Динамическая подсветка монитора: как своими руками сделать и настроить фоновую подсветку за ТВ экраном, как у Ambilight

Люди, проводящие большое количество времени возле экрана телевизора или компьютера, хорошо знакомы с ощущением усталости глаз. Особенно сильно это выражается в темных комнатах, когда резкая граница между ярко освещенным монитором и чернотой вокруг него сильно напрягает органы зрения и вызывает утомление или даже головную боль. Простейший способ решения проблемы — настольная лампа, которая смягчает границу. Однако, есть более эффектный и привлекательный вариант — динамическая подсветка монитора, которая не только устраняет раздражающий переход между ярким дисплеем и черным фоном вокруг, но создает декоративный эффект, визуально расширяющий картинку и продолжающий ее за пределами дисплея. Рассмотрим этот способ внимательнее.

Содержание

• 1 Что такое динамическая подсветка
• 2 Возможные варианты реализации
• 3 Аппаратная часть
  • 3.1 Материалы и компоненты
  • 3.2 Схема подключения
• 4 Программная часть
  • 4.1 Прошивка и настройка
• 5 Особенности по эксплуатации
• 6 Основные выводы

Что такое динамическая подсветка

Динамическая подсветка — это управляемая система, направленная на поверхность стены позади монитора. По периметру задней стенки дисплея устанавливаются управляемые RGB светодиоды, способные создавать цветные пятна различных оттенков. В результате на поверхности стены сзади монитора возникает световой ореол такого же цвета, как и картинка в текущий момент. Он изменяет свой цвет в соответствии со сменой изображения, зрительно расширяя размер изображения. Фоновая подсветка создает мощный визуальный эффект, увеличивается величина картинки, придается некоторое ощущение объема.  

Технология имеет наименование Ambilight, что является сокращением от Ambient Lighting Technology (Технология Окружающего Освещения). Она разработана инженерами компании Philips и впервые продемонстрирована в 2007 году. Фирма запатентовала методику и строго следит за соблюдением авторского права, но для любителя, желающего изготовить такой тип оформления для ТВ или на монитор компьютера, никаких препятствий не имеется. Динамическая подсветка, изготовленная своими руками, обойдется намного дешевле, чем фирменный прототип, и работать она будет ничуть не хуже. Для человека, знакомого с азами электротехники (на уровне школьной программы) потребуется около 2 часов, чтобы оформить монитор или телевизор.

Возможные варианты реализации

Для создания собственного аналога Ambilight могут быть использованы три способа, зависящие от типа источника видеосигнала:

• сигнал берется с компьютера под системами Windows, MAC OS X или Linux. Это один из наиболее дешевых и простых способов, позволяющих реализовать технологию Ambilight максимально успешно. Можно рекомендовать относительно недорогой Windows-бокс на базе процессора Atom, который управляется программой AmbiBox. Для других операционных систем используется программа Prismatik;
• сигнал берется с медиаприставки под Android. Подобных устройств существует много, но связываться с ними нецелесообразно — работают только с определенной аппаратурой и в строго регламентированном рабочем режиме, неприемлемом для большинства пользователей;
• сигнал снимается непосредственно с HDMI кабеля. Решение наиболее затратное, но универсальной и самое эффективное. Придется использовать целый комплекс аппаратуры в составе микрокомпьютера, HDMI разветвителя, конвертера HDMI-RCA AV, а также — устройства захвата аналогового видео USB 2.0. Способ обладает массой возможностей, но сложен в настройке и требует заметных затрат.

Важно! Выбор того или иного способа обусловлен наличием определенных устройств, личными предпочтениями и уровнем теоретической и пpaктической подготовки пользователя.

