Китайский «Ambilight» (ну почти! :) -подсветка для ТВ

Конструкция самодельного экрана по типу — Black Diamond серии — Zero Edge Screen Innovations — (ритейл которого 270000 р. )

Посмотрите подробный мой видеообзор с коментариями, который прилагается.

Данный экран позволяет не затемнять комнату при просмотре и обладает максимально возможной полезной поверхностью для выбранной диагонали, является как бы аналогом телевизионной панели диагональю 80 дюймов.

Зачастую фоновая подсветка Ambilight есть только в телевизорах самого высокого ценового диапазона, но благодаря использованию дополнительно контроллера Arduino при помощиВ  которого анализируется изображение на экране и переносится цветовая гамма на стену с помощью LED-ленты, можно подсветку реализовать самостоятельно где вам захочется. Подсветка может быть статичного любого цвета , динамичного ( типа цветомузыки — несколько режимов ) или соответствовать отображаемому контенту ( как бы продолжает по секторам соответствующую цветовую гамму за экраном ). Управление светодиодной подсветкой осуществляется с пульта Приставки Android TV Box (Smart — TV),В  на которой ставим AndroidВ  приложение .

27

18 января 2017, 12:06

Компания Philips в 2007 году запатентовала невероятно простую, но, без преувеличения, потрясающую технологию фоновой подсветки ТВ Ambilight. 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. Нравится? Тогда смело читайте дальше, как это сделать для себя!

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$. Все они идеально подходят для реализации Ambilight. Я уже несколько лет использую разные Windows-боксы (в тумбе под ТВ) в роли медиаплеера, написал небольшую кучку обзоров и считаю их самыми лучшими ТВ-приставками для медиаконтента. Аппаратная реализация этого варианта едина для всех перечисленных операционных систем. Именно об этом варианте я расскажу в статье. Программная часть будет относиться к Windows системе, в роли универсальной управляющей программы будет выступать AmbiBox. С Mac OS X и Linux можно использовать Prismatik. Второй вариант — источником сигнала выступает медиаприставка на базе Android, коих тоже огромное количество. Этот вариант самый проблемный. Во-первых, подсветка будет работать только в медиакомбайне Kodi (и в ответвлениях этого проекта). Во-вторых, в подавляющем большинстве случаев всё работает только с отключённым аппаратным декодированием видео, что для большинства боксов неприемлемо. Аппаратная реализация проекта тоже накладывает определённые требования. Я его затрагивать не буду, но если что-то интересует конкретное, то постараюсь ответить в комментариях. Третий вариант — независимое от источника сигнала решение. Это самое затратное, но абсолютно универсальное решение, т.к. сигнал снимается прямо с HDMI кабеля. Для него вам понадобится достаточно мощный микрокомпьютер (типа Raspberry Pi), HDMI сплиттер (разветвитель), конвертер HDMI-RCA AV, USB 2.0 устройство захвата аналогового видео. Только с таким вариантом вы сможете гарантированно задействовать Ambilight с любой ТВ-приставкой/ресивером, Android-боксами, Apple TV, игровыми приставками (например, Xbox One, PlayStation 4) и пр. устройствами, которые имеют выход HDMI. Для варианта с поддержкой 1080p60 стоимость компонентов(без светодиодной ленты) будет около 70$, 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 здесь 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 такой БП 5 В / 4 А за 4$ (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 2,5$ 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 рублейРеализация 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. Загружаем и распаковываем Arduino IDE. Загружаем библиотеку FastLED и кладём папку FastLED в папку libraries (Arduino IDE). Запускаем Arduino IDE и закрываем её. В папке Документы будет создана папка Arduino. В ней создаём папку Adalight и копируем тут скетч Adalight.ino. 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 AmbiBox. 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.

• Цена: $5.03

На вид ерунда полная, покупал от скуки-просто на «посмотреть» 🙂 Рассматривал устройство в качестве варианта подсветки, для ночного просмотра ТВ (эдакий ночник).

Не рекомендуется пользоваться телевизором в полной темноте-немного изучал эту тему в конце 90х (использовал в дипломе исследования по эргономике мониторов и т.п), хотя время идет и мнения разнятся, но все таки…

Покупка, на самом деле, получилась (для меня) несколько грустная, так как в процессе написания этого обзора «угробил» свой ТВ. Сразу оговорюсь — купленная подсветка к этому имела весьма косвенное отношение, скорее всего просто совпадение, но «осадок остался», до сих пор размышляю… на хрена меня туда понесло… Однако… не будем о грустном — давайте посмотрим чего нам прислали китайцы :)))

В магазине заявлено:

