Ambilights

Effektvolles Lichtspiel mit Ambilights

Der Begriff Ambilight kommt aus dem Englischen und setzt sich aus ambient für Umgebung und light für Licht zusammen. Dementsprechend handelt es sich bei Ambilight um eine Methode, die Umgebung, beispielsweise die eines Monitors oder Fernsehers, mit Licht zu untermalen.

Entwickelt wurde diese Technologie von Philips, mit dem Ziel, das Gerätesichtfeld von Fernsehern zu vergrößern. Dadurch sollen zum einen die Augen des Betrachters geschont werden und zum anderen entsteht ein schöner visueller Effekt, der gerade in dunklen Räumen das Film-, Serien- und Gaming-Erlebnis stimmungsvoll unterstreicht.

Was sind Ambilights?

Ambilights sind verschiedenfarbige Beleuchtungsröhren, z. B. LED-Streifen an der Rückseite eines Bildschirmes, die entweder bereits fest installiert sind oder vom Verbraucher nachgerüstet werden. Erfinder der Ambilights ist das Unternehmen Philips, das diese Technologie erstmals 2004 in seinen Fernsehern verbaute. Damals musste der Nutzer noch per Fernbedienung selbst die Farbe der Hintergrundbeleuchtung auswählen. Eine intuitive Adaption an den Bildschirminhalt sowie eine Einteilung in unterschiedliche Sektionen fehlte noch.

In der zweiten Generation der Ambilight-Technologie, in der die LED-Beleuchtung seitlich angebracht ist, wählen die Leuchtmittel selbstständig und in Echtzeit eine Hintergrundfarbe aus, die sich nach der dominierenden Farbe des Bildes richtet. Schaust Du beispielsweise eine Dokumentation über die Artenvielfalt im Mittelmeer, wird der Hintergrund des Fernsehers seitlich blau beleuchtet, weil die dominierende Farbe Blau ist.

Mit dem Jahr 2008 erweiterte Philips das Farbspektrum seiner Ambilights-Technologie, indem die seitlich angebrachten RGB-LEDs in zwei Sektionen aufgeteilt wurden. Diese Neuerung lief unter den Namen Ambilight Spectra und hatte den Vorteil, dass die Seitenbereiche unterschiedliche Farben für die obere und untere Hälfte wiedergeben konnten.

Zur Verdeutlichung ein Beispiel: Stell Dir eine leicht hügelige grüne Landschaft mit strahlend blauem Himmel vor. In Deiner Vorstellung sind die dominierenden Farben im unteren Bereich grün und im oberen mit Sicherheit blau. Übertragen auf einen Fernseher mit Ambilight Spectra bedeutet dies, dass die Seitenbereiche jeweils oben die Hintergrundfarbe Blau und unten Grün darstellen. In der dritten Version der Spectra-Technologie erweiterte Philips das System um weitere Leuchtdioden an der Oberseite seiner Fernseher.

Mittlerweile ist die Technologie so weit ausgereift, dass die Leuchtdioden punktgenau und in unterschiedlichen Farben den Bildschirminhalt in Echtzeit wiedergeben. Dabei reagieren die LEDs nicht nur auf das jeweilige Farbspektrum, sondern erhöhen oder senken gleichzeitig ihre Helligkeit, wodurch das erlebte Bild sich über den Bildschirmrand ausweitet. Es findet also eine Vergrößerung der Bildwahrnehmung statt. Gleichzeitig unterstreichen die intuitiven RGB-LEDs gekonnt die jeweilige Stimmung des Geschauten, wodurch das Film- oder Gaming-Vergnügen intensiviert wird.

Genau aus diesem Grund ist Ambilight grundsätzlich nur für Bildschirme geeignet. Das Zusammenspiel zwischen Bildschirminhalt und an der Rückseite eines Monitors oder Fernsehers installierten RGB-LEDs verschafft Dir die gewünschte Tiefe und Intensität des Farbspektrums. Darin liegt der besondere Reiz des Ambilight. Natürlich kannst Du trotzdem LED-Streifen an Wandboards, Vitrinen, Hängeschränken und Ähnlichem anbringen und diese mit Deinem Bildschirminhalt synchronisieren. Jedoch verfehlen sie dann den eigentlichen Zweck der Bildschirmvergrößerung und dienen vielmehr der stimmungsvollen Beleuchtung Deines Raumes.

Um in den Genuss von Ambilights zu kommen, musst Du jedoch nicht zwingend ein Philips Produkt kaufen. Du kannst ebenso Deinen bestehenden Fernseher oder Monitor mit einer solchen Hintergrundbeleuchtung nachrüsten. Dafür gibt es verschiedene Varianten. Die einfachste wäre die Ausstattung mit dem Philips Hue-System, das aus verschiedenen Boxen besteht, die individuell aufgestellt werden können. Die etwas kompliziertere Methode ist die DiY-Lösung, bei der Du Dir selbst ein Ambilight für Dein PC-Monitor oder Deinen Fernseher baust.

Was ist der Vorteil von Monitoren und Fernsehern mit fest integrierten Ambilights?

Monitore und Fernseher mit fest integrierten Ambilights existieren nur von dem Hersteller Philips und sind somit ein Alleinstellungsmerkmal der Firma. Der Vorteil dieser Variante ist, dass Du als Konsument ein sofort einsatzbereites Produkt erhältst, dessen einzelne Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind.

Schon der Blick auf die Rückseite des Fernsehers oder RGB-Monitors ist wesentlich angenehmer als bei der DiY-Lösung. Durch die fest integrierten Ambilights sind keine störenden Kabel oder Controller auf der Rückseite sichtbar, die beim Nachrüsten zwangsläufig anfallen.

Des Weiteren sind die RGB-LEDs bei den Philips Produkten mit Ambilight leicht angewinkelt angebracht. Dadurch beleuchten sie einen wesentlich größeren Raum im Hintergrund des Monitors oder Fernsehers, was den Farbeffekt verstärkt.

