Ambilight

[Mirfaelltkeinerein]

Hallo Allerseits!

Ich habe mir vor einiger Zeit ein Ambilight gebaut und wollte das hier mal vorstellen.
Es funktioniert zusammen mit einem Windows-PC, der als Fernseh-und-Filme-guck-Rechner verwendet wird.

Das Ambilight besteht aus vier RGB-LED-Clustern (oben, unten, links, rechts) die von einem selbstgebauten Controller angesteuert werden. Der Controller basiert auf einem Mikrocontroller Renesas R8C/13. Die Farbansteuerung geschieht per Software-PWM und die Farbdaten werden ihm seriell per RS232 vom PC übertragen (USB-RS232-Wandler funktioniert auch sehr gut).


Hier habe ich die roten, grünen und blauen Superflux-LEDs verschachtelt auf eine halbe Europlatine mit Punktraster gelötet, jeweils 9 Stück pro Farbe:

Nahaufnahme:

von hinten:

Insgesamt werden vier Stück benötigt (hier habe ich mir noch keine Vorstellung davon gemacht, was das für ein Aufwand ist, das alles zu verdrahten):

Hier sind die LEDs schon verdrahtet (mannnn, war das eine Arbeit):

Und von nahem:

Weiter geht die Verdrahtung. Von der Vorderseite sieht man noch nicht viel...

...aber dafür von der Rückseite:

Mit den Widerstaänden und zusätzlichen Potis für den Weißabgleich sind die Cluster endlich fertig:

von hinten:

Nahaufnahmen eines Moduls für recht oder oben:

Nahaufnahmen eines Moduls für links oder unten (ungefähr spiegelbildlich):

Die Cluster wurden noch in niedrige, selbstgebaute Kunststoffschalen eingesetzt und an einem Doppelkreuz aus Alu-Schinen befestigt. Das Doppelkreuz ist so gebaut, dass es durch Bohrungen an den Schnittpunkten mit dem Monitor verschraubt werden kann. Die meisten Monitore haben vier Gewindebohrungen auf der Rückseite, um daran Wandbefestigungen oder Schwenkarme zu schrauben. Zusätzlich habe ich auf die LEDs einerseits mattes Klebeband (Scotch unsichtbar oder sowas) geklebt und zusätzlich eine Diffusionsfolie darübergespannt (alles nur weil die Superflux-LEDs nicht die gleichen Abstrahlwinkel haben ).

So, jetzt sind die LED-Cluster fertig, jetzt müssen sie noch zum leuchten gebracht werden. Dazu habe ich erstmal LED-Treiber aufgebaut, die aus nichts anderem bestehen, als jeweils einem NPN-Transistor und einem Basiswiderstand, der so gewählt ist, dass der Transistor ordentlich durchschaltet, wenn 5V von einem Mikrocontrollerausgang anliegen. Die Emitter sind alle zusammen auf Masse gelegt, deshalb haben die LED-Cluster eine gemeinsame Anode (Pluspol) und die Kathoden sind herausgeführt. Hier ist das Platinchen für die Treiberstufen:

von hinten:

Ausprobiert habe ich das an meinem R8C/13-Experimentierboard. Für das Ambilight habe ich das nochmal auf Punktrasterplatine aufgebaut, aber zwischendurch keine Fotos gemacht. Das Endergebnis sieht jedenfalls so aus:

Links sieht man die LED-Treiber, die mit einem Flachbandkabel mit dem Mikrocontroller verbunden sind, in der Mitte liegend drei dicke Kondensatoren, um die Versorgungsspannung etwas zu puffern (wegen dem LED-Betrieb mit Pulsweitenmodulation) und rechts das Mikrocontrollergedöns.

Hier sieht man eine Kante (grün) vom eigentlichen Mikrocontrollermodul. Darüber ist eine kleine Platine gesteckt, an der das Flachbandkabel angelötet ist. Wenn ich also keine Lust mehr auf Ambilight habe (glaube aber kaum, dass das jemals der Fall sein wird), kann ich die Platine als universelle Experimentierplatine weiter verwenden.