Аппаратная часть

Рассмотрим наиболее простой и качественный метод изготовления динамической управляемой подсветки с контроллером на Ардуино (плата-микрокомпьютер). В первую очередь необходимо окончательно определиться со способом установки монитора — либо это навеска на стену, когда надо подсвечивать весь периметр целиком (все 4 стороны), либо — стандартный настольный вариант установки, когда подсветку устанавливают только на боковые и верхнюю стороны. Это важно, так как понадобится выбрать тот или иной тип светодиодной подсветки с определенной плотностью элементов на единицу длины. Необходима управляемая RGB конструкция, способная издавать свечение разных цветовых оттенков по сигналу с управляющего устройства. Рассмотрим вопрос подробнее:

Материалы и компоненты

Для изготовления динамической подсветки потребуются:

• управляемая лента из RGB светодиодов;
• микрокомпьютер типа платы Arduino или подобный;
• блок питания;
• паяльник с припоем;
• провода;
• инструменты для работы — кусачки, пассатижи и т.п.

Динамическая светодиодная подсветка должна быть типа WS2811 или WS2812B. Другие образцы не подойдут. На рынке имеются китайские изделия с неизвестными параметрами, от которых лучше отказаться сразу.

WS2811 — это контроллер для управляемых светодиодов с управлением по одному электроду. Производится посыл на произвольный элемент подсветки.

WS2812B — это управляемый светодиод RGB, конструкционно размещенный в корпусе SMD 5050 и снабженный контроллером WS2811.

Удобнее всего использовать стандартный тип в виде сплошной полосы с подложкой. Существуют варианты из более мощных светодиодов, соединенных проводами. Их тоже можно использовать, но только для изготовления динамического оформления на панель очень большой величины.

Выбор того или иного типа обусловлен конструкцией источника питания. Модели WS2811 требуют питания 12 В, а для WS2812B надо всего 5 В. Часто используются блоки, сохранившиеся от старой, отработавшей свое бытовой техники. Исходя из того, какой источник имеется в наличии, покупают подсветку определенного вида. Кроме того, надо определиться с количеством (плотностью) светодиодов. Пpaктика показывает, что 30 элементов на метр длины вполне достаточно, хотя это — дело вкуса. Для кого-то такая плотность может показаться недостаточной. Выбор широк — имеются варианты даже со 144 элементами на метр. Однако, следует учесть, что с увеличением количества диодов потребуется пропорционально увеличить мощность источника питания.        

Рекомендуется приобрести подсветку с уровнем защиты IP65. Она с лицевой стороны покрыта слоем силикона (на самом деле — эластичным эпоксидным композитом), а с тыльной стороны имеет липкий слой 3М, существенно облегчающий монтаж. Уровень IP20 вообще никакой защиты не обеспечивает, а IP68 — это подсветка в силиконовой трубке. Условия эксплуатации не настолько суровые, чтобы до такой степени пpeдoxpaнять комплект от внешних воздействий. Единственным важным моментом является защита элементов от перегрева, для чего обычно на заднюю стенку монитора устанавливают подложку из картона.

Важно! Мощность блока питания должна быть выбрана так, чтобы на каждый элемент приходилось не менее 0,3 Вт. Больше можно, меньше — нельзя, так как качество работы ленты резко снизится.

Схема подключения

На светодиодную ленту к соответствующим контактам припаиваются провода питания. Одновременно минус припаивается к Ардуино (контакт GND), а вторым контактом будет DI (Data Input), который соединяется с контактом 3, 6 или 10 миникомпьютера через резистор 200-500 Ом. Светодиодную полосу нарезают кусками по линиям стыка отдельных элементов. Отрезки должны соответствовать длинам сторон экрана.

Важно! Количество светодиодов на противоположных участках (боковых или верхнем и нижнем) должно быть равным. Например, на верхнем и нижнем — по 30, на левом и правом — по 20. Количество будет обусловлено типом ленты, но правило должно соблюдаться.     

Затем отрезки соединяются между собой с помощью коннекторов или обычной спайкой и устанавливаются на заднюю сторону корпуса так, чтобы Ардуино находился в левом нижнем углу. Это важно, иначе цвет фона и картинки на экране не будут совпадать. Питание ленты подключается к сети, а миникомпьютер через порт USB — к компьютеру.

