066-Простой Ambilight на ATtiny2313 своими руками.

Автор: | 15.03.2011

титлВ процессе обсуждения сделанного нами ранее эффектора, Back выдвинул идею, что можно на плате эффектора сделать несложный Ambilight. Идея мне понравилась – эффектор сможет обзавестись еще одной плюшкой к уже не малому арсеналу возможностей. Итак, сейчас я расскажу, как по быстрому приделать к Вашему монитору светодиодную подсветку и, используя плату эффектора, заиметь Ambilight. Более того, на установленных для амбилайта светильниках обычные эффекты станут еще красочней! Но не будем спешить, все по порядку …


1 ДЛЯ НАЧАЛА, ЧТО ТАКОЕ AMBILIGHT?
Это патентованная технология Philips (а-я-яй — нарушаем авторские права :)). Наверное, все видели, как она работает? На ютубе полно роликов. Кто не в курсе — Ambilight это светодиодная подсветка стены позади телевизора, цвет которой динамически изменяется в соответствии со сценой на экране. Проще говоря – это продолжение картинки с экрана дальше за пределы телевизора. Не скажу, что это уж очень нужная вещь для монитора, но определенное впечатление производит …


2 ПРИНЦИП РАБОТЫ.
Для того чтобы организовать Ambilight на Вашем мониторе, понадобиться плата эффектора,Демонстрация в сборе
причем переделывать схему или прошивать новую прошивку не нужно! Необходимо лишь расположить светодиоды по краям монитора.

Наш Амбилайт будет иметь 4 светодиодных RGB светильника, по два с левой и правой стороны монитора. Светодиодные светильники я обозначил как 0,0; 0,1; 1,0; 1,1 (это x,y координаты их расположения, при условии, что начало координат находится в верхнем левом углу монитора). Каждый светильник содержит в себе 3 светодиода – красный R, зеленый G, и синий B.

Светодиоды подключены к каналам эффектора определенным образом:

таблица распределения светодиодов

Эффектором, а через него и LED светильниками, управляет специальная программа
GCn-Effector-12. Программа анализирует текущую картинку на экране монитора, по бокам, вблизи расположения LED светильников и выдает управляющие команды устройству. Эффектор, в соответствии с этими командами, «светит» нужными светодиодами. Вот собственно и все. Ничего сложного!


3 LED СВЕТИЛЬНИКИ.
LED светильники – это самая важная часть Ambilight. От их выбора будет зависеть, насколько правильно будут отображаться цвета за монитором. LED светильники можно организовать кучей способов. Тут должна поработать Ваша фантазия. Нужно, чтобы соблюдалось лишь одно условие – при подаче напряжения одновременно на три светодиода должен получиться белый цвет. В противном случае трудно будет добиться вменяемой картинки от Ambilight. Добиться белого цвета можно подбором гасящих резисторов для каждого из трех светодиодов светильника.

Вот несколько способов получения LED светильников.
3.1 Обычные светодиоды. Подключаются через резисторы, прямо на выводы эффектора. Ставятся по 3 штуки (красный, зеленый, синий) рядышком, чтобы свет от них, смешиваясь, создавал на стене нужный цвет. Лучше всего подходят светодиоды с широким углом излучения (например, диаметром 4.8мм.).

Обычные светодиоды
3.2 RGB светодиоды. Подключаются, так как и в варианте выше. Их удобней монтировать, лучше смешиваются цвета. Вариант с более широким углом излучения предпочтителен (SMD сборка очень хорошо смешивает цвета и имеет широкий угол излучения).

RGB светодиоды

3.3 RGB 1W светодиоды. Если у Вас большой монитор и нужна яркая подсветка, то тут помогут мощные светодиоды. Подключать их нужно через транзисторы. Получается достаточно яркое пятно света — будет видно даже днем. Могут сильно греться. Возможно, понадобиться радиатор и изоляция от пластмассового корпуса монитора.

Мощный светодиод


3.4 Готовые RGB светильники (Back предложил). В продаже есть уже готовые RGB светильники. Могут быть на 12 и 220 Вольт. Чаще всего это мерцающие разными цветами устройства, а значит, придется их дорабатывать, чтобы получить возможность управления отдельными цветами…

готовые светильники


3.5 Светодиодная RGB лента. Самым лучшим вариантом (для меня) оказалось применение, в качестве RGB светильника, самоклеющейся светодиодной RGB ленты.

