Самодельная подсветка ambilight для телевизора. Динамическая подсветка тв. Захватываем картинку вебкамерой
- Tutorial
Ролики с демонстрацией пиксельной подсветки выглядят довольно эффектно - куча разноцветных всплохов, динамичные отблески смотрятся просто замечательно и выглядят более подвижными по сравнению с другими типами подобной подсветки.
Желание поработать с управляемыми огоньками с помощью arduino побудили меня соорудить такую систему. Как оказалось, это довольно простое мероприятие, на которое в сумме было потрачено всего несколько часов (собственно, само сооружение - 10 минут, остальное - софт). Детали процесса сборки и программирования я и изложу в этой статье. Софт, выводы и демо прилагаются.
Аппаратная часть
Для такой подсветки нам понадобятся следующие предметы и устройства:
Схема (если это гордое слово подходит для соединения двух изделий четырьмя проводами) приведена на рисунке:
Процесс сборки прост до безобразия. Детально описывать его нет смысла (по этой же причине нет фотографий готового «изделия» - ардуин с четырьмя проводами в интернете полно).
- Припаять всё, как показано на схеме.
- Присоединить провода к arduino, саму ардуинку соединить с PC, подключить блок питания.
- Залить в ардуино скетч (см. ниже), запустить исполняемый файл на компьютере (ссылки на софт также см. ниже), установить в программе нужный порт COM.
Если вы пользуетесь Windows Vista/7 - нужно обязательно отключить Aero. Иначе скорость работы просто плачевная, какого-то решения проблемы низкой скорости захвата экрана при включенном Aero, как я понял, не существует. - Убедиться, что всё работает, выключить.
Следует упомянуть, что работает софт в 32-битном цвете only . Это можно легко поправить, но большого смысла, на мой взгляд, в такой правке нет. - Прикрепить ленту на монитор. Пустить ленту нужно от левого нижнего угла по периметру по часовой стрелке (ЛН->ЛВ->ПВ->ПН->ЛН). Разрезать ничего не нужно, лента хорошо гнется практически в любом месте, так что проблем быть не должно. Для закрепления я использовал двухсторонний скотч - лента очень легкая и этого более чем достаточно.
Программная часть
Программная часть состоит из двух компонентов:- Скетч для Arduino;
- Программа управления для PC.
Скетч для Arduino
В ардуино нужно залить код, приведенный ниже. Используется библиотека SmallUART (которая, впрочем, ничего особенно выдающегося не делает, при желании можно обойтись стандартными средствами)./*** ARDUINO CODE FOR PIXEL LIGHT ***/ #include
Тут всё предельно просто:
- Посылаем сигнал, что мы готовы принять данные о подсветке;
- В течение небольшого промежутка времени ожидаем данные;
- Если данные пришли, то первый байт из этих данных - число диодов, которые обслуживаются. Умножаем на 3 (RGB) для того, чтобы узнать количество последующих байт;
- Переправляем принимаемые данные в ленту;
- Обновляем метку времени о последнем обновлении ленты (это нужно для тайм-аута и гашения всех пикселей ленты).
Программа для PC
Вроде бы есть готовые решения для этого, но то, что я видел, мне не понравилось категорически, и вообще это неспортивно, зря что ли ардуино используется. Поэтому, пожевывая бутерброд, левой ногой была написана программа для захвата областей экрана, обработки их и передачи нужных данных в ленту. Вся программа с потрохами доступна на гитхабе по адресу github.com/sergrt/pixie (за код не пинайте).Используется Qt 5.0.1 - интереса ради, никаких особенных вещей, присущих именно этой версии, не задействовано, так что вполне хорошо заработает и на 4 последние правки сделаны с использованием новых классов, так что теперь с версией 4 исходный код несовместим. Поскольку большую часть своих развлечений я проделываю под Windows, проект сделан под неё - Visual Studio 2012, захват GDI или DirectX. Я честно пытался генерировать.pro файлы для Qt Creator, но этот процесс страшно глючит с новым VS Qt Add-in, в итоге сходу эти файлы не заработали, разбираться не стал. Но всё можно без проблем скомпилировать под linux, см. UPD #3.
Настройки программы
Основная настройка - это указание количества светодиодов по вертикали и горизонтали, а также задание размеров захвативаемых областей. В мои 22" поместилось 10 шт по вертикали и 17 по горизонтали:
Ограничение частоты кадров разумно установить около 30. Значение «0» используется для работы с максимально возможной скоростью.