Вот нравятся мне китайцы своей «непосредственностью» ;), даже в описании товара идут подряд(!) две картинки товара, отличающиеся между собой принципом работы кардинально!пульт и его функции… и сразу за ней другая :)))-на первом пульте, справа внизу, имеется кнопка «Musiс» (синхронизация с музыкальным сопровождением). Как вероятно Вы догадались, первый вариант гораздо ближе именно к Ambilight 😉 Ну не к тому Филипсовскому, а к своему, китайскому… — задумка так себе, но «как-то» могло бы работать, если бы ее прислали. Идея состоит в подсветке, изменяющейся в такт звуковому сопровождению. Внешне может выглядеть так (взято из описания этого же лота)и далее, в описании, идут красивые картинки применения в интерьерах… хотя в названии лота явно указана подсветка для ТВ! 😉

Реальность…

Мне китайцы прислали иной вариант (он тоже присутствует в описании) — по сути это несколько кусков светодиодной ленты, соединенных гибкими перемычками. Из особенностей: питание осуществляется по стандартному шнурку USB (тип А). Им бы слоган вывесить:

Выбери что тебе больше нравится… — а мы пришлем то, что окажется «под рукой» :).

судя по фото в отзывах, отправляют разные варианты… Присланный мне комплект «цветомузыки»…

Пульт, кстати, еще немного другая разновидность 🙂 Зацените название —МОНСТР!!!, а то! 😉 Адаптер, для питания ленты и пара соединителей (зачем два так и не понял, наверное «бонус» 🙂 Корпус выполнен в стиле «минимализма» — плата в термоусадке, из под которой выглядывает ИК приемник Все «хвосты» тоже засунули в термоусадку, даже ленту слегка коробит Лента на клейкой основе — вроде нет ничего не обычного Соединения кусков ленты назвать гибким можно лишь с некоторой «натяжкой» — провода относительно жесткие, не «запоминающие» форму (к тому же еще и разноцветные- вероятно для украшения задней стенки ТВ) Минимальная яркость свечения При такой яркости потребляемый ток «минимален» Хотя, изредка, «проскальзывают» небольшие кратковременные увеличения тока (импульсами) Зато на максимальной яркости, Вашему USB телевизора может и «поплохеть»… Конкретно у меня, на максимальной яркости, начинает порт отключаться и вся «гирлянда» время от времени помигивает… хотя и включена в порт подписанный «HDD», т.е. заведомо относительно энергоемкий. Ну а использовать внешний блок питания как-то не по фэншую, вся изюминка в том, что включается и выключается подсветка одновременно с ТВ. По длине — я заказывал 2метровый вариант, на 32 дюймовом особых излишков не осталось. Общая длина (с соединителями, но без учета кабеля питания) чуть более 2 метров, см на 15 примерно. Использую в основном статическую подсветку белого цвета (хотя пожалуй она слегка голубая), на половине яркости. Хотя, конечно, можно выбрать и какой-либо иной оттенок… В динамических режимах изменения цвета, или тем более яркости, смысла не вижу. Как подсветка… затрудняюсь оценить однозначно, но хуже не стало 🙂

Использую несколько месяцев, нравится один нюанс работы устройства — после выключения телевизора устройство остается включенным еще несколько секунд- очень удобно пульт на полку убирать(подсветка при этом довольно неплохо освещает комнату).

По-поводу убитого тв, если кому любопытно…Похоже драйвер пробило (пошли серые полосы по всему экрану). Совпало с подключением подсветки в USB, сначала думал помеху адаптер дает- отключил… увы не помогло. Через USB порт «попасть» на драйверы матрицы и t-con практически нереально, поэтому считаю, что «просто не повезло» 🙁 (и «китайцы», со своей подсветкой, тут не причем 🙂 Ремонту, как таковому, вроде не подлежит — как вариант найти/отключить пробитый драйвер на разъеме, временное решение проблемы, менять матрицу нецелесообразно (тв уже далеко не новый).

UPD Телевизор «отремонтирован» — подробности в обзоре. Получилось так, что обзор с ремонтом опубликовал раньше, чем этот 🙂

В целом, как и предполагалось, купленное устройство порядочная «залипуха», хотя некоторую пользу (как минимум для здоровья глаз) оно все же может принести. Ну и кроме того, с ним комфортнее коммутировать разъемы на задней стенке и подключать флэшку 🙂 Главный недостаток (кроме относительной бесполезности всего устройства и разноцветных проводов)- на максимальной яркости, устройство потребляет чрезмерно большой ток, который может превышать спецификацию для USB 3.0, не говоря о более низких. Как к этому «отнесется» Ваш ТВ- большой вопрос!

Всем удачи и хорошего настроения! Используемые источники:

• https://pikabu.ru/story/yekran_80_c_podsvetkoy_ambilight__upravlenie_s_android_svoimi_rukami_6881092
• https://www.ixbt.com/live/tv/delaem-adaptivnuyu-fonovuyu-podsvetku-dlya-tv-ili-monitora-po-tipu-philips-ambilight-za-1000-rubley.html
• https://mysku.ru/blog/aliexpress/69326.html