Atmo-plugin
Inhaltsverzeichnis |
Allgemeine Funktionsbeschreibung
Autor(en): Eike Edener, Daniel König
ACHTUNG: Artikel wird gerade überarbeitet
Das Atmolight-Plugin dient zum Ansteuern einer farbigen Hintergrundbeleuchtung für Fernsehgeräte. Die angezeigte Farbe hängt dabei vom Bildschirminhalt ab. Als Vorlage diente das Ambilight von Philips. Die Ansteuerung der Beleuchtung erfolgt über einen Mikrocontroller. Dieser wird über eine serielle Schnittstelle (oder über einen USB<->Seriell-Wandler) mit dem VDR verbunden. Als Lichtquellen kommen RGB Anordnungen aus CCFL Kaltlichtkathodenröhren oder Leuchtdioden (LEDs) zum Einsatz. Das Plugin ist in der Lage für jede der vier Kanten des Fernsehgerätes (also links/rechts/oben/unten) eine individuell berechnete Farbe auszugeben. Die Beleuchtung wird dann quasi als "Verlängerung" des Bildes über die Grenzen des Fernsehers hinaus genutzt. Zusätlich wird eine "Summenfarbe" ausgegeben, die verwendung findet, wenn nur eine RGB-Leuchte zentral hinter dem Fernsehgerät plaziert werden soll.
Es werden also laufend fünf verschiedene RGB Farbkanäle ausgegeben.
Status
Bilder
Hardware
Hardwareanforderungen
- VDR mit full featured DVB-Karte
- mind. 1 Ansteuerplatine mit Mikrocontroller
- LEDs oder CCFLs als Leuchtmittel
LED-Variante
Funktionsprinzip
LED-Module/-Streifen
Als LED-Streifen bieten sich ... (@Simon: Dein Part ;-)) oder LED-Streifen als Selbstbaulösung an. Beide sind mit Superflux-LEDs bestückt.Ansteuerplatinen
Als Mikrocontroller kommt ein ATMega8 der Firma ATMEL zum Einsatz. Eine Ansteuerplatine mit Mikrocontroller und Leistungsteil kann jeweils 2 RGB-Kanäle ansteuern. Für eine Einkanal-Variante kann die Platine ebenfalls verwendet werden, eine vollständige Bestückung ist dann nicht erforderlich (halber Leistungsteil). Durch Kaskadierung von 2 Platinen kann eine 4-Kanal-Variante hergestellt werden; der serielle Datenstrom wird dann einfach von der ersten Platine an die zweite Platine durchgereicht. Beispiele für solche Aufbauten:
Datei:Schaubild mono.jpg Mono-Variante |
Datei:Schaubild stereo.jpg Stereo-Variante |
Datei:Schaubild quattro.jpg Quattro-Variante |
Die Helligkeitsregulierung der Leuchtmittel erfolgt dabei durch PWM (Pulsweitenmodulation). Für einen definierten Strom durch die LEDs wird mit Vorwiderständen und einer geregelten Versorgungsspannung gesorgt. Denkbar aber noch nicht getestet wäre auch zb. Luxeon LEDs mit einer zusätzlichen Konstantstromquelle und PWM zu betreiben.
Es sind zwei Varianten der Ansteuerplatine für LEDs entstanden.Beide verwenden den gleichen Mikrocontoller und die gleiche Firmware. Sie lassen sich als einseitige Platine herstellen oder notfalls sogar auf Lochraster aufbauen.
| Variante 1 (Simon) | Variante 2 (Daniel) | |
Datei:Controller simon.jpg Variante 1 |
Datei:Controller daniel.jpg Variante 2 |
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Datei:Atmo Simon Schaltplan gKathode.jpg Schaltplan für Variante mit gemeinsamer Kathode |
Datei:Atmo Simon Schaltplan gAnode.jpg Schaltplan für Variante mit gemeinsamer Anode |
Datei:Schaltplan daniel.jpg Schaltplan |
Datei:Atmo Simon Layout.jpg Platine |
Datei:Platine daniel.jpg Platine |
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Datei:Atmo Simon Bestückung gKathode.jpg Bestückung der Variante mit gemeinsamer Kathode |
Datei:Atmo Simon Bestückung gAnode.jpg Bestückung der Variante mit gemeinsamer Anode |
Datei:Bestueckung daniel.jpg Bestückung |
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Das Aufspielen der Firmware auf den Mikrocontroller erfolgt über einen PC. Dazu wird ein Programmieradapter benötigt, der im einfachsten Falle nur aus einer handvoll Bauteilen besteht.
