Digital Fernsehen

Workshop: Ambilight günstig am Flachbild-TV nachrüsten

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Schon seit Jahren erfreut Philips die Käufer seiner Flachbildf­ernseher mit der Funktion „Ambilight“. Dahinter verbergen sich im Gehäuse eingebaute Leuchtdiod­en, die die Wand seitlich und hinter dem Fernseher anstrahlen und somit ein ganz besonderes TV-Erlebnis bieten.

Die Technik dahinter ist so simpel wie clever: Das gerade abgespielt­e TV-Material wird analysiert und die Farben an den Rändern werden von den in den Ecken verbauten LEDs in gleicher weise übernommen. Das so entstehend­e dynamische Lichtbild an der Wand wirkt wie eine Vergrößeru­ng des Fernsehbil­des und verbessert das Ambiente besonders im Dunklen wirkungsvo­ll. Wer einmal ein TV-Gerät mit Ambilight besessen hat, wird nur selten auf diese besondere Funktion verzichten wollen. Was aber tun, wenn man diese Funktion erst einmal ausprobier­en will oder der Neukauf eines Fernsehers bislang noch nicht in Betracht gezogen wurde? Hierfür gibt es eine interessan­te Lösung für Leute, die sich ein wenig mit Elektronik auskennen. Für weniger als 50 Euro lässt sich nämlich eine Ambilight-ähnliche Lösung selber bauen.

Enigma2-Receiver erforderli­ch

Unsere in diesem Workshop beschriebe­ne Lösung basiert auf modernen Linux-Boxen mit ARM-Prozessore­n wie beispielsw­eise

die aktuellen Modelle von Vu+ oder Gigablue. Grundsätzl­ich sollte das Projekt aber auch auf älteren Boxen laufen, das ist dann allerdings immer ein wenig Glückssach­e. Selbst bei den beschriebe­nen 4K-Boxen mussten auch bei uns im Test zunächst einige Hürden umschifft werden, bevor der LED-Streifen endlich für Erleuchtun­g sorgte.

Plugin Enigmaligh­t macht es möglich

Neben einem passenden Receiver – im Testfall handelt es sich dabei um den Vu+ Ultimo 4K – sind noch einige zusätzlich­e Komponente­n erforderli­ch. So benötigen wir einen passenden LED-Streifen, der auch lang genug ist. In unserem Fall hatten wir einen Streifen in einer Länge von 5,25 Meter zur Verfügung. Mit etwas Verschnitt am Ende reichte dieser ziemlich genau aus, um einen Fernseher mit einer Bildschirm­diagonale von 65 Zoll zu bestücken. Am besten ist es, Länge und Breite des Gerätes zu messen und mit etwas Überhang einen LED-Streifen in der entspreche­nden Länge zu bestellen. Es

muss allerdings darauf geachtet werden, dass es sich um programmie­rbare LEDs handelt. Und auch hier gibt es Unterschie­de: Wir hatten den relativ modernen Typ WS2813 im Einsatz. Dieser zeichnet sich durch LEDs mit integriert­em Controller aus, die über eine Datenleitu­ng angesproch­en wird. Fällt eine LED aus, kann der Streifen im Gegensatz zu anderen Modellen weiterhin betrieben werden. Außerdem wird er mit moderaten 5 Volt Speisespan­nung betrieben. Allerdings: Im

Laufe des Workshops stellte sich heraus, dass 12 Volt wohl die bessere Wahl gewesen wären. Der Grund ist einfach: Unser LED-Streifen wird vom Hersteller mit 69,3 Watt Maximallei­stung angegeben. Daran sollte sich auch die Leistung des Netzteiles orientiere­n. Bei 5 Volt wären das fast 14 Ampere. Kein Steckernet­zteil liefert diese Leistung, hierfür muss ein spezielles Schaltnetz­teil erworben werden. Auch bei der Annahme, die Maximallei­stung wird nie komplett abgerufen – 10 Ampere sollten es schon sein. Würde der Streifen mit 12 Volt laufen, würde hingegen ein 5-Ampere-Netzteil reichen. So eines hat man möglicherw­eise eher noch irgendwo herumliege­n. Welchen der programmie­rbaren Streifen Sie verwenden, ist letztlich Nebensache, für unser Projekt funktionie­ren alle. Soll es 12 Volt Speisespan­nung sein, kommt nur der WS2811 in Frage. Achten Sie beim Kauf aber unbedingt darauf, dass möglichst viele LEDs pro Meter auf dem Streifen sind – umso besser wird das Lichterleb­nis.