Также нужно правильно указать порт для обмена с Arduino и скорость обмена. Скорость в скетче по умолчанию 115200:
Для настройки яркости, порога срабатывания и ограничителя сделана отдельная вкладка «Обработка». Параметры, там представленные, регулируются в реальном времени:
Для удобства работы с программой можно настроить на автозапуск захвата при старте, а также запускать свернутой в область уведомлений.
Немного про внутренности софта для интересующихся
Основная идея состоит в запуске потока, хватающего области по заданному механизму, с подстраиваемым fps, и передающий эти области на обработку и последующую передачу ленте. Области захватываются в соответствии с настройками (кто бы мог подумать), цвет пикселя определяется простым средним по трем каналам RGB соответствующей области экрана. Опционально можно включить (директивами препроцессора) преобразование в Lab и усреднение его силами, но этот кусок кода не оптимизирован никак (взят как есть с просторов интернета), тормозит, поэтому по умолчанию выключен. Более того, каких-то особенных преимуществ Lab не заметно в контексте данной задачи, так что это не повод печалиться.Обработка областей осуществляется по вертикалям и горизонталям, а на ленту отсылается последовательность цветов, начиная с левого нижнего угла и далее по периметру по часовой стрелке (так, как мы наматывали ленту на монитор при сборке).
Захват DirectX по скорости примерно равен захвату с GDI, при том, что в первом случае захватывается экран целиком, а во втором - только нужные куски. Вероятно, тут есть запас по оптимизации.
Обильное использование memcpy связано в первую очередь со скоростью работы - все остальные методы показали себя медленнее в той или иной степени.
Выводы и впечатления
Запас яркости у ленты просто огромный, что хорошо - можно пользоваться даже при наличии других источников света. В полной темноте лучше подвигать бегунками и сделать помягче. Сама лента вполне может служить самостоятельным источником освещения, нужно лишь переделать скетч.Полагаю, немалое значение имеет диагональ монитора/телевизора. Чем больше - тем лучше.
Также следует устанавливать экран так, чтобы поблизости не было поверхностей, от которых отражаются светодиоды (в моём случае это боковые поверхности колонок) - это не особо критично, но лучше, чтобы резко выделяющихся пикселей не было видно совсем - так как между ними изрядное расстояние, это не лучшим образом влияет на картинку.
Что понравилось:
Просмотр видео и игры с такой подсветкой субъективно разгружают глаза - пропадает жесткий фокус на картинке монитора. Ощущение усталости глаз наступает позже, если не переусердствовать с яркостью. Смотреть видео как минимум необычно, для полноты эффекта лучше делать это с некоторого расстояния.
Что не понравилось:
К самой системе подсветки как таковой особенных претензий нет, но, как уже говорилось, для полноты удовольствия нужно правильное окружение - отстутсвие бликующих поверхностей, равномерный цветовой фон за экраном, etc. В процессе эксплуатации выяснилось, что дизайнерские изыски моего монитора несколько мешают нормальной работе ленты - передняя панель выполнена из прозрачного пластика и выступает над задней крышкой по всему периметру на несколько миллиметров, особенно выдаваясь в нижней части. Поэтому несмотря на то, что лента закреплена относительно далеко, на гранях этой панели видны отдельные светодиоды. Полагаю, мало кто с таким столкнется, но всё же пусть информация будет доступна заранее.
Ниже - ролик, как это выглядит в динамике. Оператор приносит свои извинения за заваленный горизонт.
Введение
Если вы любите смотреть фильмы на компьютере в темноте или играть в игры, то можно расширить возможности вашего монитора. Динамическая подсветка визуально расширяет границы экрана и благодаря ей ваши глаза будут меньше уставать. Этот проект очень прост и так как я сам новичок в общении с Arduino, могу посоветовать начинать создавать что-то для дома именно с этого проекта.
Итак, нам понадобится:
- Любая Arduino (UNO, Nano не важно).
- От 1-го до 2-х метров светодиодной ленты WS2812B, о которой вы можете почитать , можно заказать на Aliexpress. Советую брать 60 светодиодов на метр для более качественно эффекта, но и 30 сойдет.
- Двусторонняя липкая лента или какой-нибудь клей.
- Источник питания 5В 2А (зарядник от планшета, например).
- Резистор на 220 Ом.
- Паяльные инструменты.
- Необходимое ПО для компьютера, а именно: Arduino IDE , AmbiBox , библиотека для Arduino IDE - FastLed .
Приступим.
Подключение
На светодиодной ленте есть три контакта - Плюс (+), Земля (G, GND) и вход (IN), а так же есть стрелочки, указывающее направление сигнала по ленте. Наша задача отрезать 4 отрезка светодиодной ленты таким образом. чтобы верхняя полоска была равна нижней, правая - левой. Отмерять будем прикладывая ленту с задней части нашего монитора. В общем нужно сделать так, как на картинке ниже.