Für den PC habe ich ein kleines Programm geschrieben, mit dem ich einzelne Farbdaten an das Ambilight schicken kann. Also erstmal: LICHT AN:

In verschiedenen Farben geht's auch:

...natürlich auch unabhängig, z.B. als veränderliches Moodlight:

Allerdings wäre ein Ambilight nur halb so schön, wenn das nicht auch beim Film- oder Fernsehen funktionieren würde, abhängig vom Bildinhalt. Da wurde es etwas kompliziöser, weil man Windows nicht so einfach die Bilddaten entlocken kann. Und einen DirectShow-Filter wollte ich auch nicht schreiben.
ABER... es gibt eine wunderbare Codec-Sammlung mit eingebauten Zusatzfunktionen namens ffdshow (Tataaaaaa). Eine Fähigkeit von ffdshow ist das Einbinden von AVISynth-Funktionen (Tatatataaaaaaaaa), und die PlugIn-Schnittstelle von AVISynth ist gut dokumentiert. Also habe ich ein AVISynth-PlugIn geschrieben, dass das Videobild auswertet und die entsprechenden Farbdaten an das Ambilight schickt. Das ganze funktioniert wunderbar z.B. mit ProgDVB (DVB-S-Fernsehprogramm), Windows Media Player und Media Player Classic. Mit DVD-Player-Programmen läuft das nicht, weil die mit einer festgelegten DirectShow-Filterkette arbeiten, in die man nichts dazwischenbauen kann. Aber DVDs lassen sich auch mit dem Media Player Classic ansehen.

So sieht die ganze Sache dann im Film-Betrieb aus (leider nur Standbilder, ich habe keine Viedokamera):

Im laufenden Betrieb sieht das natürlich nochmal viel besser aus.


Was das gekostet hat, habe ich garnicht nachgerechnet. Die LEDs sind hier aus dem Shop (habe ich jeweils 50 Stk. bestellt, wobei mir schon 4 blaue gestorben sind, bei 11mA!!!! War wohl 'ne ganz ganz schlechte Charge (Bondprobleme oder so)). Das verwendete Mikrocontrollermodul bekommt man fertig für ca. 10€ (schon mit Quarz und ein paar Kondensatoren), die 12 Treibertransistoren und die 2 Transistoren für die Pegelwandlung an der seriellen Schnittstelle kosten auch nicht viel (Standard-Typen) ein 5V Spannungsregler, Widerstände, Kondensatoren, Potis und Platinen kosten auch alles nicht so viel. Die Leuchtdioden (inkl. überzählige als Ersatz) kosten 52,50€ +Versand und der Rest schätze ich mal ca. 30-40€.


Ich hoffe mal, euch hat das gefallen. Vieleicht baut ja auch mal jemand sowas...

Tschöö!

P.S.: Ich bin über's Wochenende nicht erreichbar, also nicht ungeduldig werden, wenn jemand eine Frage hat...

[Scorpion]

also eins muss man dir lassen du kannst hervoragend mit nem Photo umgehn (also das soll nciht heisen die bilder seien bearbeitet, aber im verglecih zu anderen bildern in How2s sind diese hammer!)

[luckylu1]

jetzt weiss ich auch, warum ich das noch nicht gemacht habe, ist ja ein irrer zeitaufwand. sieht toll aus!

[Sh@rk]

Wirklich sehr geiles How². Es ist natürlich ein riesiger aufwand und so, aber das Ergebniss ist perfekt!

[Mominik]

Moin!

Einfach geil!

Sag mal, kann man dich mieten, dass du jedem hier ein Ambilight baust? Wie lange hast du denn für dein Projekt gebraucht? War sicher eine richtige Fuddelarbeit. Aber der Aufwand war es sicher wert!

MfG
Mominik

[Pehu]

Klasse gemacht! Und vorallem viele schöne Bilder.
Zum Glück ist die Zeit mit Analogleitungen vorbei.

Hast du vielleicht noch vor Ambilight für Scart/AV zumachen?

[Fightclub]

gibts auch noch schaltpläne zur elektronik?

[luckylu1]

und ich dachte vga ist analog!?

um etwas digital verarbeiten zu können, muss es in den allermeisten fällen erst mal analog aufbereitet werden.

[jm2_de]

Hast du vielleicht noch vor Ambilight für Scart/AV zumachen?

