodatkowej elektroniki do dopasowania charakterystyki, to wypada dobrać fotoopornik (albo inny fotoelement) tak, by zmniejszanie jasności wyświetlacza pasowało do oświetlenia. Fotooporniki mają opór zdecydowanie zależny od oświetlenia - w nocy jest ponad milion razy ciemniej, niż w pełnym świetle Słońca, i choć może ich zmiany oporu nie są liniowe w całym tym zakresie, to jednak może wystąpić zmiana oporu o czynnik około miliona. Dlatego opór fotoopornika podaje się przy konkretnym oświetleniu - np. 1000lx (luksów), albo 100lx, czy 10lx. Ale... czy w sklepie będziesz miał informację, jaki jest opór fotoopornika przy jakim oświetleniu? I czy w ogóle znajdziesz sensowny fotoopornik w jakimś pobliskim sklepie? Przypuszczam, że sensowny byłby taki, który miałby opór około 1kΩ przy 1000lx, ale to może jeszcze być kwestia jasności wyświetlacza i twojego gustu.

Oprócz fotoopornika wypada wstawić dwa zwykłe oporniki: ten, który jest, ma być szeregowo z fotoopornikiem, bo opór fotoopornika przy silnym oświetleniu zmaleje np. do kilkunastu Ω; i duży opór równoległy - żeby w ciemności, gdy fotoopornik zwiększy swój opór do kilkunastu MΩ, dało się odczytać te cyfry.

_jta_ napisał:

czy według noty katalogowej układu prąd jest odwrotnie proporcjonalny do oporu?

.

_jta_ napisał:

czy tam musi być opór, czy może być zamiast niego np. źródło prądowe

_jta_ napisał:

...bo jak zgasisz światło...

To jest HUD w samochodzie i chodzi o to aby wyświetlacz się ściemniał gdy na zewnątrz robi się ciemno i nie raził w oczy

W samochodzie też masz oświetlenie w środku, można w nocy je zaświecić, i wtedy cyferki powinny być jaśniejsze - czujnik powinien łapać światło padające na te cyferki i do niego dobierać ich jasność tak, by były wyraźnie widoczne, ale nie raziły oczu.

Niestety opisy fotooporników np. na Allegro (i podejrzewam, że w większości sklepów z elektroniką podobnie) są denne: elektroweb oferuje pakiet 10 fotooporników GL5516 za 4,90zł i pisze, że w zależności od oświetlenia zmieniają opór od 5kΩ do 10kΩ (to by były bardzo, bardzo kiepskie fotooporniki - pewnie nawet jakieś tandetne zmieniają opór o czynnik ze 100 000); lisiu pakiet 4 fotooporników GL5539 za 3zł i przynajmniej pisze, że w ciemności mają 5MΩ, a przy oświetleniu 50kΩ do 100kΩ (ale nie pisze, przy jakim oświetleniu); Planet-A jeden GL5528 z przewodem za 5,50zł, i pisze, że opór 10kΩ÷20kΩ (nie pisze, w jakich warunkach). Ale mając nazwy można poszukać not katalogowych... trafiłem na jednego sprzedawcę - sattel - chce 9zł za 10 NSL-19M51 i załącza notę katalogową z informacją, jaki opór w jakich warunkach, mam wrażenie, że 5kΩ przy 100lx wygląda całkiem sensownie.

Aha: na Allegro więcej się znajdzie pod nazwą fotorezystor - niestety polskie nazwy idą w zapomnienie, a ponoć Polacy nie gęsi.

https://datasheet4u.com/pdf/756866/GL5539.pdf - nota katalogowa dla GL5516, GL5539 i kilku innych - GL5539 jest niezły, 50kΩ÷100kΩ przy 10lx (GL5516 5kΩ÷10kΩ przy 10lx); a może lepiej by pasował GL5537? Przydałaby się informacja o jasności oświetleniu światłem dziennym w tym samochodzie. Albo znaleźć sklep, gdzie mają kilka typów, kupić po 1 każdego typu i wypróbować.