Важно, чтоб количество светодиодов сверху и снизу было одинаковым, то же касается правой и левой стороны. Так же нужно учесть направление стрелок на самой ленте и припаять по порядку, как на картинке.
Теперь нам нужно подключить ленту к Arduino согласно схеме:
Минус от питания идет к контакту G на ленте и контакту GND на самой Arduino, Плюс напрямую к контакту (+) на ленте, а управляющий провод через резистор от ленты к нужному порту. Главное запомнить порт.
Собственно, подключение на этом закончили.
Настройка
Открываем установленную Arduino IDE и устанавливаем библиотеку FastLed (В верхнем меню выбрать "Скетч" - "Подключить библиотеку" - "Добавить ZIP библиотеку" и выбрать скачанный архив с библиотекой).
Теперь с помощью Arduino IDE заливаем в Arduino скетч:
#include "FastLED.h" #define NUM_LEDS 44 // Количество светодиодов. #define PIN 6 // Порт, к которому присоединен управляющий провод. #define serialRate 115200 // Adalight отправляет «Магическое слово» (префик) перед отправкой данных. uint8_t prefix = {"A", "d", "a"}, hi, lo, chk, i; // Инициализация ленты. CRGB leds; void setup() { FastLED.addLeds(leds, NUM_LEDS); // Тест светодиодов. LEDS.showColor(CRGB(255, 0, 0)); delay(500); LEDS.showColor(CRGB(0, 255, 0)); delay(500); LEDS.showColor(CRGB(0, 0, 255)); delay(500); LEDS.showColor(CRGB(0, 0, 0)); Serial.begin(serialRate); Serial.print("Ada\n"); // Отправляем «магическое слово» для соединения с программой. } void loop() { // Ждем первый байт из магического слова. for(i = 0; i < sizeof prefix; ++i) { waitLoop: while (!Serial.available()); // Проверка следующего байта из магического слова. if(prefix[i] == Serial.read()) continue; // В противном случае начинаем все с начала. i = 0; goto waitLoop; } // Ждем старший и младший байт, а так же контрольную сумму. while (!Serial.available()); hi = Serial.read(); while (!Serial.available()); lo = Serial.read(); while (!Serial.available()); chk = Serial.read(); // Если контрольная сумма не совпала, начинаем все с начала. if (chk != (hi ^ lo ^ 0x55)) { i = 0; goto waitLoop; } memset(leds, 0, NUM_LEDS * sizeof(struct CRGB)); // Получаем данные и настраиваем соответствующий светодиод. for (uint8_t i = 0; i < NUM_LEDS; i++) { byte r, g, b; while(!Serial.available()); r = Serial.read(); while(!Serial.available()); g = Serial.read(); while(!Serial.available()); b = Serial.read(); leds[i].r = r; leds[i].g = g; leds[i].b = b; } // Отобразить новое состояние ленты. FastLED.show(); }
Перед заливкой нужно указать количество светодиодов, которое у вас получилось в сумме и порт, к которому вы припаяли управляющий провод.
У меня получилось 44 светодиода и использовался 6-й порт.
Если у вас лента и Arduino уже подключена к питанию, то после заливки скетча лента должна моргнуть тремя цветами, если этого не произошло, то отсоедините USB кабель и вставьте снова.
Теперь нам нужно установить программу AmbiBox .
При установке программа спросит, какое устройство будет использоваться, нам нужно указать Adalight
.
В ней нам нужно перейти во вкладку "Интеллектуальная подсветка монитора".
Затем нажать "Больше настроек", теперь отображаются все функции.
Нам нужно указать порт, к которому подключена Arduino (цифра 1 на картинке).
Нужно указать количество светодиодов, которое у нас получилось (цифра 2 на картинке).
Выбрать метод захвата экрана. Тут на ваше усмотрение, поэкспериментируйте и выберите подходящее. У меня метод Windows 8 (цифра 3 на картинке).
Так же можно нажать "Показать зоны захвата" (цифра 4) и настроить их так, как наклеена лента. Ну. например, если у вас углы остались без светодиодов, то зоны можно сместить.
Не забудьте во вкладке "настройки программы" включить автозапуск с Windows.
На этом все. Все уже должно работать.
Видео
Пожалуйста, включите javascript для работы комментариев.