Ich vermute mal das wird eher sicherlich nicht, das Problem ist ja das auswerten des Bildsignals
was bei der PC Version (da gibts schon einige Themen zu in diversen Foren) wegfällt.
Ein LCD TV hat eben keinen Treiberausgang

Sieht aber sehr gut aus und wird wohl etwas mehr können als des Original von Philips.
Das Original kann doch nur eine Farbe darstellen ?

[Pehu]

und ich dachte vga ist analog!?

um etwas digital verarbeiten zu können, muss es in den allermeisten fällen erst mal analog aufbereitet werden.

Die Bildinformationen holt er sich nicht vom VGA Signal, sondern über die Serielle Schnittstelle des PCs.
Ein Windows-Tool greift sich die Bildinformationen und gibt es weiter...

Sieht aber sehr gut aus und wird wohl etwas mehr können als des Original von Philips.
Das Original kann doch nur eine Farbe darstellen ?

Nein, das stimmt nicht Philips hat bereits weiter entwickelt, die neuste Technologie hört auf den Namen "Ambilight Full Surround".

[luckylu1]

mmm, und wenn ich das am fernseher haben will, muss mein rechner synchron mitlaufen? nö also das ist nicht das, was ich will.

[jm2_de]

mmm, und wenn ich das am fernseher haben will, muss mein rechner synchron mitlaufen? nö also das ist nicht das, was ich will.

Es gibt da schon eine recht einfache Möglichkeit so ein Teil zu bauen das auch an einer
normalen Videoquelle funktioniert ...
Man muss halt ca 60 Euro und etwas Bastelzeit investieren.

Ist dann zwar nicht die High-End Lösung, aber funktioniert.

[Larkin]

Top Arbeit, echt geil geworden.

Wenn ich mal viel Zeit hab mach ich sowas auch

[lithi]

sieht echt hammer aus! und wenns auch noch so gut funtzt ist es noch besser.

würde aber gerne ein paar mehr details erfahren, zum evt. nachbauen.

[cni]

Es gibt da schon eine recht einfache Möglichkeit so ein Teil zu bauen das auch an einer
normalen Videoquelle funktioniert ...
Man muss halt ca 60 Euro und etwas Bastelzeit investieren.

Ist dann zwar nicht die High-End Lösung, aber funktioniert.

Was soll das denn für eine Lösung sein?

[cni]

Achja, das Ambilight ist Hammer Geil!!!
Super umgesetzt, hätte man evtl. auch mit RGB-SMD-Leisten machen können!

gibts auch noch schaltpläne zur elektronik?

Ja, gibt´s noch Schaltpläne, Stücklisten und evtl. den Quellcode vom µC dazu???

[jm2_de]

Was soll das denn für eine Lösung sein?

Kann ich Dir schon sagen, aber vieleicht lachst Du mich aus.
Funktionieren würde es aber, bin ich sehr sicher, ich hab ja sogar etwas das so funktioniert.
Man braucht dafür auch nur eine P5 oder HighPower LEDs in RGB+Weiss.

[cni]

Nun sag schon!

[Venom]

MAN, wans dat?

Der Hammer mein Respekt.

Hast du Schaltpläne von deinem How²? Währe net wenn du sie uns zur Verfügung stellen könntest.


MfG

Venom

[RPH]

Hallo JM2,

nun lass Dich doch nicht so betteln und rücke endlich mit Deiner Lösung raus, die
60,00 Euros habe ich und basteln kann ich mit meinen 2 linken Händen auch ein bischen.

Das Wetter ist auch nicht berauschend also raus damit.

Falls es jemand interessiert, ich arbeite noch ganz wenig an einer Lösung für
ein Ambilight mit der Erfassung über Fotodioden, hat aber keine 1.Brisanz und wird deswegen
immer wieder nach hinten verschoben, ist aber schon angefangen.

MfG RPH

[Luminator]

Hallo RPH,

habe auch etwas ähnliches vor, allerdings mit Fototransitoren!
Schreib mal, wie weit DU bist!

Hallo JM2,

ja, würde mich auch brennend interessieren!

Danke

[RPH]

Hallo Luminator,

also ob Fotodiode oder Fototransistor ist kein großer Unterschied,
ich habe hier noch keinen endgültigen Typen ausgewählt da ich mich
dann nicht ins Wasser aber über die Datenblätter stürzen muss.

Er sollte halt im sichtbaren Bereich eine möglichst gute Empfindlichkeit
haben, irgendwie habe ich mal den SFH 3400 ins Auge gefasst, kann
aber jetzt aus dem Stegreif nicht mehr sagen warum.