Nicht zu unterschätzen sind zudem die Features, die mit fest integrierten Ambilights einhergehen. Neben dem dreiseitigen Ambilight-System, das sich in Echtzeit auf die Farbgebung des Bildschirms anpasst, werden zusätzlich ein Musik- und Gaming-Modus angeboten.

Beide Modi sind speziell auf ihr Terrain ausgerichtet. In dem Musik-Modus reagieren die RGB-LEDs im Hintergrund nicht auf die Farben des Bildschirms, sondern auf den Rhythmus der abgespielten Musik. Dadurch erlebst Du Deine MP3s oder Deine Musikalben in einer wunderschönen Lichtershow, die jeden gemütlichen Abend oder die nächste Geburtstagsfeier effektvoll bereichert.

Der „Spielmodus“ bzw. Gaming-Modus wiederum ist direkt auf die Anforderungen von Gamern abgestimmt. Viele Spiele beinhalten actionreiche und schnell wechselnde Szenen. Die gebotene Atmosphäre wird dabei maßgeblich durch das Spiel der Farben oder der Helligkeit erreicht. Der Gaming-Modus unterstützt diese Ansprüche, indem er besonders schnell auf die sich ändernden Bildsequenzen reagiert. Dadurch wird das Zocken am Fernseher zu einem noch intensiveren Erlebnis.

Doch was bieten die Monitore von Philips mit fest integriertem Ambilight? Die Monitore von Philips mit RGB-Hintergrundbeleuchtung laufen unter dem Produktnamen Momentum und sind in unterschiedlichen Größen erhältlich. Das fest integrierte Ambilight wird hier als Ambiglow bezeichnet und bietet eine vierseitige Farbuntermalung des Bildschirms.

Die 4K-UHD-Bildschirme der Momentum-Serie sind in den Größen von 27 bis 55 Zoll erhältlich und eignen sich aufgrund ihrer Spezifikationen perfekt für die nächste Gaming-Session. Features wie eine UltraClear-4K-UHD-Auflösung erwecken Grafiken und Bilder förmlich zum Leben. Unterstützt wird dies durch die Quantum-Dot-Technologie, die Blau-, Grün- und Rottöne so lebendig wie nie zuvor wiedergibt.

Durch das Zusammenspiel von Farbintensität und Ambiglow verleihst Du Deinem Filmerlebnis oder Deinem nächsten Gaming-Abend eine dreidimensionale Tiefe, die Dir nur Monitore mit Ambiglow liefern können.

Was ist der Vorteil von vorgefertigten externen Produkten?

Um den Fernseher oder Monitor mit Ambilight aufzurüsten, muss nicht unbedingt selbst Hand angelegt werden. Eine einfache und simple Methode ist die Verwendung eines externen Gerätes zur Hintergrundbeleuchtung. Der Vorteil besteht darin, dass die Montage denkbar bequem vonstattengeht. So ein externes Produkt bietet der Hersteller Signify, der ehemals zum Mutterkonzern Philips gehörte, an. Mit der am 15.10.2019 erschienenen Philips-Hue-Box lässt sich das Ambilight-Feeling so leicht wie nie installieren.

Die kleine schwarze Box wird zwischen Endgerät und Leuchtmittel geschaltet und anschließend per App gesteuert. An der Box selbst befinden sich vier HDMI-Eingänge, ein HDMI-Ausgang und ein USB-Port sowie der Anschluss für das Netzteil. An den vier HDMI-Buchsen können Spielekonsolen, TV-Receiver, Blu-Ray-Player, Notebooks oder Streaming-Geräte wie beispielsweise Fire-TV, Google Chromecast oder Apple TV angedockt werden. Je nachdem, von welchem Gerät der Inhalt abgespielt werden soll, schaltet die Box automatisch auf dieses um, sodass die RGB-Hintergrundbeleuchtung mit dem Fernseher oder Monitor synchronisiert wird.

Wer sein Fernsehprogramm per Sat, Kabel oder Antenne empfängt, muss einen Receiver zwischenschalten, weil Fernseher und Monitore das Signal nicht an die Box senden. Dasselbe gilt für Streaming-Dienste wie Amazon Prime Video und Netflix, die auf dem Fernseher vorinstalliert sind. Anders verhält es sich mit Streaming-Sticks. Diese werden bequem an den entsprechenden USB-Port der Philips-Hue-Play-HDMI-Sync-Box angeschlossen, wodurch das Signal direkt an die Box gesendet wird.

Um Fernseher oder Monitor nun mit der richtigen Beleuchtung auszustatten, werden noch die entsprechenden Leuchtmittel benötigt. Diese liefern Dir die Hue-Play-Lightbars, LightStrips oder die Hue-Go-Lampen. Die Lightbars stellen sich als kleine Leisten dar, die bequem neben oder hinter das zu beleuchtende Gerät aufgestellt oder gelegt werden können. Die LightStrips werden direkt am Endgerät angebracht, sodass eine individuelle Beleuchtung möglich ist. Die Hue-Go-Lampen wiederum lassen sich beliebig im Raum verteilen, sodass Du auch hier freie Hand darüber hast, was Du wirklich beleuchten möchtest und vor allem wie viel.

Abgesehen von Filmen und Games synchronisieren sich Lightbars, LightStrips und smarte Lampen auch mit Musik. Die Leuchtmittel variieren ihre Farbe und Helligkeit je nach Rhythmus und Intensität der Musik. So kannst Du ganz entspannt Deinem Lieblingsinterpreten lauschen, während Du das Farbspiel betrachtest oder für die nächste Feier gleich die richtige Stimmung durch gute Musik und Discofeeling aufkommen lässt.