Дабы немного разбавить обзоры купальников- расскажу о своем опыте постройки динамической подсветки для телевизора. хватит делать из муськи хабр
Основной частью подсветки
является все же светодиодная лента- так что именно её решил вынести в заголовок. хотя в постройке участвовало чуть более компонентов.
Если вы давно хотели прикрутить подсветку к своему неPhilips телевизору, но боялись попробовать- пробуйте. это проще чем кажется.
Для затравки небольшое видео результата.
В данный момент - подсветка работает еще прикльнее- в настройках выставил большую яркость и выше скорость обновления, теперь в боевиках или сценах в клубе (когда в кадре вспышки стробоскопа) - вся стена просто взрывается светом
Как делалось- достаточно просто:
+
+
+
Немного отваги=
Ambilight
Более подробно по пунктам:
1 Малинка у меня на тот момент уже была. Покупал там же на амазоне, но думаю тут происхождение роли не играет- плата унифицирована и покупать можно совершенно в любом месте- главное не советую брать БУ. у меня после некоторого количества времени работы на максимальной частоте без дополнительных радиаторов начала подглючивать. списываю на перегрев, но может быть и тупо брак производства. Малина крайне чувствительна к источнику питания- так что сразу запасайтесь нормальным БП с невысоким уровнем пульсаций… (и чтоб не просаживался под нагрузкой)
2 Собственно лента. Как работает думаю достаточно неплохо видно на видео. в самой ленте ничего особенного нет- отрезал куски чтоб хватило ровно на 3 грани телевизора. подпаял кусочками провода места сгиба (изначально делал соединение коннекторами, но быстро взбесило что торчат куски провода длиннющие- все порезал и спаял маленькими отрезками)
3 Гениальная программа гиперион. Устанавливается на малину (у меня в качестве ОС стоит мультимедийный OpenElec) по инструкции для идиотов. получилось даже у меня с первого раза. В процессе работы - тупо захватывает цветовые данные краев экрана, усредняет и шлет управляющие сигналы на светодиодную ленту. Лента перемигивается всеми цветами радуги, зрители в восторге. В процессе работы при проигрывании fullHD весом гигов в 30 дополнительная нагрузка на проц составляет 5-10 %. НА скорость не влияет никак.
Результат- превосходит самые смелые ожидания:
при плотности светодиодов 30т на метр- все стенка за телевиззором (удаление около 10-15 сантиметров) расцвечена в цвета экрана. визуально сцена раздвигается… ну на столько сколько есть этой самой стены. задержки в передаче -нет. по крайней мере невозможно отследить глазом. все плавно и четко. Для смартфона есть прикольная программа с помощью которой можно перевести подсветку в лаундж режим- выставить желаемый цвет\яркость, либо запустить один из предлагаемых паттернов (типа бегающего красного огонька, или просто радуги, или например цветовые переходы).
При отключении подсветки во время просмотра мультиков доча возмущается и требует вернуть все взад.)))
Ну и дабы соответствовать политике MySKU -отзыв собственно о детальках:
светодиодная лента - обозревалась много раз. мне досталась точно такая же. Очень хорошая. качество отличное. отображает если не изменяет память - 16 миллионов оттенков. точно не подсчитывал. требует дополнительного питания - повесил плюс минус на блок 5в 2А -на 2 метра хватает лихвой. думаю хватит и на 3 но гарантировать не буду. Управляющие контакты завел на GPIO малинки. 
Малинка- одноплатный компьютер. Не обозревался только ленивым. Великолепная вещь как для освоения азов линукса, так и для постройки минималистичного и гибкого медиацентра. Для меня оказался идеальным вариантом: прокручивает любой доступный мне контент, работает в качестве приемника- показываетеля интернет ТВ, прикидывается получателем AirPlay сигнала когда хочется запустить что-то с телефона или ноутбука. Отличная вещь- 3 ватта и море удовольствия + поддержка HDMI CEC из коробки- управляется все с родного пульта телевизора.
Ну и напоследок еще видос вдогонку:
Пару дней назад решил поделать еще демовидосов- уже в новой квартире.
цвет стены- фисташковый, настройки не менял и не буду. так что цвета немного отдают в зеленый. мне нравится а на ваше мнение мне плевать)
Планирую купить +69 Добавить в избранное Обзор понравился +16 +48
Все наверное видели как работает динамическая подсветка в телевизорах Philips, называемая Amilight. В данной статье представлено устройство позволяющее сделать динамическую подсветку для телевизора или монитора. Телевизор/монитор должен быть подключен к компьютеру, на котором будет воспроизводится видеоконтент.