Светодиодная лента

Достоинства светодиодной ленты:
— лента довольно широко применяется в различных подсветках и проблем с ее приобретением нет;
— лента поделена на «юниты» — можно отрезать кусок нужной длинны, кратный «юниту»;
— лента питается от 12в, что уменьшает токовую нагрузку на схему управления;
— балластные резисторы уже встроены в ленту и подобраны так, что полностью зажженная лента дает белый цвет – нет необходимости в дополнительной балансировке цветов;
— ленту удобно монтировать на корпусе монитора – оторвал защитную ленту и приклеил в нужном месте;
— в случае чего демонтировать ленту так же просто. Оторвал от корпуса ленту, удалил остатки клеящего слоя спиртом – все.

Управлять такой лентой можно при помощи транзисторов, но лучше применить ULN2003 – просто, дешево и обвязки не нужно.

Подключение через ULN2003

ULN2003.pdf - Даташит на сборку Дарлингтонов ULN2003
Думаю, я убедил Вас, что это лучший вариант?


4 СБОРКА.
Вся схема устройства получиться такой:

Схема амбилайт
066-Ambilight-schematic.spl7 - Схема Амбилайта

4.1 Эффектор.
Как собрать эффектор подробно описано в статье по эффектору. Кто его еще не собрал, топают туда и собирают.

4.2 Плата драйвера светодиодной ленты.
Так как в качестве светильников мы выбрали светодиодную RGB ленту, а в качестве ключей сборку ULN2003, нам необходимо собрать небольшую платку для того, чтобы соединить все это добро вместе.

плата драйвера на ULN2003

066-Ambilight-LED-driver.lay - Рисунок платы драйвера для амбилайта
Плату я назвал драйвером светодиодной ленты. На плате установил дополнительно преобразователь на 5в (78L05) для питания самого эффектора. Теперь для всего устройства необходимо только 12в. На плате драйвера желательно нанести ЛУТом шелкографию – потом будет легче разобраться, что куда подключать. Вот так выглядит эффектор с «пристегнутым» драйвером:

Амбилайт в сборе

4.3 Крепление светодиодной ленты.
В качестве «жертвы» «облеплевания» у нас будет выступать 22 дюймовый монитор LG.

Монитор LG

Перед поклейкой, ленту нужно порезать на кусочки. Я резал по 2 «юнита» (по 6 RGB светодиодов). Длина куска вышла 10 см.

кусочки ленты
У меня лента оказалась залита в силикон (брал в распродаже интернет магазина – даже не было описания), но чаще всего лента без покрытия – нечего страшного, на качестве это никак не сказывается. В случае, если у Вас тоже лента с покрытием, аккуратно отрезаем часть покрытия над контактными площадкам и подпаиваем к ним провода. Если покрытия нет – паяем прямо так. Будет очень хорошо, если на запаянный край надеть трубочку-термоусадку.

Посадка в термоусадку

Теперь приклеиваем к торцам монитора куски светодиодной ленты, стараясь расположить куски равномерно относительно экрана монитора.

4.4 Крепление драйвера светодиодной ленты.
Драйвер светодиодной ленты и шлейфа, идущие к лентам, я крепил к задней части монитора на двусторонний скотч. Причем сам драйвер я прицепил снизу монитора таким образом, чтобы было удобно к нему снизу подключать эффектор (плата эффектора/драйвера_сенсорных_устройств у меня универсальная и задействована как в отладке старых так и в создании новых устройств).

облеплевание

Сразу сделаю замечание по данному способу монтажа драйвера. Как оказалось, в процессе обкатки Ambilight, двусторонний скотч не выдержал веса драйвера + эффектора + шнурков питания и UART и со временем плата отвалилась, повиснув на шлейфах светодиодных лент. Пришлось прихватить драйвер сверху еще и обычным скотчем. Видок, конечно, вышел не очень… Поэтому, очевидно, необходимо драйвер крепить более основательно или вообще вынести устройство в отдельный корпус рядом с монитором.

4.5 Интегрированная плата для USB и COM портов.
Не очень удобно когда устройство состоит из нескольких блоков. Разъемы, шнурки и все такое… Back потратил кучу времени и усилий и решил эту проблему! Причем Back сделал сразу два варианта плат, для USB порта (с преобразователем FT232RL) и для COM порта (c преобразователем DS275). Разводка вышла очень компактной — плату можно поместить в корпус телефонной розетки! 
интегрированные платы
Ножки помеченные крестиком нужно откусить.
066-Ambilight COM (from Back).lay - Интегрированная плата Амбилайт для COM
066-Ambilight USB (from Back).lay - Интегрированная плата Амбилайт для USB


5 ПОДКЛЮЧЕНИЕ К КОМПЬЮТЕРУ.
Устройство имеет UART выход с TTL уровнями, а это значит, что для подключения к компьютеру необходим преобразователь.