Kurz gesagt: Der Vorteil der Philips-Hue-Play-HDMI-Sync-Box ist, dass Du auf eine einfache Weise nicht nur Deinen Fernseher oder Monitor, sondern gleich Deinen gesamten Entertainment-Bereich mit einer stimmungsvollen Beleuchtung aufwerten kannst. Die Installation ist denkbar schnell und simpel. Denn aufwendiges Zuschneiden von LED-Streifen, handwerkliches Geschick beim Verlöten von Komponenten sowie technisches Grundwissen sind nicht nötig.

Alternativen zu Philips-Produkten:

Was ist der Vorteil der Do-it-Yourself-Lösungen?

Do-it-Yourself-Lösungen haben ihre Vor- und Nachteile. Ein deutlicher Nachteil für jeden, der nicht gern bastelt, ist eindeutig der Zeitaufwand. Während vorgefertigte Produkte sich zumeist mit wenigen Handgriffen installieren lassen, sind DiY-Lösungen teilweise nervenaufreibend und verlangen häufig mehr Aufmerksamkeit als am Anfang gedacht.

Der Vorteil der Selbstbau-Varianten ist jedoch, dass Du als Bastler selbst entscheidest, welche Komponenten Du verwendest. Dadurch bleibt Dir viel Gestaltungsfreiheit offen. In Bezug auf unser Thema beginnt es mit der Auswahl der RGB-LED-Stripes. Diese existieren in zahlreichen Varianten, sodass allein schon bei diesem Punkt der DiY-Variante ein großer Spielraum besteht. Hier stellt sich nämlich die Frage, ob Stripes mit eng aneinander liegenden LEDs oder eher Stripes mit größerem Abstand zwischen den LEDs bevorzugt werden.

Die LED-Stripes vom Typ APA 102 bieten Dir beispielsweise eine sehr große Anzahl an RGB-LEDs auf kleinstem Raum, sodass Du mit diesen Stripes bereits von Haus aus eine höhere Intensität erreichst als mit dem Typ WS2812. Ob Du genau diesen Effekt erreichen möchtest, obliegt natürlich ganz Dir.

Ein weiterer Vorteil an der DiY-Lösung ist, dass Du selbst bestimmst, welche Bereiche des Monitors oder Fernsehers von hinten beleuchtet werden sollen. Vielleicht empfinden Du es als störend, wenn die Unterseite eines Bildschirms durch Hintergrundlicht in Szene gesetzt wird. In diesem Fall würdest Du im unteren Bereich keine LEDs anbauen.

Der größte Pluspunkt bei der DiY-Variante ist jedoch, dass jeder Bildschirm, egal von welchem Hersteller, auf diese Weise mit Ambilight ausgestattet werden kann. Durch die Verwendung eigenständiger Controller wird die Hintergrundbeleuchtung in Echtzeit mit dem Bild abgestimmt, sodass lediglich der Empfang des Signals sichergestellt werden muss.

Im Vergleich zu integrierten Ambilights haben die DiY-Lösungen den großen Vorteil, dass schwarze Szenen im Hintergrund wirklich schwarz bleiben, d. h. die LEDs sind in diesem Fall ausgeschaltet. Bei integrierten Systemen ist die Lichtintensität durch die abgewinkelten LEDs so hoch, das dunkle Bereiche nie 100-prozentig dunkel sind. Das ist vor allem bei Horrorfilmen oder düsteren Spielen störend. Durch die abgedunkelten Bereiche wird bei der DiY-Variante die Stimmung effektvoll unterstrichen und das Gruselerlebnis erfährt eine ganz neue Dimension.

Die Selbstbau-Anleitung für Ambilights

Ambilights selbst zu bauen, ist eine interessante Angelegenheit, die viel Gestaltungsfreiheit offen lässt. Doch eins vorab: Es ist nicht unbedingt einfach und handwerkliches Geschick sowie ein gewisses technisches Verständnis sind vonnöten. Wir werden an dieser Stelle Schritt für Schritt erläutern, wie Du mit RGB-LEDs Monitore und Co. mit Ambilights ausstattest. Dafür haben wir uns zwei Varianten ausgesucht. Die erste arbeitet mit dem Arduino Uno-Board und zielt vorwiegend auf die effektvolle Beleuchtung von Monitoren ab. Die zweite Variante verwendet das Raspberry Pi-Board, das für alle Geräte mit OSMC (Open Source Media Center) geeignet ist.

Sowohl bei dem Arduino Uno als auch dem Raspberry Pi handelt es sich um Boards, die ursprünglich zum Experimentieren für Schüler und Studienanfänger gedacht waren. Mithilfe dieser Mikro-Controller sollte das Programmieren spielerisch erlernt werden, sodass der Einstieg in die Programmiersprache leichter vonstattengeht. Beide Typen besitzen ungefähr die Größe einer Kreditkarte und sind je nach Modell mit unterschiedlichen Komponenten und Schnittstellen ausgestattet. Daher eignen sich beide Varianten perfekt für technische Spielereien, DiY- und IoT-Projekte sowie für das Prototyping. Nicht selten werden sie für bestimmte Aufgaben sogar kombiniert eingesetzt, sodass jedes Board seine Stärken ausspielen kann.

Ambilights mit dem Arduino Uno

Um einen Monitor mit Ambilights auszustatten, werden verschiedene Komponenten benötigt, damit das Projekt reibungslos starten kann.

Dazu zählen:

  • individuell adressierbare LED-Stripes (Bsp. BTF-LIGHTING WS2812B)
  • Arduino Uno (Controller)
  • 5-V-Netzteil (optional)
  • USB-Verlängerungskabel (optional)
  • Isolierband
  • 2 x GPIO Kabel (Männlich)
  • Lötkolben
  • Lötkabel
  • Lötzinn
  • doppelseitiges Klebeband
  1. Schritt – LED-Strip kürzen

Zunächst einmal musst Du wissen, wie viele LED-Streifen Du für Deinen Monitor benötigst. Dazu legst Du am besten den Strip an den Seiten Deines Monitors an und zählst die einzelnen Streifen ab. Für einen 24-Zoll-Monitor brauchst Du für die Oberseite 16, links und rechts jeweils 9 und 10 Stück unten. Das ergibt insgesamt 44 LED-Streifen. Die Anzahl an der Unterseite kann je nach Monitor und Standfuß unterschiedlich ausfallen.