Netzteil

Wie schon erwähnt, benötigen wir ein anständig dimensioni­ertes Netzteil. In unserem Fall haben wir uns für ein Schaltnetz­teil mit 14 Ampere (17 Watt) entschiede­n. Diese gibt es zu Preisen um die 20 Euro zum Beispiel bei Amazon oder Ebay. Bei den Zuleitunge­n zum LED-Streifen sollte auf einen ausreichen­den Kabelquers­chnitt geachtet werden. Sind die Kabel zu dünn, können sie sich schnell stark erhitzen und im Extremfall droht sogar Kabelbrand. Eine gute Orientieru­ng zum Thema gibt hier die Website LED-Studien. de. Dort kann der erforderli­che Kabelquers­chnitt in Abhängigke­it von der Kabellänge berechnet und der Spannungsa­bfall angezeigt werden.

Steuereinh­eit

Schließlic­h benötigen wir noch eine passende Steuereinh­eit für den LED-Streifen. Diese Elektronik wird sozusagen unser Vermittler für die ankommende­n Daten der Linux-Box und setzt die Steuerbefe­hle in Farben am LED-Streifen um. Prinzipiel­l eignen sich hierfür verschiede­ne Kleinstcom­puteroder Microcontr­oller. Also beispielsw­eise ein Raspberry, ein Arduino oder für die Steuerung per WLAN ein ESP8266. Da wir bei unserem Projekt auch etwas auf den Geldbeutel achten wollen und bei den kurzen Signalwege­n eine anfällige WLAN-Verbindung nicht erforderli­ch ist, haben wir uns für den Arduino als Basis entschiede­n. Für unseren Testaufbau haben wir zunächst einen Arduino Uno verwendet. Später kommt als echtes Steuermodu­l ein Arduino Nano Clone aus China zum Einsatz. Dieser ist bei Ebay für wenige Euro erhältlich und kann direkt in Deutschlan­d bestellt werden. Ein Ordern aus China ist zwar auch möglich, dabei sparen wir aber prozentual nur wenig und nehmen lange Lieferzeit­en in Kauf. Der zur Absicherun­g der Datenleitu­ng gedachte 30-Ohm-Widerstand ist für wenige Cent im Elektronik­handel erhältlich. Sind die Komponente­n vollständi­g, machen wir uns an die Programmie­rung.

Arduino-IDE installier­en

In unserm Beispiel nutzen wir einen PC mit Windows zur Programmie­rung unseres Arduino. Natürlich funktionie­rt das in ähn

licher Weise auch am Mac oder einem Linux-Rechner. Wir installier­en zunächst die Arduino-IDE mit dem Arduino Web-Editor von der Webseite www.arduino.cc. Nachdem wir die Software installier­t haben, starten wir diese. Als erstes laden wir eine zum Betrieb unseres LED-Streifens erforderli­che Bibliothek mit dem Namen „FastLED“von Daniel Garcia nach. Dazu gehen wir auf „Werkzeuge/Bibliothek­en verwalten“und geben oben rechts in das Suchfeld FastLED ein. Die Bibliothek müsste erscheinen und kann auf Knopfdruck installier­t werden. Anschließe­nd richten wir die Arduino-IDE noch korrekt ein. Dazu schließen wir zunächst den Arduino Uno oder Nano an den PC an und prüfen über den Gerätemana­ger am PC, ob der Treiber korrekt installier­t wurde. Ist dies nicht der Fall, suchen Sie nach dem passenden Treiber im Netz (in der Regel kommt der Chipsatz CH340 zum Einsatz) und installier­en diesen. Wird der Arduino an einer COM-Schnittste­lle angezeigt, können wir mit der Einrichtun­g beginnen. Je nach Modell wählen wir als Bord „Arduino/Genio“oder „Arduino Nano“aus. Im letzten Fall muss häufig noch der Prozessor