Когда все соединения выполнены правильно, подсветка после подключения это продемонстрирует — загорится циановым (сине-зеленым) светом и сразу погаснет. Если этого не произойдет, необходимо тщательно проверить правильность подключения и исправить обнаруженные ошибки. Возможно, потребуется установить драйверы на Ардуино, если система по каким-либо причинам не сможет его корректно опознать. Для этого надо скачать с сайта разработчика файл Arduino IDE и установить его на свой компьютер. Понадобится также JRE (Java Runtime Environment), так как Arduino IDE написан на Java и не сможет работать без соответствующего приложения.

Программная часть

После присоединения ленты и миникомпьютера к источникам питания и ПК, надо скачать и установить на ПК программу AmbiBox. Кроме этого, необходимо залить на Ардуино необходимое программное обеспечение. Рассмотрим порядок действий:

Прошивка и настройка

Необходимо поочередно выполнить следующие операции:

• открыть Arduino IDE и загрузить библиотеку FastLED;
• созданную папку FastLED надо сохранить в папке libraries; П
• после запуска и закрытия Arduino IDE в Документах будет создана новая папка Arduino, в которой необходимо создать папку Adalight;
• в Adalight надо скопировать скетч.

После этого надо запустить Arduino IDE и открыть Adalight.ino. В нем необходимо прописать свое количество светодиодов (общее во всех отрезках), выбрать COM-порт (нужный вариант будет предложен) и нажать кнопку «загрузить» (вторая сверху слева, белый кружок со стрелкой). Загрузка произойдет очень быстро, после чего программа известит об окончании процедуры. Теперь остается только отключить от Ардуино USB и вновь его присоединить. Лента мигнет красным, циановым и синим огнями, что означает удачное завершение прошивки и готовность комплекта к выполнению своих функций.

После этого начинается настройка программы AmbiBox. В ней следует нажать «больше настроек», после чего надо указать устройство (Adalight), номер COM-порта и количество светодиодов на ленте.

Затем нажать «Показать зоны захвата», запустить «Мастер настройки зон» и выбрать оптимальную конфигурацию своей подсветки. После этого следуют стандартные действия — «применить», «сохранить настройки». На этом завершается подготовка программного обеспечения системы динамической подсветки.

Программа AmbiBox позволяет пользователю создать несколько профилей. Каждый из них может иметь собственные настройки и отображается в виде собственного значка в области уведомлений (правый угол Панели задач). Запуск и отключение производятся с помощью двойного клика мышью. При запуске профиля лента сразу загорается и работает в заданном режиме.

Различных вариантов рабочего режима в программе много, в процессе использования можно поэкспериментировать с ними и создать наиболее привлекательный вариант по своему вкусу.

Особенности по эксплуатации

Пользование подсветкой никакой сложности не представляет, хотя к некоторым особенностям придется привыкнуть. По умолчанию программа запускается при загрузке системы. Если этого не требуется, можно снять соответствующую галочку в настройках программы. Для выполнения тестовой проверки и настройки приложения в папках имеется несколько картинок с яркими цветными абстpaктными изображениями. С их помощью удобно отpaбатывать оптимальные настройки, экспериментировать с величиной зон захвата и иными параметрами подсветки.

Любителям стиля Windows Aero придется выбирать — либо терпеть заметную задержку в работе подсветки, либо отказаться о прозрачности окон и наслаждаться динамичной работой приложения. Кроме того, существует еще одна особенность — компьютер не выключится, пока от Ардуино не будет отключен провод USB. Его приходится каждый раз включать-отключать, что не совсем удобно, но пока никто нормального решения вопроса не предложил.

Основные выводы

Динамическая подсветка монитора — вполне доступная для создания своими руками конструкция. Для сборки потребуется запастись всеми необходимыми устройствами, установить программное обеспечение и прошить микрокомпьютер. Работа не представляет особой сложности, но требует внимания и поэтапного выполнения сборки, загрузки софта и регулировки работоспособности подсветки монитора. Программа позволяет получить несколько вариантов режима, выделить или немного уменьшить уровень того или иного цвета, яркости и прочих параметров. При сборке необходимо позаботиться о выборе качественного источника питания, чтобы все элементы динамической подсветки монитора могли работать в оптимальном режиме.