Im Anschluss muss der Strip gekürzt werden. Dazu durchtrennst Du mit einer Schere den Strip nach 44 Streifen an seinen Kontakten. Die LED-Streifen können an dieser Stelle mit doppelseitigem Klebeband direkt an den Monitor angebracht werden. Nachteil dieser Methode ist, dass der Strip an den Ecken verdreht. Wer sich daran nicht stört, kann diese Variante gern wählen.

Andernfalls müssen die einzelnen Streifen mit einem Lötkabel und Lötzinn miteinander verbunden werden. Wie das funktioniert, erfährst Du im darauffolgenden Kapitel zum Thema Raspberry Pi. Der Vorteil dieser Variante ist, dass umgebogene LED-Streifen in den Ecken vermieden und insgesamt weniger LED-Streifen benötigt werden.

Wenn Du alle Streifen miteinander verlötet hast, verbindest Du die Enden, wie im folgenden Abschnitt beschrieben, mittels GPIO-Kabeln, sodass eine Verbindung zum Netzteil und Controller hergestellt werden kann.

  1. Schritt – Kabel verbinden

Für unsere Variante des LED-Strips haben die LED-Streifen zwei Anschlüsse. Es existieren ein Stecker, der drei Adern aufweist, die für die Steuerung zuständig sind, und zwei Adern für den Stromanschluss. Die beiden letztgenannten sind zumeist rot und weiß und sollen direkt mit dem Netzteil verbunden werden. Dabei steht das rote Kabel für den 5V+-Kontakt des LED-Streifens, der an den Plus-Pol des Netzteils angeschlossen werden soll. Die weiße Ader ist zur Erdung gedacht. Sie kommt in den Minus-Pol des Netzteils.

Achte stets darauf, dass Du die Kabel richtig miteinander verbindest. Die Farbe der Adern kann je nach LED-Strip unterschiedlich ausfallen!

Optional: Die Stromkabel können auch direkt am Adruino Uno angeschlossen werden. Ob das jedoch in jedem Fall funktioniert, ist abhängig von der Anzahl der LEDs und dem verwendeten Netzteil.

Der Stecker mit den drei Adern kann getrost abgeschnitten werden, da lediglich die Kabel mit GND und DO/DIM benötigt werden. Diese isolieren wir ab und verlöten sie mit den GPIO-Kabeln. Der Stecker des GPIO-Kabels mit dem GND-Anschluss muss in die entsprechende Buchse des Adruino Uno, also ebenfalls GND. Das andere kommt in den Pin 6-Anschluss. Das dritte Kabel isolierst Du mit Isolierband.

Nun kann der Adruino Uno mit doppelseitigem Klebeband am Monitor befestigt sowie das USB-Kabel mit dem Arduino Uno und dem Monitor verbunden werden.

  1. Schritt – die Programmierung

Kommen wir nun zum kniffligen Part, der Programmierung. Um Deinen Arduino Uno auf die RGB-LEDs zu konfigurieren, benötigst Du eine Reihe von Programmen, durch die wir dich Schritt für Schritt leiten.

Lade Dir die Software Arduino IDE kostenlos herunter, die zur Programmierung dient. Nach der Installation des Programmes gibt es eine wichtige Einstellung. Als Erstes muss das richtige Board ausgewählt werden. Dazu gehst Du auf den Reiter Werkzeuge und wählst die Option Board. Jetzt erscheinen mehrere Typen. Klicke auf Arduino/Genuino Uno, falls dieses nicht vorab erkannt wurde.

Im nächsten Schritt lädst Du die Software FastLED herunter. Sie dient der Steuerung der LEDs. Entpacke die Datei und speichere sie in dem Ordner „libraries“ der Arduino IDE. Normalerweise befindet sich dieser in Deinem Windows-Explorer in dem Ordner Dokumente.

Des Weiteren benötigst Du das Programm Adalight. Das muss direkt über das Arduino IDE geöffnet werden. Im Folgenden wirst Du einen Code sehen, der nur geringfügig verändert wird. Ganz am Anfang findest Du die Zeile „#define NUM_LEDS 240. Die 240 steht für die Anzahl der LEDs. Diese änderst Du in die Anzahl der von Dir montierten LEDs. In unserem Fall sind das 44.

Jetzt erwarten dich noch zwei weitere Schritte. Lade Dir das Programm namens Prismatik herunter. Dieses dient später dazu, dem Controller die einzelnen RGB-LEDs zuzuweisen.

Zum Schluss mustt Du noch überprüfen, ob Dein Arduino Uno mit dem richtigen Port verbunden ist. Dazu wählst Du im Arduino IDE den Reiter Werkzeuge aus und schaust in dem Unterpunkt Port, ob der richtige Eintrag gewählt ist. Dies sollte wie folgt aussehen: COM4 (Arduino/Genuino Uno). Die Port Nummer selbst ist irrelevant. Orientiere dich an dem Arduino/Genuino Uno in den Klammern. Wenn Du den passenden Port gefunden hast, klicke auf Hochladen und das Programm wird auf Deinen Arduino Uno übertragen. Im Anschluss sollten die LED-Streifen dreimal in unterschiedlichen Farben blinken.

  1. Schritt – das Einrichten von Prismatik

Jetzt ist es fast geschafft. Starte Prismatik und den Einrichtungs-Wizard. Nun erscheinen mehrere Punkte, die erneut schrittweise absolviert werden. Als Nächstes wirst Du nach dem connected device gefragt. Klicke an dieser Stelle auf Adalight und springe per Next-Click zur nächsten Frage.

