Динамичная подсветка. Динамическая подсветка монитора. Возможные варианты реализации

Технология «Ambilight»

Фирменная технология фоновой подсветки вышеупомянутой компании представляет собой встроенные в телевизор специальные лампы, которые позволяют определённым образом спроецировать на стену за ТВ мягкое свечение, которое как бы продолжает картинку с экрана для увеличения погружения в атмосферу происходящего на экране.

Сама технология родилась в прошлом веке благодаря тому, что, с одной стороны — яркость тогдашних ТВ-приёмников была недостаточной, и зрители выключали свет при их просмотре, с другой — просмотр телевизора в темноте давал резкую нагрузку на глаза, что приводило к быстрой утомляемости и общему дискомфорту. Решение было очевидным — наличие рядом источника рассеянного света (так называемых ТВ-ламп). Сегодня, по мнению исследовательского отдела компании «Philips», данную проблему призвана решать технология «Ambilight».

На текущий момент существует уже 5 поколений (и масса модификаций) данной технологии, из них наиболее распространены три последние:

Технология фоновой трёхканальной подсветки «Ambilight Surround » с дополнительными лампами сверху корпуса для расширения поля эффектов вверх и независимой привязкой левого, правого и верхнего блока фоновых ламп к соответствующей зоне экрана.
Технология полной подсветки «Ambilight Full Surround », где экран уже окружён лампами со всех сторон. Соответственно, процессор, отвечающий за управление лампами, строит фоновое изображение на анализе не менее четырёх зон изображения на экране. Для лучшей передачи света, корпус телевизора снабжён задней экраном-панелью.
Технология «Ambilight Spectra », позволяющая создавать «объёмное» изображение благодаря более чем 120-ти светодиодам нового поколения и усовершенствованным алгоритмам обработки изображения.

Все технологии в той или иной мере создают рассеянный свет сзади ТВ, который дополняет цвета и световую интенсивность изображения, выводимого на экран.

Что можно сказать в завершении обзора? Устройство, несомненно, интересное и стоит того, чтобы его опробовать, особенно с учётом того, что производитель предоставляет бесплатный тест-драйв в течении 30 дней, т. е. если устройство вам не понравится, вы можете его вернуть, получив обратно свои деньги. Ваши затраты в таком случае будут равны почтовой пересылке производителю. Главный недостаток — устройство работает только в связке с ПО, а значит необходим компьютер для получения эффекта динамической подсветки.

Итоги

Ну и в сухом остатке имеем:

Плюсы

работа с любым типом мониторов и ТВ, подключенных к компьютеру;
низкие системные требования к аппаратной части ПК;
полностью реализованный функционал, не отличающийся от заявленного производителем;
хорошая программная поддержка, в том числе сторонними производителями ПО;
наличие возможности индивидуальной комплектации продукта и создания нестандартных решений;
невысокая цена;
широкие возможности по оплате и доставке товара;
простота в установке и настройке;
русскоязычная служба технической поддержки;
подробные текстовые и видеоинструкции на сайте производителя;
бесплатный тест-драйв.

Минусы

необходим компьютер для получения эффекта динамической подсветки;
отсутствие ПО в поставке, необходимость скачивать его из интернета;
отсутствие в комплекте инструкции (даже электронной), необходимость читать её на сайте производителя;
отсутствие ряда элементов крепления (двустороннего скотча) для светодиодов;
необходимость определённого расположения экрана (15-30 см от стены) для получения максимально правильного эффекта;
отсутствие гарантийного талона и реквизитов производителя как на упаковке, так и на самом изделии.

Кампанию по сбору денег на производство Lightpack 2. Речь идет о светодиодной ленте, которая прячется за телевизором, получает сигнал по HDMI и подсвечивает происходящее на экране соответствующими цветами. Звучит как Ambilight от Philips, но, будучи отдельным девайсом, имеет свои отличия.

Во-первых, у Lightpack 2 есть коммутатор Lightbridge, который служит хабом для HDMI-устройств: лента подключается к Lightbridge, он - к телевизору, а уже к нему через четыре HDMI-входа подключаются непосредственно источники.

Во-вторых, в комплекте с девайсом можно заказать «пиксели» - маленькие фонарики, которые своим мерцанием усиливают, как считают в компании, процесс «погружения» при просмотре.

В-третьих, Lightpack 2 работает как с телевизорами, так и с мониторами (предыдущая версия, Lightpack без индекса, была разработана исключительно для компьютеров), и для начала работы ее требуется просто включить в розетку.