Dzięki za zaangażowanie. Nie pozostaje mi nic innego jak zaopatrzyć się w garść fotooporników i testować.
Co ciekawe: W maskownicy wyświetlacza jest otwór (niestety nieprzeźroczysty),a w płytce jest miejsce na "coś" dwupinowe,. Jeden pin to masa, a drugi - podciągnięty do plusa - prowadzi do jednego z portów GPIO procesora. Być może miała to być właśnie ARJ. Tak czy inaczej jeśli testy przebiegną pomyślnie wykorzystam to miejsce.

Można jeszcze zrobić pomiar oświetlenia (np. wykonując zdjęcie smartfonem) w warunkach, gdy cyfry wyświetlacza zaczynają być odrobinę za jasne, i do tego oświetlenia dobrać fotoopornik tak, by miał opór kilkaset Ω. Można w pewnym zakresie regulować czułość fotoopornika - wystarczy częściowo go przesłonić, wtedy jego opór wzrośnie.

Nadal to bedą zbyt duże oporno≥ści, trzeba dodać tranzystor npn z wzmocnieniem B lub C np bc546C i schemat



autorze, robisz coś takiego na pająka i łączysz do nóżek scalaka jak to opisałem. Potencjometrem regulujesz próg przełączania, czułość można jedynie przez zmianę tranzystora na mniej 'czuły' czyli
zamiast BC546C dajesz BC546B.

Najpierw spróbuję z fotoopornikiem. Zamówiłem 500 Ω/20 MΩ

To weź pod uwagę, że przy jasnym oświetleniu on może mieć dużo mniej, niż te 500Ω, i połącz go szeregowo z tym 604Ω, który już jest. A jak cyferki będą za jasne przy słabym świetle, to spróbuj trochę osłonić ten fotoopornik, żeby dostawał mniej światła. Na koniec sprawdź, jak to działa, gdy jest całkiem ciemno - jeśli cyferki świecą za słabo, to dodaj jeszcze opornik równoległy do tego fotoopornika.

Dzięki za sugestie. Poinformuję o wynikach testów.

_jta_ napisał:

To weź pod uwagę, że przy jasnym oświetleniu on może mieć dużo mniej, niż te 500Ω, i połącz go szeregowo z tym 604Ω, który już jest. A jak cyferki będą za jasne przy słabym świetle, to spróbuj trochę osłonić ten fotoopornik, żeby dostawał mniej światła.

Raczej będzie odwrotnie, on nie osiągnie tak niskiej oporności więc będzie ciemno przy jasnym oświetleniu a że mają dużą dynamikę więc przy trochę mniejszym świetle ledy będą ciemne. Stąd mój pomysł z tranzystorem, ale niech autor próbuje.

Pytanie, dla jakiego oświetlenia on ma mieć 500Ω (przydałby się namiar na notę katalogową, albo choć typ), i jakie może być w samochodzie (pewnie w dzień waha się od kilkudziesięciu do kilkuset lx, zależnie od pogody i otoczenia - można zmierzyć robiąc zdjęcie aparatem cyfrowym, czy smartfonem, takie zdjęcie zawiera EXIF-a z danymi o przysłonie, czasie migawki i czułości "filmu"). Przydałoby się mieć na tym zdjęciu coś białego matowego, np. kawałek papieru. Tylko chodzi o to, by było zrobione przy oświetleniu, poniżej którego trzeba przyciemniać cyfry.

Wygląda na to, że ten scalak zasila ten opornik napięciem 0,92V (V_REXT w nocie katalogowej) i na segmenty cyfr daje 20x większy prąd, niż płynie przez opornik.

https://www.chinaasic.com/websiteManage/product/202603251408392694.pdf - 1 strona, mało.
https://jlcpcb.com/partdetail/Shenzhen_SunmoonMicro-SM16306S/C2830324
- a tu jest szczegółowo, 16 stron, ale po chińsku - dokładniej, chyba chiński uproszczony, aplikacja Obiektyw tłumaczy.