Hier wird der Serial-Port-Anschluss benötigt. Gib Deinen Port-Anschluss an, zum Beispiel COM3. Unter Baudrate wählst Du die Option 115200 und im Folgenden Dein Farbformat. Da wir RGB-LEDs verbaut haben, vermerken wir hier ebenfalls RGB und klicken erneut auf Next.

Nun erfragt der Wizard, welchen Monitor Du nutzen möchtest. Wenn nur ein Monitor angeschlossen ist, sollte nur Monitor 1 zur Auswahl stehen. Nutzt Du mehrere Monitore gleichzeitig, musst Du im folgenden Schritt ein neues Profil für diesen anlegen. Andernfalls überspringe die Abfrage.

Zum Schluss möchte der Wizard noch wissen, wie Du die LED-Streifen angebracht hast, d. h. oben, unten und/oder seitlich. Unter Top gibst Du die Anzahl der LEDs auf der Oberseite Deines Monitors, in unserem Fall 16, an. Side steht für die Seitenbereiche. Hier reicht es, die Anzahl einer Seite einzutippen, weil beide Seiten miteinander synchronisieren, somit neun Stück. Mit Bottom gibst Du die LEDs an der Unterseite an. Des Weiteren stehen Dir noch die Optionen Thickness, für die Breite der Bereiche, und Stand width, für die Größe des Standfußes, zur Verfügung. Zu guter Letzt ein Klick auf Next und die Installation ist abgeschlossen.

Erfreue dich nach etwas langwieriger Arbeit und Programmierung endlich an Deinem selbst gebauten RGB-Monitor mit Ambilight und genieße das effektvolle Farbspiel bei Deiner nächsten Gaming-Session oder dem nächsten Blockbuster. Viel Spaß damit.

Ambilights mit dem Raspberry Pi

Wie schon beim Arduino Uno benötigen wir beim Raspberry Pi ebenfalls verschiedene Komponenten, um einen Monitor oder Fernseher mit Ambilight auszustatten.

Daher werden folgende Materialien gebraucht:

  • Raspberry Pi 2 oder 3
  • RGB LED-Stripe
  • Netzteil 5V
  • Netzkabel
  • Jumperkabel
  • OEM Lötkabel (Variante 1)
  • Eckverbindung (Variante 2)
  • Schaltdraht
  • Lötkolben
  • Lötzinn
  1. Schritt – LED-Stripe kürzen

Auch an dieser Stelle muss der Monitor, der mit einer effektvollen Hintergrundbeleuchtung ausgestattet werden soll, vermessen werden, damit Du weist, wie viele Streifen Du benötigst. Nachdem Du die passende Anzahl der Streifen ermittelt und diese zurechtgeschnitten hast, wird nun gelötet. Dazu brauchst Du einen Lötkolben, Lötzinn und OEM Lötkabel.

Vorab sei noch angemerkt, dass Du keinesfalls jeden Streifen einzeln zusammenlöten musst. Es reicht durchaus aus, wenn Du den LED-Stripe nach den Maßen Deines Monitors für die Ober- und Unterseite sowie den Seitenbereichen zuschneidest. In diesem Fall mustt Du nur die Ecken mit Lötkabeln verbinden. Doch kommen wir zum Löten.

  1. Schritt – das Löten und Verbinden der Stripes

Das Lötzinn erhitzt Du mit dem Lötkolben und lässt es vorsichtig auf den Kontaktpunkt tröpfeln. Davon gibt es an jeder Seite des LED-Streifens vier. Danach steckst Du schnell das Lötkabel in den Tropfen, bevor er aushärtet. Die Anzahl der Kontaktpunkte kann je nach Stripe-Art variieren, sodass sie entweder vier oder drei Konnektoren aufweisen. Das Prozedere wiederholst Du mit allen Kontaktpunkten Deiner LED-Streifen, sodass eine durch Kabel verbundene LED-Kette entsteht.

Beim jeweils ersten und letzten Streifen verlötest Du ebenfalls je ein Lötkabel am oberen (vcc/+5V) und unteren (GND) Konnektor.

Die beiden Kontaktpunkte dazwischen werden beim letzten LED-Streifen frei gelassen. Das hat den Hintergrund, dass die LED-Kette zum einen eine Stromversorgung benötigt und zum anderen einen Anschluss an den Controller, der durch die beiden inneren Konnektoren des ersten LED-Streifens sichergestellt wird. Dementsprechend müssen beim ersten LED-Streifen auch die inneren Konnektoren durch ein Lötkabel verbunden werden.

Tipp: Falls Du nicht so viel Löten möchtest, dann verwendest Du Eckverbindungen! Beachte aber, dass Du dadurch an den Ecken des Monitors keine LEDs hast.

Nun können die LED-Stripes an der Monitorrückseite angebracht werden. Achte bitte unbedingt auf die Laufrichtung der LEDs. Diese wird später für die Programmierung wichtig. Manche LED-Stripes besitzen einen Pfeil, an dem die Laufrichtung einfach zu entnehmen ist. Das ist jedoch nicht immer der Fall. Sollte bei Dir kein Pfeil zu sehen sein, erkennst Du den Beginn eines LED-Streifens an dem größeren schwarzen Kasten.

Bei unserer Variante mit dem Raspberry Pi sollen natürlich auch der Stromanschluss und die Verbindung zum Controller hergestellt werden.

Für den Stromanschluss verwendest Du die beiden oberen Lötkabel (vcc/+5V) und verdrehst deren Enden miteinander. Diese werden in den Plus-Pol eines Adapters gesteckt und mit einer Schraube in der Wuchtung verschlossen. Der Adapter wird an späterer Stelle mit dem Netzteil verbunden. Das Gleiche gilt für die beiden verbliebenen Kabel. Sie gehören jedoch in den Minus-Pol des Adapters und dienen dementsprechend der Erdung.

Die Verbindung mit dem Controller erfolgt beim Raspberry Pi erst zum Schluss, da dieser vorab programmiert werden muss.