В-четвертых, новинку можно использовать в качестве уютной лампы, настраивая освещение с помощью приложения для мобильных устройств при выключенном телевизоре.

К комплекту прилагаются устройства SmartCorners, которые, как видно из названия, крепятся по углам и позволяют девайсу определить диагональ экрана. Процесс выглядит так: от мотка светодиодной ленты необходимо отрезать куски правильных размеров, закрепить их на задней стенке телевизора, установить SmartCorners и начать просмотр.

У каждого «пикселя» батарейка на 3 Ач, что позволяет ему жить без подзарядки неделями. Расположить его можно где угодно: на стене, на столе, на потолке. К основному устройству «пиксели» подключаются по Bluetooth и работают как в совместном режиме с Lightpack 2, так и отдельно.

Коммутатор Lightbridge

За 39 долларов можно приобрести 1 «пиксель», за $179 получить Lightpack 2, пять метров светодиодной ленты, набор уголков SmartCorners и пульт управления. Еще 80 долларов добавят к этому комплекту пять «пикселей», а набор с десятью маленькими «пикселями» и одним большим обойдется в 499 долларов.

Рассыласть девайсы по всему миру разработчики обещаютс февраля следующего года. В успехе кампании сомневаться не приходится: проекту двое суток, а запланированная сумма в 198 000 долларов уже практически собрана.

Отдельный светильник Big Pixel

Мобильное приложение для управления Lightpack

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 иди 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 (есть информация, что именно в этот БП ставят внутренности на 2,5 А, так что надо детальней изучить этот вопрос у продавца, или посмотреть другие модели).

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, так что делитесь своими поделками в комментариях.

Подсветка работает от USB разъёма телевизора, включается/выключается вместе с телевизором и яркость можно регулировать.

Для изготовления понадобятся:
- Светодиодная лента белого свечения 12-24 вольта (цветовой тон по вкусу);
- Повышающий напряжение модуль MT3608 (стоит 29р в Китае);
- USB "вилка";
- немного проводов;
- паяльные принадлежности;
- Вольтметр;
- Амперметр;
- всякая мелочёвка.

Процесс изготовления

Для начала измеряем размер телевизора и "прикидываем" как можно разместить ленту, отрезаем необходимое количество.

Получившиеся 4 куска ленты спаиваем гибкими проводами. Обязательно соблюдаем полярность.

Подключаться подсветка будет от USB разъёма телевизора, но там только 5V и этого нам недостаточно. Для работы LED ленты обычно нужно 12 или 24V. Поэтому используем повышающий напряжение модуль MT3608, он повысит напряжение с 5 до 12V. К входу модуля (VIn) припаиваем провода от USB "вилки".

Припеваем ленту к выходу модуля.

В принципе уже должно работать =)
Для возможности регулирования яркости, к переменному резистору регулирующему напряжение я приклеил "вертлюжок" с кусочком спички ("бомж вариант"), благодаря этому резистор можно провернуть вперёд назад только на пол оборота. Крайние положения будут соответствовать минимальной и максимальной яркости, вы подбираете их сами. (жёлтая штука на плате это танталовый конденсатор он уменьшает пульсации напряжения на выходе и он ненужен, пульсации итак минимальны).

После того как всё собрано нужно обязательно проверить потребляемый схемой ток при максимальной яркости, для этого можно использовать USB вольтамперметр или как в моём случае лабораторный блок питания. Напряжение на ленте не должно быть выше номинального.

Ток не должен превышать максимально допустимый для разъёма.

После всех проверок расклеиваем ленту и приклеиваем модуль на липкую ленту.

Всё готово! наслаждаемся

В заключение

Необязательно делать именно так как у меня и я не изобрёл колесо.

Можно сделать всё аккуратнее и красивее

Подсветка не перегревается и не моргает частота преобразования около 1.2 MHz

За сломанный телевизор и производственные травмы я не отвечаю, будьте предусмотрительны и осторожны.

Можно купить LED ленту на 5V и отказаться от повышающего напряжение модуля.

Можно использовать RGB ленту + модуль дистанционного управления, если вам хочется чтобы был пульт и спецэффекты, но это быстро надоест.

Если мощности USB разъёма не хватает, то нужно подключить вместо ленты 5 вольтовое реле и уже через него включать/выключать вместе с телевизором не только подсветку, но и любую другую технику, включенную в розетку, например акустику.