40块钱,显示器“流光溢彩”特效!家中自制,超简单超详细制作流程。

2019-04-25 11:34

最近想给书房来点“光污染”,增强打游戏时的沉浸感于是搜索LED灯,发现如今市面上很多智能化的LED灯带!意思就是灯带上的每颗LED都有一颗独立的IC控制发光和发什么颜色的光。比如米家生态里的Yeelight的灯带,可以通过手机控制显示的颜色和闪烁方式。但是这个灯带有点粗和硬,适合放在灯槽里。于是接着搜索,意外发现飞利浦出了昂贵的“流光溢彩”的电视,在电视背面集成了LED灯带,看电视的时候会根据画面的内容,发出对应的颜色照到后面的墙上,扩展视觉范围。这个创意很赞啊,于是我就想如果显示器也能这样就好了,毕竟单片机控制LED灯,工科生学过插板子应该都接触过,这个方案就是升级版插板子!于是接着搜索,发现了GitHub上的一个项目叫Lightpack,正合我意!研究一番后,成功自制出我所想。

先简单的看下最终效果,有兴趣只花40.5块钱和一杯茶的功夫,来实现这个效果在继续往下看。https://res.wx.qq.com/mpres/htmledition/images/icon/common/emotion_panel/smiley/smiley_0.png btw: 显示器是dell u3419w曲面屏

是不是很炫酷!!还可以客串背景辅助光,墙面反光非常的柔和!看电影的时候眼睛也舒服很多!

废话不多说,下面开始教大家,如何自制这个搭配显示器,或笔记本电脑的溢彩装置,成本只有40.5元!

超级详细,提醒你我踩过的坑!只要有耐心看完,就能自己做一个出来。

以下内容大概三千字,列个提纲先:

  1. 需要的材料

  2. 安装步骤

  3. 结束 

其中第二步 安装步骤,又分为:

  1. 单片机的准备 :a). 安装  b.)烧录程序

  2. 灯带的连接和安装:a). 接灯带 b.) 贴灯带

  3. 桌面端,控制软件的安装与必要设置


需要的材料

1, 单片机控制器;我用的是Arduino Nano(CH340版,13.5元),Arduino UNO或其他同类开发板也可以。

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2, WS2812B灯带;带有独立IC的灯带,长度根据自己的显示器来定,我的显示器长度大概82厘米,在常见的显示器里算是比较长的了,正好用了两米,13.5元/米,总共花费27元。

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3, 5V3A的充电头;我用的手机充电器。灯带比一般的USB设备费电,所以电脑的USB口带不起来,需要额外的独立供电。

tips:一颗LED灯需要0.06A,我选择的灯带,每米有30个灯珠,两米就是60个,0.06*60=3.6A,所以理论上我应该用5V/3.6A的充电头,但是因为我不会把亮度开到最大(怕刺眼),所以5V/3A也够用了。大家先去测量自己的显示器,空开一个边的距离围一圈的长度,来判断需要多长的灯带。

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4,软件、驱动和源码;Arduino编译器,驱动,led源码、桌面端控制软件。这四个文件,我会打包,在本公众号下面回复“流光溢彩”,可以得到下载链接,仅供window10环境下使用。MAC和Linux 的驱动和软件,请到Arduino官网和GitHub自行下载,为避免混淆,我就不一起打包提供下载了。

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5, 辅助料电线和胶布;一根即将被废掉的USB线;因为我用的手机充电头是USB口的。也可以用成品变压器电源,只要输出达标就可以。胶布;电工胶布、透明胶布,都可以,因为是弱电连接,所以也可以用普通胶布凑合用。

制作步骤

分三大步,控制器端准备工作、灯带连接和安装、电脑控制软件设置;

第一步,控制器准备工作

1,安装Arduino Nano

通过附赠的USB线,把 Nano接电脑上后,需要安装驱动,CH341SER.EXE

在电脑的设备管理器中查看端口(此电脑-属性-设备管理器),未安装驱动前显示的是未知设备,安装成功后如下图所示,请记住设备是几号COM端口,我这里是COM4。

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2,烧录 Arduino Nano

驱动安装完毕后,安装并运行Arduino编辑器,目前是1.8.9版本。

先选择“工具”:

开发板 一项,选择 Arduino Nano

处理器 一项,选择Atmega328P-old BootLoader。

端口 一项,选择COM4。(因为我这里是COM4,你那里是哪个端口,在设备管理器查看)

再选择“项目”-“加载库”-“管理库”,搜索“fastled”,安装它!