  1. Schritt – das Programmieren

Auch zum Programmieren benötigst Du Hilfsmittel:

  • Maus (zum Programmieren)
  • Tastatur (zum Programmieren)
  • Laptop/PC (zum Programmieren)
  • Raspberry Pi Gehäuse (optional)
  • MicroSD-Karte
  • HDMI-Kabel

Sind alle Utensilien vorhanden, kann das Programmieren beginnen. Dies ist erneut keine ganz einfache Angelegenheit. Weshalb eine Schritt-für-Schritt-Anleitung erfolgt.

Bevor die eigentliche Programmierung starten kann, muss die Speicherkarte für den Raspberry Pi konfiguriert werden. Der Hintergrund ist recht simpel. Der Raspberry Pi enthält werkseitig keinerlei Installation. Daher übernehmen wir das. Dazu steckst Du die MicroSD-Karte in den Kartenleser Deines PCs oder Laptops.

An dieser Stelle benötigst Du ein OSMC (Open Source Media Center), das sozusagen als Operating System fungiert. Dabei hast Du die Wahl zwischen verschiedenen Anbietern, wie beispielsweise OpenELEC, LibreELEC, RasPlex, OSMC und vielen mehr. Wir wählen den zuletzt genannten.

Lade Dir OSMC herunter und wähle nach dem Öffnen „Disk Images“. Hier klickst Du erneut auf die neueste Version für Deinen Raspberry Pi 2/3 und downloadest diese. Im nächsten Schritt benötigst Du Winrar oder Winzip zum Entpacken der Datei „OSMC_TGT_rbp2_xxxxxxxx.img“.

Im Folgenden wird erneut ein weiteres Programm zum Beschreiben der MicroSD-Karte benötigt. Unsere Empfehlung ist Win32DiskImager, den Du ebenfalls herunterlädst und installierst. Öffne nach der Installation das Programm, wähle die vorab extrahierte .img-Datei aus. Klicke auf das SD-Karten-Laufwerk, um die Karte zu beschreiben. Ist der Vorgang abgeschlossen, kann die MicroSD-Karte in den Raspberry Pi gesteckt werden.

Zuerst lädst Du das Programm Hyperion herunter, das zur Konfiguration unseres Ambilight dient. Da die Hyperion-Software als Jar-Datei daherkommt, musst Du es mit Java öffnen. Wer kein Java auf seinem PC oder Laptop hat, findet das Programm im Internet zum Download.

Verbinde den Raspberry Pi mit Deinem PC oder Laptop und öffne den Raspberry Pi-Desktop. Dort klickst Du auf das „Control“-Fenster, wo Du oben links ein kleines Icon entdecken wirst. Von diesem erfährst Du die IP-Adresse Deines Raspberry Pis, die Du im Anschluss benötigst. Oben rechts findest Du wiederum eine kleine Himbeere. Klick diese an. Gehe daraufhin auf „Raspberry Pi Configuration“ und wähle „Interfaces“. Unter dem Unterpunkt setzt Du bei SSH ein Häkchen auf „Enable“, womit Du eine sichere Netzwerkverbindung auf Deinem Raspberry Pi aktiviert hast.

Öffne nun Hyperion und wähle die Schaltfläche „SSH“, daraufhin den Punkt System und klicke auf „Alle Systeme“. Hier gibst Du die in Erfahrung gebrachte IP-Adresse ein. Durch diesen Schritt weiß Hyperion, mit welcher Hardware es kommunizieren soll.

Auf der Hyperion-Benutzeroberfläche hast Du die Möglichkeit, Benutzername und Passwort zu ändern. Da jedoch der Raspberry Pi lediglich zur Steuerung der Ambilight-Konstruktion genutzt wird, kannst Du darauf verzichten und per Klick auf den Connect-Button zum nächsten Schritt springen.

Nun zeigen sich auf der Benutzeroberfläche mehrere Buttons und Schaltflächen. Um Hyperion auf Deinem Raspberry Pi zu installieren, wählst Du „Inst./Akt. Hyperion“. Danach sollte sich ein weißer Bildschirm öffnen, der einige Minuten lang reglos bleibt.

Nach einer Weile wird Hyperion Dir mitteilen, dass die Installation beendet ist. Damit haben wir bereits einen wichtigen Schritt abgeschlossen. Als Nächstes folgt die Konfiguration unseres Ambilight-Systems.

Auf der Hyperion-Benutzeroberfläche wählst Du im Register den Reiter „Allgemein“ und dann „Typ“. Hier bestimmst Du die Art der Leuchtmittel. Im Regelfall handelt es sich entweder um „APA 102“ oder „WS2801“. APA 102 erkennst Du ganz leicht daran, dass im LED-Stripe die einzelnen Leuchten eng aneinander liegen. Es sind also sehr viele verbaut. Die Streifen der einzelnen LEDs sind daher sehr kurz. Anders sieht es bei WS2801 aus. Hier sind die Streifen recht lang, weil jeder über einen eigenen Controller verfügt, der nicht in der LED selbst integriert ist.

Im nächsten Schritt möchte Hyperion wissen, wie viele LEDs horizontal und vertikal verbaut sind. Bei einem 49 Zoll Monitor mit APA102 LEDs wären das 30 in der Breite und 17 in der Höhe. Das Programm nummeriert die einzelnen LEDs automatisch durch, also von 0 bis 93.

Die Programmierung ist damit fast abgeschlossen. Es gibt nur noch zwei kleine Punkte zu erledigen. Kannst Du dich daran erinnern, dass wir weiter oben darauf hingewiesen haben, dass Du Dir die Laufrichtung der LEDs merken oder aufschreiben sollst? Jetzt benötigen wir diese Information. Klicke nun entweder auf „Gegen den Uhrzeigersinn“ oder auf „Mit dem Uhrzeigersinn“.

Im letzten Schritt möchte Hyperion wissen, wo sich die Null-LED befindet. Keine Angst, Du musst nicht suchen. Klicke auf „LED Anfang“ und wähle dich im Vorschaubild einfach so lange durch bis sich die „Null-LED“ in der Ecke unten links befindet. Sie stellt von nun an den Beginn der Kette dar.

