Ziel des Projekts

Eine LED-Beleuchtung hinter der Leinwand, die sich den Farben am Rand anpasst. Hierdurch entsteht der Eindruck eines gößeren Bildes. Durch den sanfteren Übergang von Bildfläche zu Wand schont dies die Augen.

Vorbereitung:

Diese Rollo Leinwand soll ersetzt werden, da Sie wellig wurde.

Grundgerüst der neuen Leinwand

Wandhalterung an Rückseite der Leinwand, um einfaches Montieren zu ermöglichen

Reisegröße

Überdecken der gelben Farbe um LED Farben nicht zu verfälschen

Halterung an der Wand

Testbild zum Ausrichten der Halterung

Beide Halterungen fertig

Letztes Überprüfen der richtigen Position

Da eine Schicht Leinwandstoff zu durchsichtig war, habe ich mich für zwei Schichten entschieden

Die Leinwand ist soweit gut positioniert

Nun Befestigung der LEDS..

..mit Kabelbindern und Kanthölzern.

Die Holzleiste dient auch zum Spannen des Leinwandstoffes

Die LEDS sind am Rand platziert, ohne überzuragen.

Erster Funktionstest erfolgreich!

Implementierung von
Hardware & Software

Die LEDs sind vom Typ WS2801. Dies bedeutet, sie können 16581375 verschiedene Farben annehmen (R,G,B) = (255*255*255). Zusätzlich lässt sich noch die Helligkeit steuern. Das besondere an diesen LEDs ist, dass Sie parallel geschaltet, und somit einzeln ansteuerbar sind. Der angeschlossene Mikrocontroller erhät über ein USB Kabel die Farbinformationen und kann diese an die einzelnen LEDs weitergeben. Ich habe für dieses Projekt einen Arduino Uno gewählt, da dieser relativ günstig ist und die Leistung vollkommen ausreicht. Dies mag zunächst seltsam erscheinen, da eine große Menge an Daten verarbeitet werden muss, jedoch dient der Arduino lediglich als Schnittstelle zwischen PC und LEDs. Die eigentliche Berechnung wird vom PC durchgeführt. So lässt sich eine Bildwiederholungsrate von 60Hz, also 60 Neuberechnungen der Farbe jeder einzelnen LED pro Sekunde erreichen.

Auf den Mikrocontroller wird nun die open-source Software Adalight aufgespielt, welche die seriellen Daten, die der PC sendet an die LEDs weiterleitet.

Die Verkabelung sieht wie folgt aus:

Ich verwende ein 4A, 5V Netzteil, um 100 LEDs zu betreiben. Die Stromversorgung habe ich in meinem Fall mittig geschaltet, also 50 LEDs rechts und links des Netzteils.

Da mein PC nicht in unmittelbarer Nähe der Leinwand steht, verwende ich ein 10m USB Kabel zur Datenübertragung.

Nachdem die Verkabelung abgeschlossen ist, muss die Software am PC konfiguriert werden. Ich verwende die kostenlose Software Prismatik, da diese die beste Performance geliefert hat. Eine ebenfalls kostenlose Alternative ist Ambi Box, hier konnte ich jedoch maximal 30Hz erreichen.

Das Setup der Software ist relativ einfach, wenn auch zeitaufwendig. Sobald der Arduino mit dem PC verbunden ist, sollte Prismatik diesen als Adalight Modul erkennen. Anschließend können die einzelnen Zonen konfiguriert werden, was bei 100 Zonen seine Zeit dauert :).

Nach erfolgreicher Konfigurationen der Zonen sollte noch die Einstellungsdatei, die Prismatik erzeugt schreibgeschützt werden, da Prismatik die Zonen automatisch umarrangiert, sobald sich die Anzahl der Monitore ändert.

Demonstration

Fazit

Die Umsetzung dieses Projektes verlief einfacher als gedacht. Ich bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Dennoch habe ich einige Verbesserungen geplant. Aktuell funktioniert die Hintergrundbeleuchtung nur, sofern das Video Signal von meinem PC stammt. Für Anwendungen, die sowieso auf diesem laufen, stellt dies naürlich kein Problem dar, und beeinflusst auch nicht merkbar die Systemleistung.

Jedoch ist es wesentlich effizienter Videostreaming wie Netflix, Youtube etc. über einen Streaming Stick laufen zu lassen, anstatt dies über den PC laufen zu lassen. Des Weiteren wäre es wünschenswert, wenn es möglich wäre mit allen HDMI Quellen die Hintegrundbeleuchtung zu nutzen. Dies ist realisierbar, in dem die Berechnung der Farben durch einen leistungsstarken Mikrocontroller, statt dem PC durchgeführt wird. Der Raspberry Pi 3 bietet ausreichend Leistung um dies zu bewerkstelligen. Jedoch ist es wesentlich effizienter Videostreaming wie Netflix, Youtube etc. über einen Streaming Stick laufen zu lassen, anstatt dies über den PC laufen zu lassen. Des Weiteren wäre es wünschenswert, wenn es möglich wäre mit allen HDMI Quellen die Hintegrundbeleuchtung zu nutzen. Dies ist realisierbar, in dem die Berechnung der Farben durch einen leistungsstarken Mikrocontroller, statt dem PC durchgeführt wird. Der Raspberry Pi 3 bietet ausreichend Leistung um dies zu bewerkstelligen.

Um jedes HDMI Eingangssignal an diesen weiterzuleiten wird ein HDMI Splitter benötigt, welcher das Signal zum einen an den AV Receiver weitergibt, um Ton und Bild zu verarbeiten, und zum anderen an der Raspberry Pi, welcher das Signal mittels Composite Video Converters analisieren kann.

Diese Umsetzung resultiert in einer enormen Energieeinsparung, sowie einer plattformunabhängigen Hintergrundbeleuchtung. Die Mehrkosten für eine Umsetzung dieser Art belaufen sich auf ca 70€, da zusätzliche Netzteile und Adapter erforderlich sind.