Светодиодный экран своими руками на ардуино

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

На картинке изображен наш 40” телевизор с Ambientlight подсветкой, сделанной собственными руками. Подсветку по трем сторонам обеспечивают 50 светодиодов, которые управляются при помощи платы Arduino. Что касается программного обеспечения, то работает подсветка при помощи ПО Ambibox и библиотеки FastLED для Arduino.


Материалы

  • 50 светодиодов WS2811;
  • Плата Arduino Nano;
  • Источник питания.

Предупреждение!

Данный проект очень дешев, но работает только при помощи ПК. Вы не сможете использовать данный проект на автономном ТВ, так как для его работы необходимо ПО, работающее в фоновом режиме на ПК.

Linux или Mac не поддерживается. Программное обеспечение Ambibox доступно только на Windows.

Светодиоды отлично работают на рабочем столе и при просмотре фильмов и фотографий. С играми другая история. Если запущена игра в полноэкранном режиме, программа может быть не в состоянии захватить изображение.

Необходимые светодиоды

Светодиоды являются одной из самых важных частей нашего проекта. Но какие именно светодиоды вы будете использовать – не столь важно. Главное, чтобы они поддерживались библиотекой FastLed.





Наиболее распространенными являются светодиоды WS2811 или WS2812, так как они дешевы и достаточно просты в использовании. Можно использовать как отдельные светодиоды, так и светодиодные ленты.

Мы выбрали отдельные светодиоды, так как в этом случае шаг и расположение светодиодов можно устанавливать на свой выбор. Но у ленты есть одно существенное преимущество – крепить ее намного проще. Если вы выберите для своего проекта ленту, то создавать рамку, над которой мы будем работать дальше, вам не придется.

Теперь необходимо рассчитать количество необходимых светодиодов. Мы использовали шаг в 30мм между светодиодами. При такой расстановке 50 светодиодов хватает для четырехстороннего расположения на 27” экране или трехстороннего на 40”.

Рамка для светодиодов

Так как нами для проекта были выбраны отдельные светодиоды, а не лента, их необходимо как-то упорядочить и закрепить. Для этого мы и построим данную рамку.


Для создания рамки мы выбрали алюминий. Необходимо вырезать три полосы по размеру экрана и собрать их воедино. Напомню, что в нашем случае будет использоваться трехсторонняя подсветка, так как ТВ стоит на столе. Если же в вашем случае ТВ закреплен на стене, лучше использовать подсветку по всем четырем сторонам.

Arduino Nano

Для управления светодиодами нужен контроллер. Именно в этой роли и выступает плата Arduino Nano. Для подключения нам понадобится разъем USB, один цифровой контакт и заземление.


Питание

Для работы светодиодов необходимо подать на них питание. Обычно это 5V. Лучше всего купить отдельный блок питания, который будет подходить по мощности. Можно конечно использовать 5V, от блока питания на ПК, но этот вариант намного сложней и требует определенных знаний и опыта. Поэтому я его не советую.


Подключение

Если вы используете светодиоды WS2811/12, вам необходимо произвести всего 3 соединения.


  1. 5V от источника питания подключить к соответствующей 5V линии на светодиодах;
  2. Соединить GND БП с землей на светодиодах и плате Arduino Nano;
  3. Подключить светодиоды к одному из цифровых выходов на плате.

ПО для Arduino Nano


Код можно написать самостоятельно или же использовать готовый.

Возможно вам будет необходимо изменить некоторые данные кода:

  • NUM_LEDS, установить по количеству используемых светодиодов;
  • DATA_PIN, установить в зависимости от тогоЖ какой цифровой порт был использован;
  • SerialRate, определяет скорость светодиодов (500000 максимум).

ПО Ambibox для Windows


Данное ПО является бесплатным и его можно без проблем скачать с сайта производителя.

Основные настройки


  • F7 – наша горячая клавиша для включения/отключения светодиодов;
  • Использовать разные профили нет необходимости, поэтому выбираем Default;
  • Mode – переключает режим работы светодиодов. Для тестирования лучше выбрать статичный цвет. Если все диоды корректно работают, устанавливаем захват изображения с Win 8. Данная программа корректно работает, начиная с ОС Win 7 и до Win 10;
  • Также следует установить минимальную задержку и максимальный Fps, для достижения лучшей синхронизации.

Область захвата


Как несложно догадаться, здесь мы выбираем область экрана для захвата изображения. Нам необходимо захватить весь экран, поэтому выбираем "Wizard capture zones" и выделяем весь экран. Далее сохраняем и закрываем настройки.