Bauteilelisten der Ansteuerplatinen
| Bauteileliste für Variante 2 | |||||
| Anzahl | Artikel | Reichelt-Best.Nr. | Einzelpreis | Gesamtpreis | Bemerkung |
| 1 | ATMega 8 | ATMEGA8-16 DIP | 1,65€ | 1,65€ | |
| 1 | IC-Sockel | GS28P-S | 0,33€ | 0,33€ | |
| 1 | Spannungsregler | uA7805 | 0,17€ | 0,17€ | Eventuell reicht auch der 78l05 |
| 1 | RS232-Treiber | MAX232ACPE | 2,30€ | 2,30€ | Der MAX232E ist billiger, braucht aber größere Cs (> 1µF) |
| 1 | IC-Sockel | GS16P | 0,18€ | 0,18€ | |
| 1 | Wannenstecker | WSL10G | 0,07€ | 0,07€ | |
| 1 | Quarz | 11,0592-HC49U-S | 0,44€ | 0,44€ | flache Version |
| 6 | Widerstand 100 Ohm | 1/4W100 | 0,10€ | 0,60€ | Ab 10 Stück: 3,3Cent/Stück, bei Mono nur 3 |
| 6 | Mosfet | IRL540N | 0,67€ | 4,02€ | bei Mono-Version nur 3 Stück |
| 1 | Widerstand 270 Ohm | 1/4W270 | 0,10€ | 0,10€ | |
| 1 | Widerstand 10 kOhm | 1/4W10K | 0,10€ | 0,10€ | |
| 1 | Anschlussklemme 2 pol | AKL101-02 | 0,13€ | 0,13€ | |
| 1 | Anschlussklemme 8 pol | AKL101-08 | 0,53€ | 0,53€ | bei Mono-Version reicht auch AKL101-04 |
| 1 | Elko 470µ | RAD470/16 | 0,11€ | 0,11€ | |
| 1 | Elko 1µ | RAD1/63 | 0,04€ | 0,04€ | |
| 1 | LED 3mm grün | SLK 3MMGN | 0,07€ | 0,07€ | |
| 2 | Keramik-Kondensator 22p | KERKO22P | 0,04€ | 0,08€ | |
| 9 | Keramik-Kondensator 100n | KERKO100N | 0,07€ | 0,63€ | passend biegen |
| 1 | Sub-D-Buchse 9pol | D-SUBBU 09US | 0,21€ | 0,21€ | IN |
| 1 | Sub-D-Stecker 9pol | D-SUBST 09US | 0,31€ | 0,31€ | OUT, optional |
| Summe |
12,07€ | ||||
CCFL-Variante
CCFL-Röhren
Bei den CCFLs gibt es aufgrund der temperaturabhängigen Lichtausbeute und des vorgeschalteten Inverters keinen direkten Zusammenhang zwischen Pulsbreite und Helligkeit, so daß eine Helligkeitsregelung erforderlich ist. Diese wird mit Hilfe von Fotodioden realisiert, die direkt an den CCFLs befestigt werden und so die die aktuelle Helligkeit an den Controller zurückliefern. Als CCFLs bieten sich die Modelle "Kaltlicht Kathoden Twin-Set" von Revoltec aus der Case-Modding-Szene an, diese sind für ca. 7€ pro Farbe erhältlich. Zur Montage der Fotodioden ist ein Zerlegen der Röhren erforderlich.
Software
Installation
Softwareanforderungen
Parameter
Folgende Kommandozeilenparameter gibt es
| Parameter (kurz) | Parameter (lang) | Beschreibung |
|---|---|---|
| -n <IP>/<PORT> | --net=<IP>:<PORT> | Sende Daten übers Netzwerk (Z.b. 192.168.0.1:1234) |
| -s <DEV> | --serial=<DEV> | Sende Daten an eine serielle Schnittstelle (Z.b. /dev/ttyS1) |
| -o <MODE> | --output=<MODE> | Legt fest, welche Ansteuerplatine angeschlossen ist, mögliche Optionen sind: |
| LED für eine der beiden Varianten der LED-Ansteuerplatine | ||
| CCFL für die Ausgabe an die ursprüngliche CCFL-Platine (wird im Moment nicht unterstützt) |
Bedienung
Funktionsweise
Farberkennung
- Umrechnung von RGB-Farbraum in HSV-Farbraum
- Erzeuge Histogramm des Hue Kanals unter Berücksichtigung von Gewichtungsfaktoren und Gewichtungsfunktionen:
- Position des Pixels im Bild.
- Value des Pixels.
- Wende Fensterung mit Dreiecks-Fenster auf Hue-Histogramm an.
- Finde Maximum im gefensterten Hue-Histogramm.
- Damit ist der Farbton bestimmt.
- Erzeuge Histogramm verwendeten Saturation in der Umgebung der gefundenen Hue nter Berücksichtigung von Gewichtungsfaktoren und Gewichtungsfunktionen:
- Position des Pixels im Bild.
- Value des Pixels.
- Wende Fensterung mit Dreiecks-Fenster auf Saturation-Histogramm an.
- Finde Maximum im gefensterten Saturation-Histogramm.
- Damit ist die "Sättigung" bestimmt.
- 2 Modi
- Value Peak
- Bestimme Maximum von Value im Bild, sprich die höchste vorkommende "Helligkeit"
- Value Average
- Bestimme Mittelwert von Value im Bild, sprich die durchschnittliche "Helligkeit"
- Helligkeitsanpassung
- Zurückrechnen von HSV-Farbraum in RGB-Farbraum
Filter
Serielles Protokoll
| Kanalnummer | Kanalbeschreibung |
|---|---|
| 0 |
Mitte |
| 1 |
Links |
| 2 |
Rechts |
| 3 |
Oben |
| 4 |
Unten |