Итак, для сборки устройства понадобится:
1. Контроллер Arduino
2. с плотностью светодиодов 30шт на метр (для моего 32"" ТВ ушло 2 метра)
3. Светодиодный драйвер TLC5940
4. Источник питания 12 В
Ниже изображено схематичное изображение устройства подсветки:
Сзади телевизора наклеено 4 светодиодных ленты (левая, левая вверху, правая вверху, правая). Каждая лента подключена к LED-драйверу TLC4950 и источнику питания 12В. Светодиодный драйвер TLC4950 обеспечивает ШИМ управление яркостью каждого цвета: красного, зеленого и синего. LED-драйвером управляет контроллер Arduino, который в свою очередь получает команды от ПК. На компьютере запущена специальная программа, написанная на языке processing, которая анализирует каждый кадр видеоизображения и дает соответствующие команды Arduino.
Далее необходимо заготовить светодиодные ленты. Для моего 32" телевизора получилось в каждой ленте получилось по 15 светодиодов. На лентах предусмотрены специальные места, где можно спокойно припаяться после того, как вы обрезали ее.
К каждой RGB-ленте необходимо припаять четыре провода. На концах я использовал обычные автомобильные разьемы, чтобы в случае необходимости можно было отсоединить ленты.
Соединение Arduino и TLC5940:
Arduino TLC5940
Pin 2 ======= Pin 27 (VPRG)
Pin 3 ======= Pin 26 (SIN)
Pin 7 ======= Pin 25 (SCLK)
Pin 4 ======= Pin 24 (XLAT)
Pin 5 ======= Pin 23 (BLANK)
Pin 6 ======= Pin 19 (DCPRG)
Pin 8 ======= Pin 18 (GSCLK)
Остальные выводы TLC5940 присоединяем согласно следующей таблице:
Pin 22 (GND) === Arduino Ground
Pin 21 (VCC) === Arduino +5V
Pin 20 (IREF) === Arduino Ground через резистор 2кОм
Pin 1-15,28 === PWM Output (ШИМ выход на RGB-ленты)
От источника питания +12В я подключил к светодиодным лентам, а "общий" от источника питания к Arduino Ground.
На фотографиях ниже, установленные ленты на мой телевизор. Пока что временно закрепил светодиодную ленту изолентой, потом буду переделывать, чтобы был нормальный вид.
Программа, запускаемая на компьютере написана на языке Processing (официальный сайт http://www.processing.org). Программа постоянно делает скриншоты экрана, а затем вычисляет средние значения трех цветов (красный, зеленый, синий) для разных мест на экране (левое, левое верхнее, правое верхнее, правое). После вычислений, программа пересылает данные в порт, к которому подключен контроллер Arduino.
Программа для Arduino считывает приходящие ей данные с порта и дает управляющие команды для LED-драйвера TLC5940, какой уровень яркости нужен для красного, зеленого или синего цветов. А далее, TLC5940 выдает ШИМ-сигнал для управления светодиодами.
Несколько лет назад на mySKU был опубликован потрясающий обзор , который опубликовал P43YM . Комментарии у этого обзора тоже потрясающие - это просто огромная база знаний (настолько огромная, что браузер еле грузит эту страницу). Время идёт, компоненты дешевеют, mySKU обретает новую аудитория, которая могла пропустить этот обзор. Я решил тоже описать процесс создания адаптивной фоновой подсветки для ТВ или монитора по типу Philips Ambilight своими словами. Возможно, кому-то мой обзор окажется полезен.
Компания Philips в 2007 году запатентовала невероятно простую, но, без преувеличения, потрясающую технологию фоновой подсветки ТВ . С такой адаптивной подсветкой меньше устают глаза при просмотре в темноте, увеличивается эффект присутствия, расширяется область отображения и пр. Ambilight применима не только к видео и фото контенту, но и играм. Ambilight превратилась в визитную карточку телевизоров Philips. С тех пор компания Philips пристально бдит, чтобы никто из крупных производителей и думать не смел посягать на святое, создавая что-то подобное. Наверное, лицензировать эту технологию можно, но условия какие-то запредельные, и другие игроки рынка не особо горят желанием это делать. Небольшие компании тоже пытались (и сейчас есть компании, которые это делают) внедрять аналогичную технологию в виде отдельных комплектов, но кара от Philips была неизбежна. Так что в лучшем случае, если компания не продлит каким-то образом патент или его производную, другие производители лишь в 2027 году смогут выпускать что-то похожее.
