AmbiTV

Už sú to štyri roky čo som sa začal venovať tomuto projektu a až teraz som ho konečne dokončil. A o čom vlastne hovorím? Ja som projekt nazval AmbiTV a viac sa dozviete v tomto mojom článku.

Na začiatok poviem o čo ide. Celé to začala firma Philips, ktorá to vymyslela a začala montovať do svojich televízorov. Keďže to majú aj patentované, tak je to dôvod prečo to u iných výrobcov televízorov ani nenájdete. A o čo presne ide? Ide o ambientné podsvietenie. To začína byť populárne nie len v našich domovoch ale aj napríklad aj v autách. Problémom pri televízoroch je, že podsvietenie sa mení v závislosti od zobrazovaného obrazu. Toto všetko dokážu televízory Philips. Ak ho nemáte máte smolu alebo nie?!

Slovami klasika: „A potom sa našlo pár chytrých hlav…“ a o niečo podobné môžete obohatiť aj vlastný televízor. Takže ak to rozmením na drobné, potrebujeme nejaké zariadenie, ktoré bude permanentne analyzovať obraz a ovládať podsvietenie. Takže čo všetko je potrebné, aby sme si vedeli niečo také vyrobiť?

Na úvode ešte uvediem, že niečo také si nebudete môcť urobiť ak používate televízor bez externého zdroja. Teda napríklad ak používate televízor so zabudovaným satelitným tunerom alebo Smart TV s nejakou aplikáciou napríklad Youtube. Televízor musí slúžiť len ako zobrazovacie zariadenie!

Menším obmedzením bude aj to ak mate viac zdrojov signálu, napríklad už spomínaný satelitný tuner, Play Station a podobne, ktoré sú priamo pripojené do televízora, v ktorom si prepínate zdroj signálu. V tomto prípade je potrebné zariadenie navyše, prepínač ktorý bude prepínať zdroj signálu. Ja to takto nemám. U mňa funkciu prepínača plní domáce kino a z neho už ide len jeden výstup do TV. A samozrejme budem uvažovať zdroje signálu, ktoré na prepojenie používajú HDMI kábel.

Komponenty

Asi najlepšie ako popísať celú funkciu tohto, je si to nakresliť a takto okomentovať. Budem používať anglické názvy, lebo tie to najviac vystihujú.

Switcher – po slovensky prepínač. Slúži na prepínanie medzi jednotlivými zdrojmi signálu. U mňa je to domáce kino. Ak ho nemáte, musíte si kúpiť prepínač.

Splitter – po slovensky rozdeľovač. Ten slúži na rozdelenie signálu na dva kúsky. Jeden bude pokračovať ďalej do vašej telky a druhý pre ďalšie spracovanie a analyzovanie.

Converter – po slovensky prevodník, slúži na prevedenie signálu na iný druh signálu z HDMI na analógový signál pre jeho ďalšie spracovanie.

Grabber – je zariadenie, ktoré prevádza video signál do počítača pre jeho ďalšie spracovanie. Pri výbere hľadajte s čipom STK1160.

RPi – je mikropočítač Raspberry Pi, ktorý bude spracovávať a vyhodnocovať obraz a na základe toho bude ovládať podsvietenie.

Káble – Ako káble budete potrebovať HDMI káble USB káble ktorým budú napájaný splitter a converter

Ako už z mojich starších článkov viete, skoro všetko budete môcť kúpiť na Aliexpresse. Odkazy na jednotlivé produkty nájdete na konci článku medzi odkazmi.

LED

Základ osvetlenia bude tvoriť led pás, no ale ako si ho vybrať? Ak ste sa doteraz nestretli s led pasmi a ich výberom, určite ste ani netušili koľko variácii existuje. Najmenej podstatnou vecou pri výbere bude farba pasu, na ktorej sú umiestnené led čipy. Ten je buď čierny alebo biely. Tu si asi väčšina ľudí vyberie tu čiernu možnosť.

Ďalší parameter, ktorý si môžete vybrať je ochrana (IP krytie) samotného pásu. Led pásy sa vyrábajú bez ochrany (IP30), vode odolné zaliate v silikóne (IP 65) a vode odolné v ochrannej tube (IP 67). Ak chcete viac vedieť o IP krytí pozrite sa tu. Keďže predpokladám, že na televízor nestriekate vodu, úplne si postačíte s pásom s krytím IP 30, čo je aj fajn lebo pás sa bude lepšie chladiť a teplo je jedným najväčších nepriateľov lediek.

Dostávame sa k ďalšiemu a nie poslednému, ale dôležitému parametru a tou je hustota lediek na samotnom páse. Ja som sa stretol s hustotou 30, 60, 100 a 144 lediek (čipov) na meter dĺžky pásu. Neodporúčam preháňať s hustotou lebo to ani nemá opodstatnenie a čim viac lediek budete mať tým silnejší zdroj budete potrebovať.

No a posledným parametrom ktorý si môžete vybrať je typ čipov na led páse. Existuje ich niekoľko. Niektoré majú napájanie 12V niektoré 5V. Niektoré používajú na komunikáciu 1 niektoré 2 kanály. Niektoré sa dajú deliť po každom čipe a niektoré až po niekoľkých.