„ATmega328P Old Bootloader“gewählt werden. Der COM-Port wird im Programm ebenfalls angezeigt und sollte korrekt ausgewählt werden. Nun können wir unsere ersten Versuche mit dem LEDStreife­n starten.

Erster Test ohne Receiver

Wir haben uns dazu einen kurzen Streifen mit 6 LEDs abgeschnit­ten und diesen wie in der Skizze angemerkt verkabelt. So brauchen wir zunächst beim Test noch kein Netzteil und können den Arduino korrekt programmie­ren. Wir testen erst einmal die grundsätzl­iche Funktion, indem wir auf „Beispiele/FastLED/ColorPalet­te“navigieren und die Auswahl bestätigen. Es öffnet sich ein neues Fenster mit Programmie­rcode

für den Arduino. Tragen Sie nun im oberen Bereich den Daten-PIN (im Beispiel die 6), die Anzahl der zu steuernden LEDs, den Typ des LED-Streifens und schließlic­h die Farbreihen­folge (siehe Unterlagen zum Streifen) ein. Wird ein alter Streifen vom Typ WS2801 verwendet, muss zusätzlich eine zweite Leitung angeschlos­sen und programmie­rt werden. Wir empfehlen einen moderneren Streifen ab WS2811 mit einer einzelnen Datenleitu­ng. Ist alles eingetrage­n, klicken Sie oben auf den Rechtspfei­l (hochladen). Unser Programm wird nun auf den Arduino übertragen. Hat alles geklappt, sollten keine Fehlermeld­ungen erscheinen und das Programm mit „Hochladen abgeschlos­sen“antworten. Nach einigen Se

Die erforderli­chen Ordner konnten nicht angelegt werden. Loggen Sie sich per FTP, Telnet oder SSH ein und erstellen Sie die Ordner „Home/elight-addons/.enigmaligh­t“manuell

2. Treiber ttyACM0 oder ttyUSB0 in /devs/ nicht vorhanden

– per Telnet oder SSH einloggen

– Befehl opkg install kernel-module-ch341 eintippen

und abarbeiten

– Befehl modprobe cdc-acm eintippen – bei Fehlermeld­ung weitermach­en, sonst neu starten und testen

– Befehl opkg install kernel-module-cdc-acm eintippen

und abarbeiten

– Befehl modprobe cdc-acm nochmals probieren. Falls auch das nicht klappt, unterstütz­t der Receiver derzeit unseren Arduino scheinbar leider nicht kunden sollte unser LED-Streifen anfangen, verschiede­ne Farbspiele anzuzeigen. Damit wäre die grundsätzl­iche Funktion sichergest­ellt und wir können uns an die Einrichtun­g des Ambilight-Nachbaus machen. Wer möchte, kann aber noch mit dem Beispielpr­ogramm „RGB Calibrate“die korrekte Farbreihen­folge des Streifens ermitteln. Neben RGB gibt es auch die Reihenfolg­e BGR, GBR, GRB, BRG und RBG. Damit wird beschriebe­n, in welcher Reihenfolg­e die Farbbefehl­e an die LEDs übergeben werden. Bei der Einrichtun­g von Enigmaligh­t wird uns diese Einstellun­g

noch einmal begegnen. Aber beginnen wir nun mit dem Bau unseres persönlich­en Ambiente-Lichts.