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装好后,在“管理库”中会出现刚才下载 fastLED,鼠标点击加载它,主窗口的编辑区会出现一些代码,加载成功。

再用记事本打开我提供的文件包里的“Led.txt”,把里面的代码全部复制到编辑器的窗口中。代码中有两个地方得注意,按照自己的实际情况修改。

如下图所示,第一处是你所使用的灯带一共有多少个灯,我这边是60个。第二处是控制端口在几号口,我写了5,不明白的话就跟我一样好了。

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 代码修好之后,点“项目”,选择“验证”,顺利的话,下方黑色区域会出现以下图示的提示。没有报错就是验证通过!

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然后,点击“项目”-“上传”!然后提示上传成功。

到这里控制器就设置完毕了。

第二步,灯带的连接和安装

我买的灯带是2条一米的,所以要连接在一起,灯带的两端自带了公母卡扣,接在一起。

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这里介绍下这几根线:

红色 :正极+

白色 :负极-(接地GND)

绿色 :数据线+

另外多出来的一组红白线,是备用的电源线。用胶布分别缠起来,避免他们碰到一起导致短路。

留一组处于灯带末端红白线不要缠,因为后边要做外接电源的输入。

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因为我的电源是USB接口的,所以我找了条废掉的iPhone数据线,剪开后,把红白线对应的接在灯带的电源线上,如下图所示,记得用胶布先分别缠好,再裹一起。

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接下来做灯带和Nano之间的数据线

考虑下接线方案,数据线一端要接Nano上,而Nano需要通过USB接电脑上,同时Nano还需要接一根地线(白线),所以结合自己的电脑上USB接口的位置,变通的合理布局。

灯带的数据线是绿色的线,找到灯带的母口(被针脚X入的…https://res.wx.qq.com/mpres/htmledition/images/icon/common/emotion_panel/smiley/smiley_41.png),找个尖锐物按住侧面的亮片,可以拔出这根线,顺便把白色的接地线也拔出来,做为Nano的地线连接。

注意:一定得是母口!因为数据只能从公口出,流向母口!电脑通过Nano把控制信息发给灯带。

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下面是灯带的数据线和地线,与Nano的连接。我在接线柱后面放了一张小纸条,是为了让大家看清楚,区别于其他的针脚。也可以用胶带固定下,总之别让绿线和白线碰到Nano上其他的针脚就可以。

因为我之前在“led.txt”代码里,写了数据输出在5号针脚,所以现在灯带绿色的数据线接在Nano的D5,白色的地线接在GND。如下图所示:

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tips:如果灯光不受控乱闪,八成是Nano的白色地线没接上。

到这里,灯带与Nano控制器的连接就完成了。

接下来,把灯带装显示器上去!

我的显示器背后最中间的下方是空的,显示器的电源线和视频线都在这里,所以这里我没有安排贴灯珠。

为了更好的说明怎么贴,我画了张显示器后面的图!蓝色就是灯带,黄色是灯珠!灯条后面自带3M胶,看样子贴好就行了。如果长了,就从不接电源的末端用剪刀剪掉,建议最后做理线清理工作时再剪。

↓ 灵魂画手泰迪仔上线 ↓

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先把Nano通过USB接在电脑上,现在很多显示器背部都有USB接口,Nano也是可以接在这里的。我觉得接显示器背后更方便理线。灯带的电源线可以跟显示器的电源线绑在一起,顺到插线板。

需要注意的是:如果Nano插在了与之前写程序时不同的USB端口,比如之前插在机箱前端的USB口,现在换到了显示器后面的USB接口,那么此刻Nano在电脑中的COM端口也会改变。程序烧录完毕的话可以先不管,但是后面配置桌面端的时候,软件里需要设置成对应的COM端口。还是在设备管理器中查看下比较保险。

下图是我贴的,歪歪扭扭~

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桌面端控制软件的安装与调试!

