Исходный код программы (скетча)
Arduino
#include <SPI.h>
#include <DMD.h>
#include <TimerOne.h>
#include “SystemFont5x7.h”
#include “Arial_black_16.h”
#define ROW 1
#define COLUMN 1
#define FONT Arial_Black_16
DMD led_module(ROW, COLUMN);
void scan_module()
{
led_module.scanDisplayBySPI();
}
void setup()
{
Timer1.initialize(2000);
Timer1.attachInterrupt(scan_module);
led_module.clearScreen( true );
}
void loop()
{
led_module.selectFont(FONT);
led_module.drawMarquee(“Welcome to Circuit Digest”,25, (32 * ROW), 0);
long start = millis();
long timming = start;
boolean flag = false;
while (!flag)
{
if ((timming + 20) < millis())
{
flag = led_module.stepMarquee(-1, 0);
timming = millis();
}
}
}
|
1 |
#include <SPI.h> DMDled_module(ROW,COLUMN); voidscan_module() { led_module.scanDisplayBySPI(); } voidsetup() { Timer1.initialize(2000); Timer1.attachInterrupt(scan_module); led_module.clearScreen(true); } voidloop() { led_module.selectFont(FONT); led_module.drawMarquee(“Welcome to Circuit Digest”,25,(32*ROW),); longstart=millis(); longtimming=start; booleanflag=false; while(!flag) { if((timming+20)<millis()) { flag=led_module.stepMarquee(-1,); timming=millis(); } } } |
Основные виды
Модули делятся на одноцветные и цветные. В первых используются светодиоды одного цвета и светятся они красным, синим или зеленым. Такая технология в основном применяется для бегущих строк, табло и иногда для вывесок. Цветные модели укомплектованы светодиодами сразу трех цветов: зелеными, красными и синими. Они передают цветное изображение и используются в LED-экранах для трансляции видео и картинок. В зависимости от светодиодов модули делятся на два основных типа:
DIP-модули
Изготовлены на основе DIP-светодиодов. Эти LED-конструкции отличаются простотой. Их могут собирать в полуавтоматическом режиме. Они представляют собой платы с установленным в отверстия DIP-светодиодами. Такие светодиоды — компоненты в виде пластиковых или стеклянных колб с отражателем, проводником и кристаллом внутри. Из них торчат контакты в виде ножек, которыми они и крепятся к плате.
Светодиодные DIP-модули выносливы к уличным условиям эксплуатации, поэтому в основном применяются для наружных экранов. Поверхность модуля состоит из пикселей, образованных одним (одноцветные модели), или тремя (цветные модели) светодиодами.
SMD-модули
Здесь каждый пиксель — отдельный трехцветный светодиод. Конструкция сложнее, чем в предыдущем типе ЛЕД-модулей и собирается автоматизировано. За счет автоматизации производства и отсутствия человеческого фактора здесь минимизирован брак продукции. Практически каждый модуль собран идеально. В таких моделях экранов компактные светодиоды крепятся на поверхность платы.
Преимущество таких экранов в качественном, детализированном изображении. Эти светодиодные модули отличаются хорошей цветопередачей, но при использовании на улице они требуют дополнительной защиты от ультрафиолета, влаги и других внешних факторов.
SMD ЛЕД-модули менее яркие, чем DIP, но картинка в них более качественная. Поэтому технология оптимально подходит для использования внутри помещений и просмотра с небольшого расстояния. Производство таких модулей сложнее и дороже, поэтому и за экран из них придется заплатить больше.
Они собраны в алюминиевом или пластиковом корпусе. Система охлаждения исключает перегорание компонентов и при надлежащем, своевременном техническом обслуживании модули служат 10 тысяч часов.
Параметры LED-модулей для экранов
Основные технические характеристики экрана зависят от параметров модулей. Качество картинки в преимущественной мере зависит от типа светодиодов.
Модели последнего типа в основном используются на улице, а SMD — внутри помещений. В числе основных технических характеристик ЛЕД-модулей:
- Яркость — для помещения достаточно 5000-7000 кд/кв.м, а на улице в солнечную погоду хорошо, если модуль светится даже сильнее 10000 кд/кв.м.
- Шаг пикселя — влияет на детализацию картинки — чем меньше шаг, тем четче и детализированной получается изображение. Для внутренних экранов используют модули с шагом 4-6 мм, иногда 10 мм. Модели с высокой детализацией могут иметь шаг 0,5-1 мм. Для уличных моделей параметр варьируется от 10 до 25 мм.