5.1 Если Вы хотите сделать подключение через COM порт, понадобится преобразователь уровней для RS232-протокола COM порта. Например, подойдет широко известная MAX232. Проблем со схемой возникнуть не должно – в даташите, на эту микросхему, все описано.
MAX220-MAX249.pdf - Даташит на серию преобразователей MAX (MAX232)

5.2 Подключение через USB можно сделать через FT232RL или попроще, через преобразователь на ATtiny2313, который мы уже делали (замечено, что при работе через этот преобразователь программа немного поттормаживает — совсем чуть-чуть).

UART устройства работает на следующих настройках
— биты данных (data bits) – 8
— стоп биты (stop bits) – 2
— контроль четности (parity) – нет
— скорость (baud rate) — 9600

Планирую в следующей статье рассказать как быстро сделать, почти халявный преобразователь USB to UART.


6 ПРОГРАММА GCn-Effector-12 v2.0.
GCn_Effector_12.exe v2.0 - Программа управления эффектором
Программа для управления эффектором осталась прежней. Я лишь добавил закладку для управления Ambilight. Полное описание программы можно найти в статье по эффектору. Здесь я опишу только новую закладку.

Закладка Ambilight имеет следующий вид.Закладка амбилайта

В самом верху расположено изображение монитора. По бокам этого монитора, во время работы Ambilight, отображается текущий цвет светильников.
Чуть правее — область корректировки цвета светильников.
Ниже – выбор пропорций изображения на экране – нужно для того, что бы не учитывать черные области при расчете цвета для светильников.
Еще ниже кнопки управления.
«Пуск»
– запускает Ambilight.
«Стоп» — думаю, понятно, что делает.
«View» — отображает видимое содержимое экрана на миниатюре монитора. Удобно, но потребляется много ресурсов.
«Fast» — отключает режим «View».

Есть небольшое замечание по работе программы.
Программа «не видит» оверлей. Поэтому при проигрывании видео в проигрывателе нужно отключать аппаратное отображение видео. Это делается в настройках видео. Например, для VLC плеера (http://www.videolan.org/vlc/) – заходим в настройки (Ctrl+P) и во вкладке «Видео» убираем галочку «Ускоренный вывод видео (оверлей)».


7 ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ.
Классическое применение Ambilight – просмотр видео. Очень хорошо смотрится на ярких цветных картинках. Например, так:

Кроме просмотра видео можно применять Ambilight и в играх:

А вот визуализация Winamp – то же неплохо смотрится.

В GCn-Effector-12 есть и другие закладки. Попробуем, как они смотрятся с Ambilight?
При разработке подсветки Амбилайт, я специально для цветомузыки расположил цвета светодиодов симметрично. При запуске музыки в режиме «Зеркало» получим красивую визуализацию:

Совсем по новому смотрятся на Ambilight обычные эффекты эффектора:


8 ДОСТОИНСТВА – НЕДОСТАТКИ, планы на будущее.
Про достоинства платы эффектора я писал на протяжении всей статьи, это: простота конструкции; универсальность и простота применения. Про недостатки напишу чуть подробней.
Слабым местом прошивки эффектора (с которой работает Ambilight) есть небольшое количество градаций яркости каналов. Их всего 8. И если для визуальных эффектов этого вполне хватает, то для амбилайта желательно увеличить их количество (в полутонах амбилайт из за этого безбожно врет). Буду решать это в следующем апдейте прошивки эффектора (железо останется прежним — оно меня полностью устраивает). Еще программа не видит оверлея, не скажу, что это уж так критично, но все таки. Есть несколько мелких проблем, которые планирую решать в процессе…

Ближайшие планы улучшения такие:
— изменить прошивку эффектора, расширив градацию яркости каналов с 8 до 255;
— добавить управление IR пультом;
— поработать над интегрированной платой (Back взялся помочь)


Файлы:
066-Ambilight-schematic.spl7 - Схема Амбилайта 
066-Ambilight-LED-driver.lay - Рисунок платы драйвера для амбилайта
GCn_Effector_12.exe v2.0 - Программа управления эффектором
ULN2003.pdf - Даташит на сборку Дарлингтонов ULN2003
066-Ambilight COM (from Back).lay - Интегрированная плата Амбилайт для COM
066-Ambilight USB (from Back).lay - Интегрированная плата Амбилайт для USB

Ссылки:
063-12-ти канальный генератор эффектов на ATtiny2313. — используется как основа для амбилайта


(Visited 4 181 times, 7 visits today)

There are 162 comments

Комментарии подгрузятся после небольшой паузы.