坚持啊,到最后了!

安装 Prismatik ,这个软件不支持32位系统。也没有中文!

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ok,继续~

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选上,一路Next,继续。

安装完毕后,会直接弹出配置向导,如果没有弹出,就去点桌面右下角,有个https://res.wx.qq.com/mpres/htmledition/images/icon/common/emotion_panel/smiley/smiley_75.png月亮图标,点它,Settings

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下面是点 Setting后弹出的界面,在Device页面,点“Run Configuration wizard”,打开设置向导

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第一步,默认第二项,Next继续~

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第二步,选第一个!Adalight ~

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第三步,第一项填入Nano此时在电脑中的COM口。不确定的话,就去设备管理器里再看一眼。

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第四步,默认的第一个,继续 Next~

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第五步,区域设置!最关键的一步,需要一定的耐心!!!
灯带一会儿显示的颜色对不对,效果好不好,在此一举!
如下图所示:

https://cdn.china-scratch.com/timg/190427/1134391031-28.jpg

图中的60,意思是我用的灯带有60颗灯珠,其他先默认即可,别着急点Next!

屏幕周围一圈,有一些写着数字的灰色格子
每个格子都代表一个灯珠。输入60后,会出现60个格子(左上角堆了一行)。
我们需要手动一个个的把这些格子放在屏幕边缘合适的位置。(耐心耐心耐心!)

如何得知合适的位置?

在前面,我们已经贴好了灯条,现在去后面数一下,长和宽,大概各有几个灯珠。

我的显示器是:两个边上各10个左右,顶边25个左右。拐角那个地方不知道算上还是算下,不过这个不重要了,知道大概的数量就行。

知道数量后,用你们的屏幕分辨率做个除法。

比如我的分辨率是3440 x 1440;1440/10=144,所以左右两边的格子的高度大概定为144,3440/25=137.6,顶边的格子长度大概定在137就行。还剩下18个格子,显示器下放,两边各9个。最终每个格子的大小,其实都差不多。一个个摆放整齐,纯手动操作哦,慢慢来。

我这边的最终的效果如下图:

https://cdn.china-scratch.com/timg/190427/11343914N-29.jpg

看不清?没事的,反正一圈灰色的,就是小格子了。


到这里还没完工!

上面只是粗略排了下格子,下面我们再细微调整下!

Nano接电脑USB接口,灯带接通电源后,灯条应该就有光了。

这里的格子,应该直接一一对应后面的灯珠,微调格子的位置,使之位置对准。用鼠标点格子,后面对应的灯珠会闪光,这时就得站显示器侧面,不停的点着一个格子,同时去后面看一个,如果发现格子的位置偏了,就挪一下。

如果你之前是按照我说的分辨率除法排列的格子,那么大概只需要检查四个角就可以,其他的肯定都能对上。

格子的面积是感受屏幕颜色的区域,格子越大,灯带变色的反应就越明显,但是面对复杂画面时的精度有所会降低。

格子最好不要重合,不然就是显示一样的颜色了。

完成点下一步,White Balance 这个是白平衡。

我买的这个灯带可能是因为太廉价了,白平衡无法调节,怎么调节都是那个样,而且白色偏色,略发蓝!不苛求了。如果你的灯带可以调整白平衡,请尽量把白色调整到接近白色在现实中的感觉。

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点 Finish 结束,到这里连接和安装的部分都结束了!

结束语

经过上面的一系列,现在基本就可以用了!

--end--

后记,小编朋友公司研发了一个游戏化的少儿编程在线课程(5-12岁),游戏化教学结合scratch(一款在线少儿编程工具,类似乐高的积木拼搭),我家娃娃学了几次课,非常喜欢(超预期),16次课才200多块钱,对锻炼孩子的思维能力和动手动力很有帮助。

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