- Углы обзора — в уличных DIP-моделях светодиодных модулей углы рассеивания света не такие большие — не превышают 90 градусов по горизонтали, а по вертикали могут иметь только 60 градусов. В SMD модулях вертикальный и горизонтальный углы обзора достигают 140 градусов.
- Потребляемая мощность — основной параметр, от которого зависит то, какие блоки питания нужны для работы модулей.
- Температурный режим — нужно подбирать в зависимости от условий эксплуатации. Выносливые модели рассчитаны на температуры от -40°С до +50°С. DIP-светодиоды более выносливы к перепадам температур.
- Степень защиты — влаго- и пылезащита корпуса, а также поверхности экрана от ультрафиолета. Распространенные степени защиты для этого оборудования IP65 и IP Позволяют использовать экран под открытым небом.
- Частота — по сравнению с обычными мониторами с частотой 60 Гц, LED-экраны имеют параметр 500-800 Гц, а при частоте от 1000-1200 Гц экран не будет мерцать при видеосъемке.
При выборе светодиодного модуля также обратите внимание на производителя, качество сборки конструкции, комплектующих. Подбирайте модель по характеристикам, учитывая условия и цели использования оборудования
Таким образом, светодиодный модуль — это основная часть светодиодного экрана. При выборе дисплея ориентируются на характеристики именно этих комплектующих, а остальные компоненты — блоки питания, контроллеры подбирают уже исходя из того, какие модули использованы в экране.
Адаптивная LED-подсветка через USB контроллер
Следующим шагом на пути развития самодельного Ambilight «Made in China» стали различные варианты наборов светодиодных лент с USB контроллерами, способными к захвату изображения на экране и его последующей синхронизации с подсветкой, т.е. всё, как мы любим. Работает подобная схема с телевизорами на ОС Android, Android TV-приставками и конечно же ПК.
Однако, их отрицательной стороной практически сразу стало полное отсутствие универсальности и, как следствие, необходимость устраивать танец с бубном при подключении и настройке софта. Что, в свою очередь, породило целую ветку запутанных рассуждений на форуме 4pda, под говорящим название «Adalight — аналог подсветки Ambilight своими руками», собравший в себя всех любителей поковыряться в проводках и прочего техно DIY.
Как итог, мы имеем вроде бы работающий вариант подсветки, но со своими особенностями и тонкостями настройки. Например, данный способ может столкнуться с трудностями при воспроизведении тяжёлого контента, с высокой частотой кадров. А также контента защищенного , блокирующего захват изображения на экране (к примеру, оф. клиент Netflix). А вот для владельцев ПК с уклоном в гейминг этот вариант подсветки во многом пришелся по вкусу. За счёт хорошего запаса производительности у владельцев ПК и возможности произвести тонкую настройку под себя. Один из популярных комплектов LED-подсветки с USB контроллером можно приобрести, например, здесь.
Инструкция по установке для ОС Android
Самым распространенным и проверенным временем вариантом настройки LED-подсветки для устройств на ОС Android стало платное (около 200 рублей) приложение Ambient light Application for Android.
Приложение имеет три основных режима работы, характерные для Ambilight.
SINGLE COLOR MODE — режим позволяет включать всю подсветку одним, выбранным в настройках цветом.
COLOR EFFECT MODE — режим отображения динамических цветовых эффектов.
SCREEN CAPTURE MODE — режим, который позволяет менять цвета в зависимости от того какой контент в данный момент отображается на экране.
Для корректной работы приложения Вам нужно будет посчитать и указать в настройках программы точное количество установленных диодов с каждой стороны экрана.
После чего Вы сможете регулировать все доступные варианты подсветки через главное, либо дополнительное меню настроек.
Инструкция по установке для ОС Windows
Владельцам ПК работающих на ОС Windows можно воспользоваться бесплатной программой под названием AmbiBox.
Для работы с программой нам также понадобиться драйвер для китайского Arduino (именно на нём работает LED подсветка), а именно — CH340. После установки драйвера нужно зайти в программу, как указано на скриншоте выше, указав режим «Захват экрана» и устройство – «Adalight». Порт COM указываем ведущий к USB контроллера (можно подсмотреть в Диспетчере устройств).