  1. Schritt – die Verbindung zum Raspberry Pi

Um den Raspberry Pi mit den LEDs zu verbinden, müssen noch die letzten Kabel angeschlossen werden. Dazu nutzt Du die beiden Kabel des ersten LED-Streifens sowie das Erdungskabel des Netzteils. Mithilfe der Jumperkabel, die zwischen LED-Streifen und Raspberry Pi gesteckt werden, stellst Du eine Verbindung zwischen beiden Komponenten her.

Das Erdungskabel des Netzteils wird in den 6. Pin gesteckt, das Clock-Kabel in den 19. Pin und das Data-Kabel in den 23. Pin.

Der Raspberry Pi kann an diesem Punkt an den Monitor oder Fernseher angebracht werden. Es muss nur noch der Netzstecker in die entsprechende Buchse und der aufwendigste Part ist überstanden.

  1. Schritt – externe Geräte anschließen

Sollte der Raspberry Pi das Bild-Signal nicht ausschließlich vom Bildschirm selbst empfangen, benötigst Du weitere Komponenten, um die externen Geräte mit Deinem Ambilight-System zu koppeln. Unter externen Quellen sind hier Spielekonsolen, Blu-Ray-Player, Receiver und andere Entertainment-Systeme zu verstehen.

Für deren Anschluss sind folgende Komponenten vonnöten:

Das Entertainment-System stellt die Basis unserer externen Quellen dar, was zum Beispiel eine Spielekonsole sein kann. Das Signal von der Spielekonsole wird zum Splitter geleitet, der es einmal an den Monitor oder Fernseher und einmal an den Raspberry Pi sendet.

Bevor jedoch der Raspberry Pi das Signal empfangen kann, muss es umgewandelt werden. Das erledigt der HDMI auf RCA Converter für uns, der die eingehenden Informationen in ein AV-Signal umwandelt. Dazu muss der Converter noch auf „PAL“ gestellt werden. An den Converter wird der AV-Grabber angeschlossen, der das Signal via USB-Stecker an den Raspberry Pi weiterleitet. Schlussendlich verbinden wir den Raspberry Pi via HDMI-Kabel mit dem Monitor oder Fernseher. Und voilà: Das System ist fertig verbunden und bereit, Filme, Games, Blu-Rays und vieles mehr mit effektvollen Farben zu untermalen und somit für eine stimmungsvolle Atmosphäre zu sorgen.

  1. Schritt – Farbanpassung

Für alle die noch Lust, Kraft und Elan haben, bietet sich ein letzter Schritt an: die individuelle Farbanpassung Deines Ambilight-Systems via Hyperion. Dies ist ein optionaler Punkt, der für die grundsätzliche Konfiguration nicht notwendig ist. Er offeriert jedoch allen Perfektionisten die Möglichkeit, die Farbskalierung auf ihren persönlichen Geschmack abzustimmen.

Am einfachsten lassen sich die Farben individuell anpassen, indem Du die Hyperion-App herunterlädst. Sie besitzt den Vorteil, dass Veränderungen live zu sehen sind. Natürlich kannst Du die Farbanpassung auch regulär über die Hyperion-Software vornehmen. Das hat jedoch den Nachteil, dass Du nach jeder Veränderung Hyperion neu starten musst und das wäre doch ziemlich zeitaufwendig.

Die Hyperion-App gibt es für iOS wie für Android und lässt sich somit bequem via Smartphone steuern. Zuerst musst Du dich mit Deinem Raspberry Pi verbinden. Das funktioniert, indem Du die IP-Adresse Deines Raspberry Pi eingibst. Jetzt kannst Du schon mit der App die Farbskalierung steuern und etwas mit den Einstellungen spielen. Vielleicht findest Du selbst schnell Deine favorisierte Farboptimierung. Sollte dies nicht der Fall sein, helfen Testbilder bei der optimalen Kalibrierung.

Sie sind leicht im Internet unter dem Suchbegriff, Ambilight Testbilder, zu finden. Diese lädst Du auf Deinen Raspberry Pi und öffnest zuerst das weiße Bild zum Weißabgleich. Der Weißwert sollte jetzt in der App so verändert werden, dass er ungefähr dem Ton auf dem Bildschirm entspricht.

Den Vorgang wiederholst Du mit Rot, Grün und Blau sowie dem RGB-Testbild. Zum Abschluss können noch die Farbsättigung und Helligkeit sowie weitere Einstellungen vorgenommen werden, die unter dem Punkt „HSV“ zu finden sind.

Wenn Du die perfekte Farbskalierung gefunden hast, schreibst Du Dir unbedingt die Werte auf. Denn die Hyperion-App speichert Deine Einstellungen leider nicht. Diese musst Du manuell in das Konfigurationsprogramm eintragen.

Dazu öffnest Du die Hyperion-Benutzeroberfläche und klickst auf den Reiter Process. Dort findest Du weiter unten einen Bereich, in den Du alle Deine Werte eingeben und speichern kannst.

Und damit ist es nun wirklich ein für alle Mal geschafft. Das Ambilight-System ist angebracht, der Raspberry Pi programmiert und die Farbskalierung perfektioniert. Dem wahren Filmgenuss mit einem selbst gebauten Ambilight-Bildschirm steht nichts mehr im Weg. Entspanne Dich und genieße Deinen wohlverdienten Feierabend!

Arduino Uno Rev 3 vs. Raspberry Pi 3 – der Showdown

Jetzt noch ein kleiner Showdown zwischen dem Arduino Uno Rev 3 und dem Rasberry Pi 3. Wie die vorangegangenen Kapitel gezeigt haben, lassen sich beide Boards wunderbar als Controller eines Ambilight-Systems verwenden. Doch wo liegen eigentlich die Unterschiede?