Но нас, обычных потребителей, такая кара не касается. Мы вольны для себя делать то, что считаем нужным. Сегодня я расскажу в деталях, как самостоятельно сделать адаптивную фоновую подсветку для ТВ или монитора по типу Philips Ambilight (далее просто Ambilight). Для некоторых статья ничего нового в себе содержать не будет, т.к. таких проектов десятки, а статей написано сотни на разных языках, и людей, которые себе уже сделали подобное, тысячи. Но для многих это всё может оказаться очень интересным. Никаких особых навыков вам не потребуется. Только базовые знания физики за 8 класс средней школы. Ну, и совсем чуть-чуть пайки проводов.
Чтобы вы лучше понимали, о чём я говорю, приведу свой пример того, что получилось. Реальные затраты на ТВ 42" - около 1000 рублей и 2 часа работы.
Видео не передаёт всех ощущений и эффекта целиком, но дети в первый раз сидели с открытыми ртами.
Возможные варианты реализации
Существует несколько вариантов вариантов реализации Ambilight. Зависят они от источника видеосигнала.Самый дешёвый, простой и эффективный вариант - источником сигнала выступает ПК с Windows, Mac OS X или Linux. Сейчас очень распространены Windows-боксы на процессорах Atom, которые стоят от 70$. Все они идеально подходят для реализации Ambilight. Я уже несколько лет использую разные Windows-боксы (в тумбе под ТВ) в роли медиаплеера, написал небольшую кучку обзоров и считаю их самыми лучшими ТВ-приставками для медиаконтента. Аппаратная реализация этого варианта едина для всех перечисленных операционных систем. Именно об этом варианте я расскажу в статье . Программная часть будет относиться к Windows системе, в роли универсальной управляющей программы будет выступать AmbiBox. С Mac OS X и Linux можно использовать .
Второй вариант - источником сигнала выступает медиаприставка на базе Android, коих тоже огромное количество. Этот вариант самый проблемный. Во-первых, подсветка будет работать только в медиакомбайне Kodi (и в ответвлениях этого проекта). Во-вторых, в подавляющем большинстве случаев всё работает только с отключённым аппаратным декодированием видео, что для большинства боксов неприемлемо. Аппаратная реализация проекта тоже накладывает определённые требования. Я его затрагивать не буду, но если что-то интересует конкретное, то постараюсь ответить в комментариях.
Третий вариант - независимое от источника сигнала решение. Это самое затратное, но абсолютно универсальное решение, т.к. сигнал снимается прямо с HDMI кабеля. Для него вам понадобится достаточно мощный микрокомпьютер (типа Raspberry Pi), HDMI сплиттер (разветвитель), конвертер HDMI-RCA AV, USB 2.0 устройство захвата аналогового видео. Только с таким вариантом вы сможете гарантированно задействовать Ambilight с любой ТВ-приставкой/ресивером, Android-боксами, Apple TV, игровыми приставками (например, Xbox One, PlayStation 4) и пр. устройствами, которые имеют выход HDMI. Для варианта с поддержкой 1080p60 стоимость компонентов(без светодиодной ленты) будет около 70$, с поддержкой 2160p60 - около 100$. Это вариант очень интересный, но по нему нужно писать отдельную статью.
Аппаратная часть
Для реализации понадобится три основных компонента: управляемая светодиодная RGB лента, блок питания, микрокомпьютер Arduino.Сначала небольшое количество объяснений.
WS2811 - это трёхканальный канальный контроллер/драйвер (микросхема) для RGB светодиодов с управлением по одному проводу (адресация к произвольному светодиоду). WS2812B - это RGB светодиод в корпусе SMD 5050, в который уже встроен контроллер WS2811.
Подходящие для проекта светодиодные ленты для простоты так и называют - WS2811 или WS2812B.
WS2812B лента - это лента, на которой последовательно размещены светодиоды WS2812B. Лента работает с напряжением 5 В. Существуют ленты с разной плотностью светодиодов. Обычно это: 144, 90, 74, 60, 30 на один метр. Бывают разные степени защиты. Чаще всего это: IP20-30 (защита от попадания твёрдых частиц), IP65 (защиты от пыли и водяных струй), IP67 (защита от пыли и защита при частичном или кратковременном погружении в воду на глубину до 1 м). Подложка чёрного и белого цвета.
Вот пример такой ленты:
WS2811 лента - это лента, на которой последовательно размещены WS2811 контроллер и какой-то RGB светодиод. Есть варианты, рассчитанные на напряжением 5 В и 12 В. Плотность и защита аналогичны предыдущему варианту.
Вот пример такой ленты:
Ещё встречаются WS2811 «ленты» с большими и мощными светодиодами, как на фотографии ниже. Они тоже подходят для реализации Ambilight для какой-нибудь огромной панели.