После этих настроек Вам останется лишь установить зону захвата экрана кликнув на «Показать зоны захвата», по аналогии со способом для ОС Android.
Программное обеспечение для работы с этим типом подсветки, с переменным успехом, допиливается разработчиками-любителями и адептами 4PDA здесь. Например, вместо AmbiBox Вы можете попробовать воспользоваться не менее популярным Prismatic или даже самим Arduino IDE.
Что такое светодиодные модули. Для чего они используются
Светодиодные модули представляют собой прямоугольные электронные платы с установленными в них светодиодами. Вместе конструкция образует светодиодную матрицу. Простейшим компонентом модуля выступает кластер или пиксель. В DIP-моделях LED экранов пиксель формируется тремя отдельными DIP-светодиодами, а в SMD один кластер — это один трехцветный светодиод.
Их используют для трансляции видео и изображений. Контроллеры распределяют картинку между модулями, выводя на каждом из них нужный фрагмент. В итоге на экране получается целостное изображение. Модули соединяются таким образом, что формируют бесшовную картинку.
Объяснение программы для Arduino
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
Также мы будем использовать библиотеку “Arial Black font” для отображения текста на нашем дисплее.
Arduino
#include <SPI.h>
#include <DMD.h>
#include <TimerOne.h>
#include “SystemFont5x7.h”
#include “Arial_black_16.h”
|
1 |
#include <SPI.h> #include <DMD.h> #include <TimerOne.h> #include “SystemFont5x7.h” #include “Arial_black_16.h” |
Далее следует указать количество строк и столбцов нашей светодиодной панели – поскольку для ее создания мы использовали только один модуль P10, то число строк и столбцов должно быть равно 1. Затем укажем шрифт Arial_Black_16, который будет использоваться для скроллинга текста на дисплее.
Arduino
#define ROW 1
#define COLUMN 1
#define FONT Arial_Black_16
DMD led_module(ROW, COLUMN);
|
1 |
#define ROW 1 DMDled_module(ROW,COLUMN); |
Функция scan_module() будет проверять все поступающие по интерфейсу SPI данные. Если данные будут поступать, то будет срабатывать прерывание, в обработчике которого будут выполняться необходимые действия.
Arduino
void scan_module()
{
led_module.scanDisplayBySPI();
}
|
1 |
voidscan_module() { led_module.scanDisplayBySPI(); } |
Внутри функции void setup() мы будем инициализировать таймер и прикреплять прерывание к функции scan_module. Функция clearScreen(true) будет использоваться для очистки экрана дисплея.
Arduino
void setup()
{
Timer1.initialize(2000);
Timer1.attachInterrupt(scan_module);
led_module.clearScreen( true );
}
|
1 |
voidsetup() { Timer1.initialize(2000); Timer1.attachInterrupt(scan_module); led_module.clearScreen(true); } |
Далее, для отображения строки на экране дисплея, необходимо с помощью функции selectFont() задать используемый шрифт. После задания шрифта мы будем высвечивать на экране дисплея приветственное сообщение “Welcome to Circuit Digest” с помощью функции drawMarquee().
Arduino
led_module.selectFont(FONT);
led_module.drawMarquee(“Welcome to Circuit Digest”,25, (32 * ROW), 0);
|
1 |
led_module.selectFont(FONT); led_module.drawMarquee(“Welcome to Circuit Digest”,25,(32*ROW),); |
И, наконец, чтобы производить скроллинг текста на нашем светодиодном дисплее, мы будем переключать наше сообщение справа налево с заданным временным интервалом.
Arduino
long start = millis();
long timming = start;
boolean flag = false;
while (!flag)
{
if ((timming + 20) < millis())
{
flag = led_module.stepMarquee(-1, 0);
timming = millis();
}
}
|
1 |
longstart=millis(); longtimming=start; booleanflag=false; while(!flag) { if((timming+20)<millis()) { flag=led_module.stepMarquee(-1,); timming=millis(); } } |
Как работает Ambilight и его аналоги
Для начала нужно понять, как все это работает. Специальный модуль захватывает и анализирует изображение на экране, чтобы понять цвет области по периметру матрицы. После этого на находящуюся сзади адресную RGB-ленту подается аналогичный сигнал.