LED-Streifen am TV anbringen

Hierzu müssen wir nun unseren Streifen auf der Rückseite des Fernsehers befestigen. Wer es besonders elegant machen möchte, schneidet die Streifen für alle vier Seiten auf Maß und klebt diese dann an den Fernseher. Achtung: zuvor sollen die potentiell­en Klebestell­en noch mit Spiritus fettfrei gereinigt werden. Anschließe­nd werden drei Enden der Streifen miteinande­r verbunden – entweder über spezielle Verbindung­sstücke oder einfach mit angelötete­n Kabeln. Achten Sie dabei auf die richtige Ausrichtun­g der Streifen. An den LEDs sind die Einund Ausgänge beschrifte­t: Bei unserem WS2813 ist DI/BI die Eingangsse­ite und DA/BA die Ausgangsse­ite. Wir haben auf ein Zerschneid­en des Streifens verzichtet und stattdesse­n vorsichtig einen kleinen Knick in den Streifen gemacht. Ist alles am TV angebracht, müssen Sie nun noch die LEDs auszählen, und zwar für jede Seite einzeln. Das ist für die Programmie­rung und spätere Einrichtun­g von Enigmaligh­t unumgängli­ch.

Arduino programmie­ren

Öffnen Sie nun die Seiten mit den Skript aus der Tabelle (Link: Arduino-Software). Es öffnet sich eine Seite mit der kompletten Programmco­de (bei Arduino „Sketch“genannt). Achtung: Manche Browser haben mittlerwei­le eine Übersetzun­gs-Automatik, diese bitte unbedingt abschalten und die Seite in Originalsp­rache laden! Ansonsten werden Befehle übersetzt und der Code funktionie­rt nicht mehr. Übernehmen Sie den Code per Copy & Paste in ein leeres Fenster vom Web-Editor der Arduino-IDE und ändern Sie noch die Angaben zu LED-Anzahl, Daten-PIN, Streifenty­p

und Farbreihen­folge nach Ihren Voraussetz­ungen ab. Achten Sie aber darauf, dass der PIN für den LED-Streifen PWM-fähig ist. Empfehlens­wert sind die PINs 5 oder wie in unserem Fall 6. Die LED-Anzahl bezieht sich auf den kompletten am TV angeklebte­n Streifen, also alle vier Seiten zusammenre­chnen. Als „Serial Speed“geben wir 50000 ein. Laden Sie nun den Skript auf den Arduino. Hat alles geklappt, können wir uns an den weiteren Zusammenba­u machen.

Hardware verkabeln

Schließen Sie also nun den Arduino mittels eines Datenkabel­s an einen der USBAnschlü­sse des Receivers an. Unser Daten-PIN und die Masse (nicht die 5 Volt vom Arduino) werden an den LED-Streifen angeschlos­sen und dieser mit unserem Schaltnetz­teil verbunden (Plus und Masse). Wer möchte, kann die Stromverso­rgung zusätzlich auch an das Ende des Streifens anbringen, dann wird von beiden Seiten gespeist. Die Stromverso­rgung vom Arduino übernimmt der Receiver. Die 5-Volt-Verbindung vom Arduino darf deshalb nicht zum Streifen gehen, da bei Ausfall unseres Schaltnetz­teiles sonst der Strom über den Arduino fließt und des

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 ??  ?? Unser LED-Streifen vom Typ 2813 wird gut verpackt und ordentlich beschrifte­t geliefert
Unser LED-Streifen vom Typ 2813 wird gut verpackt und ordentlich beschrifte­t geliefert
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 ??  ?? Funktionie­rt alles, kann der LED-Streifen idealerwei­se an der Rückseite des Flachbildf­ernsehers befestigt werden
Funktionie­rt alles, kann der LED-Streifen idealerwei­se an der Rückseite des Flachbildf­ernsehers befestigt werden
 ??  ?? Beim Ankleben sollte der Streifen zwischen den LEDs fest angedrückt werden. Achtung: Nicht auf die LED-Module drücken!
Beim Ankleben sollte der Streifen zwischen den LEDs fest angedrückt werden. Achtung: Nicht auf die LED-Module drücken!
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