Das Raspberry Pi 3 ist ein Einplatinencomputer mit dediziertem Prozessor und Hauptspeicher, der ein Betriebssystem wie Linux oder Windows ausführen kann. Des Weiteren verfügt es über mehrere Anschlüsse, wie beispielsweise USB-Port, Ethernet-Port, Audioausgang, und ist multitaskingfähig.

Der Arduino Uno Rev 3 hingegen ist ein Mikrocontroller und somit nicht so leistungsstark wie der Raspberry Pi. Der Vorteil des Arduino Uno ist jedoch, dass er sich trotz fehlendem Betriebssystem bestens für die Steuerung von Motoren, LEDs und Sensoren eignet. Allerdings führt er die Befehle immer nur einzeln aus und ist somit nicht multitaskingfähig.

In puncto Konnektivität kann der Arduino Uno leider auch nicht mit dem Raspberry Pi mithalten. Während letzterer von Werk aus via Ethernet oder WLAN mit dem Internet verbunden werden kann, müssen beim Arduino Uno erst entsprechende HATs und Shields mit einer solchen Funktion ausgestattet werden. Durch die Vielzahl an Anschlüssen eignet sich der Raspberry Pi ideal für medienzentrierte Aufgaben.

Was jedoch zunächst als Nachteil erscheint, kann auch ein Vorteil sein. Gerade bei der Steuerung von analogen Sensoren, Motoren oder anderen Komponenten überzeugt der Arduino Uno durch seine einfache Konzeption. Die Installation ist mit ihm wesentlich einfacher und unkomplizierter, sodass er vor allem beim Prototyping überzeugt.

Vorteile Raspberry Pi:

  • schneller und starker Prozessor
  • multitaskingfähig
  • Ethernet-Port
  • Wi-Fi- & bluetoothfähig
  • Audio-Output
  • Kamera-Port
  • USB-Port
  • HDMI-Ausgang

Nachteile des Raspberry Pi:

  • aufwendige Einrichtung
  • muss für einfache Aufgaben programmiert werden
  • vergleichsweise teuer

Vorteile Arduino Uno:

  • einfache Einrichtung
  • Vielzahl an Shields und HATs, denen bestimmte Funktionen zugeordnet werden können
  • günstig

Nachteile Arduino Uno:

  • nicht multitaskingfähig
  • kein Ethernet-Port

Welches der beiden Boards Du letztendlich bevorzugst, ist ganz Dir überlassen. Doch für eine schnelle und einfache Installation und Programmierung in Bezug auf Ambilights empfiehlt sich der Arduino Uno. Damit lassen sich jedoch die Farben der Hintergrundbeleuchtung nicht kalibrieren und externe Quellen entfallen ebenfalls. Wer also auf diese Funktionen besonders großen Wert legt oder dem Mikrocontroller weitere Aufgaben zuweisen möchte, die gleichzeitig ausgeführt werden sollen, greift zum Raspberry Pi.

Fazit

Nach einer langen Reise kommen wir nun zum Fazit. Ambilights für Fernseher und Monitore sind ein wunderschönes Gadget, mit dem Du nicht nur Dein Zuhause bereicherst, sondern Dein Filmerlebnis in eine neue Ebene versetzt. Durch Echtzeitunterstützung verstärken Ambilights die Atmosphäre eines Films oder eines Spiels und bringen eine ungeahnte Spannung in Dein Wohnzimmer. Selbst bereits bekannte Filme erlebst Du mit der stimmungsvollen Hintergrundbeleuchtung auf ganz neue Weise.

Doch fassen wir noch einmal zusammen. Fernseher und RGB-Monitore mit integrierten Ambilights werden ausschließlich vom Hersteller Philips angeboten. Diese haben den Vorteil, dass sie durch angewinkelte RGB-LEDs einen recht großen Bereich im Hintergrund beleuchten. Des Weiteren überzeugen hier die punktgenaue Farbwiedergabe sowie die Musik- und Gaming-Modi der Fernseher.

Externe Geräte zur Wiedergabe eines Ambilight-Effekts wie das Philips Hue-System bieten den Vorteil, dass durch die verschiedenen Boxen und Lightbars die Beleuchtung nicht nur den Bildschirmhintergrund betreffen muss, sondern der gesamte Entertainment-Bereich beleuchtet werden kann. Auch hier sorgt die Musik-Synchronisation für ein besonderes Highlight zu feierlichen Anlässen oder zur Entspannung. Einziges Manko – eine punktgenaue Hintergrundbeleuchtung ist aufgrund der stationären Verteilung der Leuchtmittel nicht möglich.

Und zu guter Letzt die Do-it-Yourself-Varianten: Sie bieten die Möglichkeit, jeden Monitor oder Fernseher mit Ambilights auszustatten. Auch hier wird wie bei den fest integrierten Varianten die Hintergrundbeleuchtung punktgenau ausgegeben. Im Vergleich zu den Produkten von Philips ist jedoch der Strahlungsbereich kleiner. Dafür wiederum überzeugen die DiY-Lösungen bei der Wiedergabe dunkler Szenen, wo ihnen der geringere „Lichtsmog“ der leuchtenden LEDs zum Vorteil wird. Zeit und Arbeitsaufwand sind hier natürlich wesentlich höher als bei den fertigen externen Produkten, die zumeist nur mit dem Strom verbunden werden müssen. Allerdings lohnt sich die Mühe mit den DiY-Lösungen. Vom zeitlichen Aufwand solltest Du ungefähr ein Wochenende für einen großen Fernseher einrechnen, wenn Du dich zum ersten Mal einem solchen Projekt widmest.

Egal für welche Variante Du dich entscheidest, es wird mit Sicherheit die richtige Wahl für sein. Und solltest Du noch zweifeln, ob Du dich an die Selbstbau-Methode wagst, dann vergiss nicht, dass jedes Projekt mit ein bisschen Geduld und Geschick zu meistern ist. Die Arbeit wird sich letztendlich lohnen.

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