Moja voľba bola pás s čipmi WS2812B, hustota 60 čipov na meter a krytim IP 30. Ak sa chcete dozvedieť viac o o led pásoch a angličtina vám nerobí problém pozrite si toto video.

Napájanie

Samozrejme, jedná sa o elektronické prvky a tie potrebujú napájanie. Keďže RPi je napájane 5V, odporúčam si vybrať led pás, ktorý tiež funguje na 5V. V tomto prípade si vystačíte s jedným zdrojom. RPi je napájane cez USB (mikro) konektor. Možno pre niekoho bude obtiažne si vyrobiť potrebný kábel. V tomto prípade zvoľte oddelené vhodne vybraté napájanie podľa typu Raspberry. Pre RPi 3B sa odporúča zdroj s minimum 2.5 ampéra a pre 4B 3 ampére. Ak sa rozhodnete použiť jedno spoločné napájanie nezabudnite túto hodnotu ampérov pripočítať k hodnote potrebnej pre led pás.

Rovnako napájanie potrebujú aj ostatné prvky ako splitter či converter no ich výhodou je že sú napájané cez usb port, takže ich môžete napájať zapojením do Raspberry.

Ako som už spomínal, ak sa rozhodnete napájať RPi z rovnakého zdroja ako led pásy musíte si pripraviť kábel na jeho napájanie. Ten vytvoríte buď tak, že odstrihnete konektor USB A a použijete červený kábel 5V a čierny GND. Alebo kúpite si USB mikro konektor a ten napajkujete.

No a ako vybrať vhodný zdroj? Treba sa pozerať po dvoch respektíve troch parametroch. Prvým je napájacie napätie (U) a to buď 12V alebo 5V. A druhým je maximálny dodávaný prúd (I), respektíve výkon zdroja (P). Ten si vyberiete podľa dĺžky použitého led pásu. Neviete ako na to? Pomôžem!

Uvediem príklad pre pás, ktorý som ja využil, WS2812 ktorý používa led čipy 5050. Podľa jednej múdrej stránky čip potrebuje 20mA na maximálny jas čipu. Ale keďže v jednom čipe sú 3 farby treba rátať trojnásobne väčším prúdom. Teda pre názornú ukážku, ak použijete rovnaký pás a použijete pás so 100 ledkami výpočtom dôjdete k prúdu I = 3 x 100 x 0.02A = 6A. Ako som trochu vyššie spomenul je tu aj tretí parameter a tým je výkon (P), ktorý sa vypočíta vynásobením napätia a prúdu. A teda P = U x I = 5V x 6A = 30W. Takže na napájanie budete potrebovať 30 wattový zdroj ak bude napájať len samotný led pás ak bude napájane aj RPi treba pripočitať aj výkon pre neho.

Zapojenie

Prepájanie jednotlivých komponentov je úplne jednoduché tak ako je to uvedené na obrázku na začiatku. Najprv si osadíme led pás. Telku si pred osadením pasov očistite najlepšie isopropyl alkoholom, aby dobre držali. Ako sa hovorí radšej 2x meraj a raz rež. Po osadení pasov si spočítajte a zapíšte počet jednotlivých lediek na papier a rovnako aj kde je začiatok pásu.

Prepojenie pásov na telke som urobil pomocou špeciálnych konektorov, no z vlastných skúseností ich neodporúčam, kontakty sú slabé a musel som ich pájkovať.

• HDMI káblom prepojíme zdroj signálu so splitterom. Ten zapojíme do konektora input (vstup)
• Splitter ma dve výstupy, s jedným pokračujeme ďalej do TV
• Druhý výstup zapojíme do convertera. Ten ma prepínač PAL/NTSC, ktorý prepneme do polohy PAL
• Pokračujeme prepojením convertera a grabera. Tu si vystačíme len so žltým kablom (TV). Červený a biely sú audio káble. Prepojíme buď kablom alebo uplne stačí spojka
• Následne grabber vložíme do usb Raspberry Pi
• Keďže splitter a converter majú usb konektory na napájanie, kľudne ich môžete napájať priamo z Raspberry. Ak to však budete chcieť urobiť, musíte grabber rozobrať lebo je mohutný a blokuje ostatne usb porty
• Posledným, krokom je prepojenie Raspberry Pi s led pásom. Na použijeme jeden káblik. Prepojíme pin GPIO18 s dátovým signálom led pásu

Tak toľko na prvú časť. Nateraz máme všetko zapojené. Zapojenie zdroja vám bohužiaľ neukážem, lebo ako zdroj používam počítačový zdroj, ktorý mam v pivnici a ktorý napája všetky moje switche, routre a ine zariadenia. V ďalšej časti budem pokračovať čo a ako si nainštalovať na RPi a ako si to všetko nastaviť.

Odkazy

Inšpirácia

Ambilight System for Every Input Connected to Your TV. WS2812B Arduino UNO Raspberry Pi HDMI

Komponenty

HDMI Splitter
Converter (HDMI to AV)
Grabber
Zdroj
LED pás