Ambilight 4 PC

Experiment med RGB-LED

Det är alltid bra att ta allt i små steg så jag började med att skriva ett test-program till processorn som ändrar färg på en RGB-LED via pulsbredsmodulering (PWM)

Här syns också kopplingen som jag gjort på en experimentbräda. Processorn är den som sitter nere till vänster och under den sitter en kristall som gör att processorn arbetar i 10MHz. RGB-LED:en är den som sitter på det lilla vita kretskortet med dom gula sladdarna till. Högst upp ser man en OLED-display som jag brukar använda för att debugga, hade först tänkt att den skulle visa HEX-värdet på den färgen som LED:en lyser med men det orkade jag inte fixa eftersom allt funkade så bra från början

La upp en liten film på hur det ser ut om någon är intresserad:
http://www.youtube.com/watch?v=Dn9uzmBnOT0

En av lamporna som ska användas

Jag lyckades få tag på en modul som använts som ambilight i en TV men som har trasigt styrkort. Det gör inte mig nånting då jag inte tänkt använda styrkortet utan kommunicera på lägre nivå med lamporna.

Den vita flatkabeln som syns är den som används till att styra hela lampan som består av 6 stycken RGB-LED:s. I flatkabeln som består av 8 kablar används tre stycken till jord, två till 12V-matning för att driva LED:arna och sedan tre ledningar som man använder för att styra varje färg (röd, grön och blå), styrsignalen ligger på 5V så den kan man skicka direkt från mikroprocessorn men 12V-matningen får man ta sepparat.

Ett andra experiment men med en hel lampa

Här körs samma program på processorn som tidigare men jag har bytt ut den enkla RGB-LED:en mot en hel lampa.

Att styra lampan visade sig vara mycket enklare än jag trott då den ursprungliga styrningen sker via protokollet I²C och jag har inte tillgång till specifikationerna över hur det sker. Det visade sig dock att efter kontrollerkortet är det vanlig pulsbreddsmodulering som dessutom skev med 5V så det här steget gick mycket snabbare än vad jag hade räknat med.

Jag hade först tänkt mig att åka på och bygga hela strömförsörjningen för alla LED:s och behöva löda egna kopplingar men det slapp jag helt.

Har även en film på den här kopplingen:
http://www.youtube.com/watch?v=3vl0kxmIcMg
Det är svårt att se men den lyser väldigt starkt, nästan så att det faktiskt är för starkt och jag kanske måste koda en funktion för att sänka styrkan via mikroprocessorn. Det är dock en senare fråga, det viktiga är att det funkar.

Nästa steg är att utöka hela kopplingen så att den kan ta emot signaler från datorn. Måste även försöka lista ut hur själva signalen från datorn ser ut, funderar på att köra programmet på en dator och sedan lyssna på en annan dator för att se vad som skickas. Annars så får jag försöka skriva ut informationen på OLED-displayen och se om man kan få fram nått vettigt.

Serieportsadapter

Råkade ut för ett litet problem med mitt nya moderkort då det inte har någon serieport vilket krävs för att skicka informationen från datorn till mikroprocessorn. Moderkortet har doch en header där man kan ansluta en liten kabel man kan köpa. Problemet var att jag inte kunde hitta en enda butik där den här lilla kabeln går att köpa så jag fick tillverka en egen av lite skrot jag hittade.

Själva kontakten kommer från en trasig digital-TV-box och sen hittade jag ett trasigt grafikkort där jag kunde sno plåten till att fästa porten i. Lite googlande för att få tag på hur kontakten på moderkortet är kopplad och lite lödande så var det klart.

Sniffning av serieporten

Hittade ett smidigt testprogram som kunde simulera data som ska skickas och på så sätt kunde jag kolla på hur signalen ser ut. Till en början lyckades jag bara få ut 7 bytes men logiskt sett borde det vara 9 - en för varje färg på varje kanal. Problemet visade sig vara biblioteket jag använt för att skriva ut text på displayen, den hade med alldeles för långa fördröjningar efter varje utskrift av ett tecken så processorn fick fullt upp med att sova istället för att kunna ta emot all data. Efter lite modifiering av koden lyckades jag få över alla 9 bytes.

Datan skickas i den här ordningen och visas från vänster till höger på displayen, varje tecken är en färg på en kanal.
- Röd färg för vänster, top, höger
- Grön färg för vänster, top, höger
- Blå färg för vänster, top, höger

Dom tecken som syns på displayen är ASCII-värdena för färgerna som skickas (0-255) På bilden syns det att det skickas värdet 121 på alla gröna kanaler vilket motsvaras av tecknet y.

På bilden syns också utökningen av kopplingen. Under displayen ser man en MAX232-krets som gör om signalen mellan datorn och mikroprocessorn. Datorns signaler ligger på 12V medans mikroprocessorn bara använder 5V. Högst upp till vänster syns anslutningen av seriekabeln.

Vänster kanal funkar!

Det har varit några dagar utan uppdateringar nu, har haft lite annat att göra och även försökt få mikroprocessorns program att funka som det ska.

En snabb förklaring om vad PWM innebär, det kan vara bra att förstå: http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation
Kort så går det ut på att man istället för att variera spänningen till LED:sen så varierar man tiden man har dom tända. Om man skickar en hög signal (till) i 10ms och därefter en låg signal (från) i 10ms så kommer man få en LED som blinkar i 50Hz som är ganska lagom för att ögat inte ska uppfatta att dioden egentligen tänds och släcks väldigt snabbt. Man varierar sedan tiden man har den tänd och släckt och kan på så sätt skapa färger genom att ha en LED för varje färgkomponent (röd, grön och blå).

Det är svårt att egentligen se hur det funkar på bilden, det bästa är att se det på film: http://www.youtube.com/watch?v=IOYZvMZgKj0

En bild till

Själva skärmen är suddig då det blir rätt lång slutartid i mörkret och jag inte pausade filmen.

Problemet man får med PWM-styrning är att man måste köra en programloop runt hela tiden för att skapa pulserna och då kan det vara svårt att få processorn att göra andra saker under tiden så som att även ta emot signalerna från datorn. Det hela löses med något som kallas interrupts (avbrott) som gör att man kan köra sin färg-loop hela tiden men när datorn skickar signaler så kan man temporärt hoppa ur loopen och läsa in datan som skickas för att sedan återvända till loopen. Otroligt fiffig funktion för att sammanfatta det hela

Nästa steg blir nu att utöka programmet med dom två andra kanalerna (topp och höger), inläsningen av färgerna är redan klar det är bara utsignalerna och den elektriska kopplingen som fattas.

Kopplingen för alla tre kanaler

Nu har jag kopplat klart allt och utökat mikroprocessorns program till att använda alla tre kanaler. Så här ser kopplingen ut i dagsläget, kommer kanske att utöka med lite små finesser så som att kunna slå av den dynamiska belysningen och istället välja en fast färg man kan ha som stämmningsbelysning och även lägga till kontroller för att justera den totala ljusstyrkan. Vi får se vad som händer

Det visade sig att LED:sen var rätt strömhungriga, när dom lyser som mest uppgår strömmen på 12V-linan till hela 3A!

Resultatet med alla tre kanaler

Så här fint kan det bli, har pausat filmen på ett passande ställe för att få tre olika färger. För att se hela videon vilket jag tycker är ett måste är det bara att kolla på det här: http://www.youtube.com/watch?v=WohwVPjtLCs