Was aber bis auf kleine Anpassungen fertig ist währe die Steuerung der
RGB LEDs, Leisten, Cluster oder was auch immer da hin kommt.
Über einen Mikroprozessor wird der analoge Eingang vom Lichtsensor
OPV umgewandelt in ein dementsprechendes Digitales PWM Signal.
(Der OPV Verstärker ist noch nicht fertig, weil noch kein Sensor festliegt)
Damit wird ein MOS FET angesteuert, daher ist fast jede Ausgangsleistung
bzw. Ausgangsbeschaltung machbar.

Die Selektierung der Lichtfarben erfolgt über Interferenzfilter, also
Farbfilter welche vor den Fotoelementen angeordnet sind.
Diese gibt es sehr billig als PAR Filterfolie für Bühnenbeleuchtung usw.
die können auf jede größe zugeschnitten werden, also bin ich von daher
nicht an irgendetwas gebunden.
Evtl. muss man hier etwas tüfteln bis die richtigen Wellenlängen feststehen,
da die bei diesen Filtern nicht angegeben sind, aber das sollte kein
Hindernissgrund sein und zur Not kann ich immer noch echte IF Filter
einsetzen, da gibt es auch einigermassen Preiswerte.

Erzähle mal wie weit Du bist und wie Dein Weg aussehen würde, bei
Interesse an einer gemeinsamen Arbeit können wir uns ja auch mal
zwei Gedanken darüber machen, vielleicht kommt dann was
gescheites dabei raus.

[juk]

Es gibt von Hamamatsu einen RGB-Sensor. Den Preis möchte ich allerdings nicht wissen.

Aber es gibt auch andere RGB-Sensoren:
http://www.parallax.com/detail.asp?product_id=28302
Leider auch nicht günstig. Da ist es wohl günstiger selber 3 Fotosensoren zu nehmen, mit 3 Farbfolien zu arbeiten und dann selber eine Kalibrierung zu machen.

Das diese Folien echte Interferenzfilter seien sollen, das kann ich nicht glauben... Bist du da wirklich sicher? Ich fürchte, das sind nur ganz normale Farbfilter. Interferenzfilter, die ich kenne sind immer auf einem Substrat, das extrem eben sein muß, mehrere aufgedampfe Schichten unterschiedlichen Brechungsindexes. Das auf Folie? Die echten I-Filter sind nicht umsonst richtig teuer, da sind 100€ für ein paar cm² fast schon günstig...

[synvox]

Naja, am Sensor soll's ja nicht liegen, es gibt z.Bsp. einen recht günstigen RGB-Light-to-Frequency-Converter von TAOS, den TCS230. Der kostet bei http://www.mouser.com gerade mal etwas unter $6 bei einer Abnahme von einem Stück.

Ich sehe das Problem an einem ganz anderen Ort, nämlich bei der Positionierung der Sensoren, so dass man den gewünschten Bildbereich erfassen kann und dennoch die Sensoren nicht irgendwie den Betrachter beeinträchtigend positionieren muss. Auch wenn man z.Bsp. mit Spiegeln arbeiten würde, sähen diese am Rande des Fernsehbildschirmes wohl nicht gerade schön aus.

Die einzig praktikable Lösung mit Farb-Sensoren wäre für mich die Verwendung eines Mini-Color-LCD-Fernsehers (die bekommt man mittlerweile ja auch schon recht günstig), den man dann an einen Video-Ausgang des grossen TVs (oder parallel zum TV an einem Video-Ausgang des Zuspielgerätes) hängt, so dass man immer das gleiche Bild wie auf dem grossen TV drauf hat. Über dem Display des Mini-TVs kann man dann beliebig seine Sensörchen platzieren und alles in eine Blackbox stecken oder wo auch immer und schön versteckt irgendwo hinter dem TV anbringen.

Gruss
Neni

[luckylu1]

die variante mit dem minibildschirm wurde schon umgesetzt, das war vom eindruck her bisher das beste was ich gesehen habe. das beste wäre trotzdem die direkte auswertung des rgb signals in abhängigkeit von den synchronsignalen, dann müssten nur noch verschiedene adapter angefertigt werden und das ding wäre an jedem bildschirm verwendbar.