Сборка подсветки

Аппаратная часть

Для реализации понадобится четыре основных компонента:

1. Управляемая светодиодная RGB лента,
2. Блок питания,
3. Микрокомпьютер Arduino,
4. Программа Android Ambilight Application.

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:

Какую ленту выбрать, WS2812B или 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 подключении ленты к блоку питания.

Какой 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, что чем больше светодиодов в проекте, тем сложнее будет устроена схема питания, и понадобится более мощный блок питания. Максимальное количество светодиодов в проекте — 300.

Какой блок питания выбрать 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″, и вы остановились на ленте WS2812B с 30 светодиодами на метр, вам нужно 3 метра ленты(все 4 стороны экрана). Вам понадобится блок питания с напряжением 5 В и максимальной мощностью от  5 В / 6 А. В случае если на нижней горизонтали экрана меньше диодов, чем на верхней, это всего порядка 60 светодиодов — мощность от 5 В / 4 А.

Пример блока питания для ленты:

Какой микроконтроллер выбрать?

Управлять Ambilight будет микрокомпьютер Arduino. Arduino Nano на Алиэкспресс стоит около 2,5$ за штуку.

Пример микроконтроллера:

Затраты на проект для обычного телевизора 42″:

12$ — 3 метра WS2812B (30 светодиодов на метр)
4$ — блок питания 5 В / 4 А
2,5$ — Arduino Nano
3$ — программа Android Ambilight Application


Итого:    21,5$ или ~1400 рублей


Купить весь комплект сразу, можно у нашего партнера:


Реализация аппаратной части

Самое главное — это правильно организовать питание ленты. Лента длинная, напряжение падает при большом токе потребления, особенно при использовании 5 В ленты. 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 (Arduino запитана от USB, а лента от БП):

connection scheme

К ленте с обоих концов подведено питание — два параллельных подключения. Для примера, если бы мы делали подсветку на все 4 стороны, а лента была бы по 60 светодиодов на метр (т.е. максимальная мощность 54 Вт), то мы бы сделали такой подвод питания:

pwoer connection

К Arduino от ленты идут два контакта. 1 — GND, который нужно подключить к соответствующему контакту на Arduino. И 2 — DATA, который нужно подключить к шестому цифровому контакту на Arduino через резистор 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 контейнер от «Kinder Surprise». Arduino нужно размещать как можно ближе к ленте, чтобы подводка контакта от DATA на Arduino имела минимальную длину.

Припаивать провода к ленте просто. Главное правило — время контакта с паяльником должно быть минимальным!

Как изгибать ленту под прямым углом?

Есть два варианта. 1 — ленту нужно разрезать и соединять короткими проводами (разместив всё это в термоусадочной трубке).  2 — Можете купить специальные угловые коннекторы на три контакта для светодиодных лент:

angled connectors

Программная часть

Это самое простое.

Загружаем и устанавливаем Arduino IDE. Загружаем последнюю доступную версию библиотеки FastLED, распаковываем и кладём папку FastLED из архива, в папку с библиотеками Arduino IDE(C:Program Files (x86)Arduinolibraries). Запускаем Arduino IDE и закрываем её. В папке Документы будет создана папка Arduino. В ней создаём папку AAA и копируем туда скетч  — AAA.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 AAA.ino.

arduino 1

Изменяем(если нужно) скорость передачи данных:

arduino 2

Изменяем количество светодиодов. Количество должно быть равным количеству светодиодов в вашей светодиодной ленте:

aaa-4

Инструменты > Плата > Arduino nano
Инструменты > Порт > Выбираете COM-порт (там будет нужный вариант)

Нажимаем кнопку «Загрузить»:

arduino 3

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.

Теперь можно подключить Arduino к TV приставке и приступить к настройке программы.