Какую ленту выбрать, WS2812B и WS2811?
Важный фактор - питание ленты, о чём я расскажу чуть позже.
Если у вас дома окажется подходящий по мощности блок питания (часто дома от старой или испорченной техники остаются блоки питания), то выбирайте ленту, исходя из напряжения блока питания, т.е. 5 В - WS2812B, 12 В - WS2811. В этом случае вы просто сэкономите деньги.
От себя могу дать рекомендацию. Если общее количество светодиодов в системе будет не более 120, то WS2812B. Если более 120, то WS2811 с рабочим напряжением 12 В. Почему именно так, вы поймёте, когда речь зайдёт о подключение ленты к блоку питания.
Какое уровень защиты ленты выбрать?
Для большинства подойдёт IP65, т.к. с одной стороны она покрыта «силиконом» (эпоксидной смолой), а с другой есть самоклеющаяся поверхность 3M. Эту ленту удобно монтировать на ТВ или монитор и удобно протирать от пыли.
Какую плотность светодиодов выбрать?
Для проекта подойдут ленты с плотностью от 30 до 60 светодиодов на метр (конечно, можно и 144, никто не запрещает). Чем выше плотность, тем больше будет разрешение Ambilight (количество зон) и больше максимальная общая яркость. Но стоит учитывать, чем больше светодиодов в проекте, тем сложнее будет устроена схема питания ленты, и понадобится более мощный блок питания. Максимальное количество светодиодов в проекте - 300.
Покупка ленты
Если ваш ТВ или монитор висит на стене, и все 4 стороны имеют рядом много свободного пространства, то ленту лучше всего разместить сзади по периметру на все 4 стороны для максимального эффекта. Если ваш ТВ или монитор установлен на подставку, или снизу мало свободного пространства, то ленту надо размещать сзади на 3-х сторонах (т.е. низ без ленты).
Для себя я выбрал белую ленту WS2812B IP65 с 30 светодиодами на метр. Подходящий блок питания на 5 В у меня уже был. Решал, 60 или 30 светодиодов на метр, но выбрал последнее после пересмотра видео с готовыми примерами реализации - яркость и разрешение меня устроили, да и питание легче организовать, меньше проводов. На Алиэкспресс огромное количество лотов лент WS2812B. Я заказывал 5 метров за 16$. Для моего ТВ (42", 3 стороны) нужно было только 2 метра, т.е. можно было купить за 10$, оставшиеся три метра для друга. Цены часто меняются у продавцов, предложений много, так что просто выберите на Алиэкспресс дешёвый лот с высоким рейтингом (ключевые слова для поиска - WS2812B IP65 или WS2811 12V IP65).
Покупка блока питания для ленты
Блок питания подбирается по мощности и напряжению. Для WS2812B - напряжение 5 В. Для WS2811 - 5 или 12 В. Максимальная потребляемая мощность одного WS2812B светодиода 0,3 Вт. Для WS2811 в большинстве случаев аналогично. Т.е. мощность блока питания должна быть не ниже N * 0,3 Вт, где N - количество светодиодов в проекте.
Например, у вас ТВ 42", вы остановились на ленте WS2812B с 30 светодиодами на метр, вам нужно 3 метра ленты все 4 стороны. Вас понадобится блок питания с напряжением 5 В и максимальной мощностью от 0,3 * 30 * 3 = 27 Вт, т.е. 5 В / 6 А. В моей реализации используются только 3 стороны, всего 60 светодиодов (если быть точным, то 57) - мощность от 18 Вт, т.е. 5 В / 4 А.
У меня давно уже лежит без дела многопортовая USB-зарядка ORICO CSA-5U (8 А), оставшаяся после старого обзора. Питание портов у неё запараллельно (это критически важно), мне это ЗУ идеально подходит в роли БП, т.к. подключать ленту я буду через 2 параллельных соединения (объяснения будут чуть позже в статье).
Если бы этого ЗУ у меня не было, то я бы выбрал (но в комментариях пишут, что внутрь часто ставят на 2,5 А, так что лучше детальней изучить этот вопрос).
Покупка микрокомпьютера
Управлять Ambilight будет микрокомпьютер Arduino. Arduino Nano на Алиэкспресс стоит около за штуку.
Затраты на мой вариант (для ТВ 42"):
10$ - 2 метра WS2812B IP65 (30 светодиодов на метр)
4$ - блок питания 5 В / 4 А (денег на БП не тратил, привожу стоимость для ясности)
2,5$ - Arduino Nano
-----------
16,5$
или 1000 рублей
Реализация аппаратной части
Самое главное - это правильно организовать питание ленты. Лента длинная, напряжение просаживается при большом токе, особенно при 5 В. Большинство проблем, которые возникают у тех, кто делает себе Ambilight, связаны именно с питанием. Я пользуюсь правилом - нужно делать отдельную подводку питания на каждые 10 Вт потребляемой максимальной мощности при 5 В и 25 Вт потребляемой мощности при 12 В. Длина подводки питания (от блока питания до самой ленты) должна быть минимальной (без запаса), особенно при 5 В.
Общая схема подключения выглядит следующим образом (на схеме отображено подключение питания для моего варианта):
К ленте с обоих концов подведено питание - два параллельных подключения. Для примера, если бы я делал подсветку на все 4 стороны, а лента была по 60 светодиодов на метр (т.е. максимальная мощность 54 Вт), то я бы сделал такой подвод питания:
Провода подводки нужно использовать соответствующие, чем меньше калибр (AWG), тем лучше, чтобы их с запасом хватало для расчётной силы тока.
К Arduino от ленты идут два контакта. GND, который нужно подключить к соответствующему пину на Arduino. И DATA, который нужно подключить к шестому цифровому пину через резистор 300-550 Ом (лучше 470 Ом). Если резистора у вас нет, то в большинстве случаев всё будет прекрасно работать и без него, но лучше, чтобы он был. Резистор можно купить за пару копеек в любом радиомагазине. Сам микрокомпьютер Arduino можете разместить в любом удобном корпусе, многие используют для этого яйцо Киндер-сюрприза. Arduino нужно размещать как можно ближе к ленте, чтобы подводка DATA имела минимальную длину.
Припаивать провода к ленте просто. Главное правило - время контакта с паяльником должно быть минимальным, «возюкать» паяльником нельзя.
В моём случае получилось вот так:
Два чёрных качественных USB кабеля пошли на питание, а белый для подключение к компьютеру. Белые термоусадочные трубки у меня закончились, я использовал красные. Не так «красиво», но меня устраивает (всё равно это спрятано за ТВ).
Важный вопрос - как изгибать ленту под прямым углом? Если у вас лента на 60 светодиодов, то ленту нужно разрезать и соединять короткими проводами (разместив всё это в термоусадочной трубке). Можете купить специальные угловые коннекторы на три контакта для светодиодных лент (на снимке 4 контакта, просто для примера):
Если у вас лента на 30 светодиодов, то расстояние между светодиодами большое, вы легко можете сделать угол без резки. Удаляете кусочек «силиконового» покрытия, изолируйте (можно даже «скотчем») контактную площадку и сгибаете по схеме:
Я отрезал кусок ленты, чтобы практиковаться. Главное, не нужно переусердствовать - слегка согнули один раз и всё. Тюда-сюда перегибать не нужно, сильно сдавливать линию изгиба не нужно.
Вот вид сзади ТВ, все провода через отверстие уходят внутрь тумбы:
Программная часть
Это самое простое.Подключаем микрокомпьютер Arduino по USB. Драйвер (последовательного интерфейса CH340) установится автоматически. Если этого не произошло, то в папке Arduino IDE есть папка Drivers со всем необходимым.
Запускаем Arduino IDE и открываем файл Adalight.ino.
Изменяем количество светодиодов в коде. У меня 57.
Инструменты > Плата > Arduino nano
Инструменты > Порт > Выбираете COM-порт (там будет нужный вариант)
Нажимаем кнопку «Загрузить»:
Программа проинформирует, когда загрузка будет завершена (это буквально пара секунд).
Готово. Нужно отключить Arduino от USB и подключить заново. Лента загорится последовательно красным, зелёным и синим цветом - Arduino активировался и готов к работе.
Загрузите и установите программу . В программе нажмите «Больше настроек» и укажите устройство - Adalight, COM-порт и количество светодиодов. Выберите количество кадров для захвата (до 60).
Далее, нажмите «Показать зоны захвата» > «Мастер настройки зон». Выберите конфигурацию вашей ленты.
Нажмите «Применить» и «Сохранить настройки». На этом базовые настройки заканчиваются. Потом вы сможете поэкспериментировать с размерами зон захвата, сделать цветокоррекцию ленты и пр. В программе много разных настроек.
Чтобы активировать профиль, достаточно два раза мышкой нажать на соответствующую иконку (профилей AmbiBox) в области уведомлений Windows. Лента сразу загорится. Отключается тоже двойным нажатием.
Вот в принципе и всё. Результат вы видели в начале статьи. Ничего сложного, дёшево и здорово. Уверен, что у вас получится лучше!