Nie wiem czy mogę, ale co tam:
https://allegro.pl/oferta/fotorezystor-4mm-500-ohm-20mohm-silonex-10szt-14855211066
Podłączyłem potencjometr 22 k szeregowo z opornikiem 560 omów i włączyłem w miejsce Rx.
Pierwsze zdjęcie rezystancja potencjometru 0 k
Drugie zdjęcie rezystancja potencjometru 17 k

Czyli 5kΩ przy 100lx.

Wygląda na to, że te zdjęcia były obrabiane przez gd-jpeg, który podmienił informację EXIF na własną - być może Elektroda tak przerabia zdjęcia - może spróbuj spakować ZIP-em oryginalne pliki i zamieść (albo wyślij na priva) jako załącznik?

Informację EXIF można odczytać np. programem "exiftool" - dla zdjęcia ze smartfonu wypisuje m.in. "Camera Model Name", "Exposure Time", "ISO", "Aperture Value", "Flash" (to ostatnie np. "Auto, Did not fire" - czyli był ustawiony na auto, ale nie błysnął - i to jest ważne, bo z błyskiem nie ma informacji, jakie było oświetlenie).

Inna możliwość oceny: źródło światła o znanej jasności - np. dla "żarówek LED" zwykle podają, ile mają lumenów, to trzeba podzielić przez 12 (kąt bryłowy, w jaki ona świeci) i przez kwadrat odległości, i wyjdzie oświetlenie w luksach - tylko należy to zrobić tak, by oświetlenie prawie w całości było bezpośrednio od źródła światła, a nie z odbicia od ścian - można sprawdzić, ile światła jest bezpośredniego umieszczając przed oświetloną powierzchnią coś, co da cień - w cieniu będzie tylko światło z odbicia, więc im mniej światła z odbicia, tym głębszy cień; żarówka powinna być bez abażuru, i w jej otoczeniu nie powinno być nic jasnego.

Jeszcze inna: wykorzystać ekran monitora LCD, zwykle biały kolor daje 300cd/m² (o ile monitor nie jest ustawiony na zmniejszoną jasność), co odpowiada białemu przedmiotowi w oświetleniu około 950lx - jak trzeba ustawić potencjometr, żeby cyfry wyświetlacza wyglądały komfortowo na tle białego koloru na monitorze?

Zdjęcia edytowałem w paint-cie bo były bardzo ciężkie.
Myślę, że muszę ustawić to metodą prób i błędów dobierając opornik szeregowy i równoległy z fotoopornikiem. Jeżeli okaże się, że w pełnym słońcu fotoopornik nie spadnie poniżej 500 omów to zrezygnuję z opornika szeregowego i dobiorę tylko równoległy z fotoopornikiem.

Myślę, że i w aparacie (bądź smartfonie) można odczytać parametry zdjęcia - potrzebne są: czas naświetlania, przysłona, czułość "filmu".

Aha: sprawdziłem na swoich zdjęciach - we wszystkich EXIF był na początku pliku (6 bajtów od początku pliku jest "Exif"), ma raczej poniżej 20kB.

Pyzaczek napisał:

Myślę, że muszę ustawić to metodą prób i błędów dobierając opornik szeregowy i równoległy z fotoopornikiem. Jeżeli okaże się, że w pełnym słońcu fotoopornik nie spadnie poniżej 500 omów to zrezygnuję z opornika szeregowego i dobiorę tylko równoległy z fotoopornikiem.

Wlutuj fotorezystor w puste miejsce widoczne na zdjęciu w poście #6; jeśli port procesora jest już podciągnięty do zasilania a oprogramowanie nie jest okrojone o funkcję automatycznej jaskrawości - to układ może po prostu działać.
Ja zrobiłbym to na samym początku, tu nic nie da się uszkodzić, nawet zwarciem portu do masy.

Często w takich układach stosuje się fototranzystor, jednak częściej wtedy, kiedy wykorzystywane są dwa stany - niski i wysoki, np. dla załączeniua lub wyłączenia oświetlenia.
Tu oprogramowanie sterownika wykorzystuje wprost część charakterystyki światło-rezystancja do regulacji PWM, a w efekckje jasności LED w zależności od oświetlenia.

pikarel napisał:

Wlutuj fotorezystor w puste miejsce widoczne na zdjęciu w poście #6; jeśli port procesora jest już podciągnięty do zasilania a oprogramowanie nie jest okrojone o funkcję automatycznej jaskrawości - to układ może po prostu działać.

Wątpię, aby Chińczycy oszczędzali na jednym elemencie kosztem dość cennej funkcji. Poza tym informuję, że ten brakujący element jest podłączony do procesora, a jasność realizowana jest w sterowniku. Czy ten port procesora jest analogowy? Jeśli nie to układ (jeśli w ogóle zadziała) będzie przełączał oświetlenie tylko dzień/noc a mi chodzi o ściemnianie liniowe.

Pyzaczek napisał:

Wątpię, aby Chińczycy oszczędzali na jednym elemencie kosztem dość cennej funkcji.

Nie doceniasz kosztów opracowania oprogramowania i ewentualnych kosztów kalibracji, produkcji.

Fotoelement to najtańsza rzecz na tej całej liście.

Fotooporniki dotarły. Kupiłem 10 szt. przyjechało 13 szt.
Zmierzyłem wszystkie.  W ciemnicy wszystkie miały ponad 30 MΩ. W pełnym dzisiejszym słońcu miały ok. 100 Ω.
Jeden miał 80 Ω - tego wybrałem.
Zrobię tak:

albo tak:

ale to chyba nie ma znaczenia
Opornik 18 kΩ dobrałem doświadczalnie tak, aby w ciemnicy było widać cyferki.
Nie umiałem usunąć wartości fotoopornika (rysowałem w symulatorze).

Pytanie: czy przy jasnym i średnim oświetleniu w samochodzie cyferki są wystarczająco jasne? Jeśli nie, to wypadnie pokombinować z układem. Jeśli są za jasne przy średnim oświetleniu, to wypada nieco osłonić fotoopornik. Najlepiej sprawdź charakterystykę w możliwie dużym zakresie oświetlenia i oceń, przy jakim w którą stronę przydałoby się zmienić jasność cyferek.

Jeśli przy pełnym świetle fotoopornik ma 80Ω, to z opornikiem 470Ω wychodzi 550Ω - trochę za mało, pewnie wypada użyć 510Ω.

Jutro jadę w trasę to przetestuję jak to działa.

_jta_ napisał:

Jeśli przy pełnym świetle fotoopornik ma 80Ω, to z opornikiem 470Ω wychodzi 550Ω - trochę za mało, pewnie wypada użyć 510Ω.

Z wzoru na prąd wynika, że przy tych wartościach oporu prąd będzie niespełna 34 mA, więc akceptowalny (w/g noty katalogowej Iout max = 40 mA).

Test w warunkach drogowych wypadł pomyślnie. W pełnym słońcu jest tak jak było, w nocy nie razi.
Wadą zainstalowania fotoopornika w przednim panelu urządzenia jest jego widoczność w szybie samochodu. Ale ponieważ tam było na niego miejsce i nie przeszkadza to w ogóle, tak zostawię.
Dodatkowo - aby zmniejszyć pobór prądu - usunąłem diodę podświetlającą jednostkę prędkości ("km/h"). Uznałem, że wiem w jakich jednostkach podawana jest prędkość.
Dziękuję wszystkim za zainteresowanie i pomoc.