Захват производится несколько раз в секунду, с такой же частотой обновляется свечение диодной ленты сзади. Разумеется, для этого нужны серьезные ресурсы. Чем выше разрешение картинки, тем больше пикселей приходится обрабатывать при захвате.
Все решения, которые повторяют технологию Ambilight, делятся на два типа: на основе внешнего декодера или на основе телевизионной приставки.
◉ Первый тип представляет собой отдельную коробку с HDMI-входом и аналогичным выходом. Внутри находится небольшой одноплатный компьютер (чаще всего на основе Raspberry Pi), который принимает выводимый сигнал с любого источника. На вход могут быть подключены TV-приставки или консоли. Внутри происходит процесс захвата, а на выходе картинка выводится на телевизор.
Преимущество такого решения в простоте подключения. Никаких сложных схем, дополнительного ПО и настроек. Коробочка просто помещается между источником сигнала и его приемником (телевизором).
Минус такой коробки тоже очевиден – чаще всего она будет выдавать картинку хуже, чем на входе. Мощности модуля может не хватать, чтобы ретранслировать 4K, иногда не будет поддержки HDR, бывают случаи, когда коробки не поддерживают нужный показатель FPS или банально не передают объемный звук. Здесь все упирается либо в мощность начинки, либо в стандарт порта HDMI.
Купить готовое решение для фоновой подсветки – от 6528 руб.
◉ Второй вариант является более доступным, процесс захвата при этом происходит на телевизионной приставке при помощи специального ПО. В таком случае нужен лишь небольшой маломощный модуль для управления диодной лентой.
Преимущество такой системы в ее цене. А вот главные недостатки в серьезных требованиях к используемой ТВ-приставке. Нужен достаточно мощный процессор, который справится как с воспроизведением контента, так и с захватом картинки для декодирования.
Кроме этого на некоторых чипах отсутствует физическая возможность захвата изображения из-за особенностей его вывода. Например, достаточно распространенные процессоры Amlogic при декодировании картинки создают специальный защитный слой, который не позволяет сделать захват изображения. Чаще всего выход из ситуации есть, но придется возиться с настройками приложения для захвата, искать подходящие плееры и подбирать удачную комбинацию параметров.
Купить набор для сборки фоновой подсветки на базе ТВ-приставки – от 831 руб.
Для сегодняшнего обзора выбрал второй вариант: он банально стоит дешевле и с настройкой немного помучиться захотелось.
Как все подключить
В коробке с устройством вы найдете: понятную инструкцию на английском с картинками, выбранный при заказе моток RGB-диодной ленты, сам блок управления подсветкой, внешний блок питания и кабели для подключения.
1. Для начала наклейте ленту на задней крышке телевизора максимально близко к краю по всему периметру.
2
Особое внимание уделите углам, можно разрезать ленту и спаять ее на стыках или просто аккуратно согнуть
3. После этого подключите ленту к блоку питания согласно схеме.
4. Логический кабель подключите к блоку управления.
5. Подключите блок управления в свободный USB-порт на вашей приставке.
6. Устанавливаем приложение Ambient light Application for Android из Google Play. Утилита платная, стоит 199 руб.
7. Запускаем приложение и сразу же можем проверить работу ленты, включив режим свечения одним цветом или случайный эффект.
8. После этого переходим в параметры приложения, параллельно считаем количество диодов в вертикальных и горизонтальных секциях нашей подсветки.
9. Настраиваем соответствующие параметры в настройках: задаем количество диодов по вертикали и горизонтали, направление ленты (по часовой стрелке или против),
10. Настройка LEDs Bottom Gap позволяет задать неактивную область под стойкой телевизора, а параметр First LED Offset позволяет выбрать место первого диода при разных вариантах поклейки ленты.
11. Ниже можно настроить частоту обновления экрана, область захвата цвета и качество воспроизводимых эффектов (частоту смены цвета ленты).
После внесения всех параметров можете проверить корректность работы подсветки в режиме Screen Capture Mode.
▣ Для корректной работы подсветки в разных приложениях рекомендуем использовать сторонний плеер – Vimu Media Player. В его настройках необходимо активировать пункт Выводить видео в текстуру.
▣ Для работы при просмотре IPTV используйте OTTPlayer с включенной опцией Decoder медиаплеер.
▣ Просмотр YouTube с фоновой подсветкой возможен через приложение Smart YouTube TV.
В играх фишка будет работать без дополнительных настроек и танцев с бубном.