В этом уроке мы научимся создавать свою собственную подсветку ambilight для телевизора своими руками с помощью Arduino Nano.

Имейте в виду, что Эмбилайт Ардуино будет работать только на ПК с программным обеспечением Bambilight (скачать библиотеку на GitHub).


Шаг 1. Комплектующие Ambilight Arduino

Вам понадобятся следующие компоненты:

  • Индивидуально адресуемая светодиодная лента RGB
  • Макетная плата небольшого размера
  • Несколько кабелей
  • 12V DC адаптер питания
  • Двусторонний скотч
  • 4-5 Скрепки
  • Затяжки (стяжки) пластиковые для проводов

Шаг 2. Тестирование светодиодной ленты





Будет неприятно, если вы сначала установите ленту на ваш телевизор, но потом поймете, что один светодиод не работает и вам придется удалять ленту и начинать всё сначала.

Поэтому неплохо припаять временные провода к вашей светодиодной ленте и протестировать ее с помощью Arduino, адаптера питания и файла .ino (можно загрузить на следующих шагах). Загрузите .ino в свой Arduino. Здесь вам пока еще ничего не нужно настраивать. Вы должны увидеть несколько меняющихся цветов светодиодной ленты.

Шаг 3. Схема подключения


Вы можете подключить светодиодную ленту, используя изображение выше, представленное на этом шаге.

Наша светодиодная лента использует IC WS2811 для управления 3 светодиодами в отдельности.

Шаг 4. Установка ambilight на монитор/телевизор








Перед тем, как приклеить светодиодную ленту эмбилайт ардуино к задней панели монитора или телевизора, обязательно очистите поверхность как можно лучше. Чтобы избавиться от пыли лучше использовать волокнистую ткань.

Как только вы убедитесь, что поверхность чистая, вы можете измерить длину светодиодной ленты, удерживая ее рядом с вашим монитором и отрезая ее до нужного размера. Убедитесь, что полоса на противоположной стороне имеет одинаковую длину.

После того, как вы отрезали все отрезки в нужном размере, вы можете прикрепить их к задней панели монитора. Поскольку клей обычно не является лучшим вариантом, предлагаем использовать некоторые кусочки двустороннего скотча.

Убедитесь, что стрелки на светодиодных полосах направлены вокруг вашего монитора! Если нет вам придется начать все заново!

Как только ленты на месте, вы сможете установить Arduino Nano на тыльную сторону монитора. Не забудьте установить её в удобное место, потому что вам нужно будет подключить USB-кабель к компьютеру позже.

Шаг 5. Пайка всей электроники





Чтобы припаять светодиодную ленту мы использовали несколько скрепок, которые согнули и отрезали до соответствующего размера. После этого припаяли их к светодиодным полоскам, чтобы соединить их вместе. Для предотвращения коротких замыканий вы можете использовать некоторые изоляторы, но в нашем случае нам это не было нужно. Чтобы всё выглядело немного лучше, мы использовали маркер, чтобы придать скрепкам черный цвет.

Теперь подключите светодиодную ленту к Arduino, используя ту же схему, что и на шаге выше. Подключите USB-кабель, установите библиотеку FastLED (скачать на GitHub) и загрузите код, указанный на следующем шаге, в ваш Arduino. А далее вам останется только подключить адаптер питания, так как мы сделали всю проводку.

Шаг 6. Скетч Arduino Ambilight

Ниже вы можете скачать или скопировать код для нашей подсветки Ардуино Эмбилайт.

Шаг 7. Настройка программного обеспечения


Загрузите файл bambilight.ino (ссылка и сам код вы найдете на предыдущем шаге).

Откройте файл .ino и отредактируйте следующие строки, чтобы они соответствовали вашей ситуации:

Теперь загрузите скетч в Arduino. Ранее вы должны были скачать библиотеку Bambilight, но если вы этого не сделали вы можете скачать библиотеку на GitHub сейчас.

Откройте Bambilight.exe, расположенную в:

[Местоположение, где вы сохранили папку Bambilight] \ Bambilight-master \ Bambilight-master \ Binary

Теперь настройте всё по своему усмотрению и протестируйте, используя тестовое видео, например, такое:

Как только вы будете удовлетворены результатом, вы можете минимизировать программу Bambilight.


В целом у вас должен быть такой результат работы подсветки ambilight для телевизора, которую вы сделали своими руками с помощью Arduino. Возьмите попкорн, пепси и наслаждайтесь результатом.

Читайте также: