DIY显示器加流光溢彩背景灯

一，DIY显示器（现在不推荐了，建议直接买成品，一年前搞得时候成品比较少，以下文字为1年前的内容）

之前的29寸屏，越看越小，再加上换了1070卡，准2K分辨率太低发挥不出来性能，所以双十一前几天搞了个组装显示器，主要是屏幕+驱动板+支架的价格，只要没有坏点就完美。

显示器一般很少有人DIY，因为千元左右的显示器DIY价格不会少多少，并没有意义。但是如果当价格到2000元以上档位时，组装显示器就会比整机少数百元，所以此时就有DIY的市场了。一些淘宝商家也卖组装好的显示器，但是价格较贵一点。

显示器主要是由面板，驱动，背光驱动和一些支架外壳组成。

1. 硬件规格

2. 屏幕素质评测

硬件规格

1. 三星的LTM340YP01面板，原生8bit色彩，准4k，21:9分辨率，曲面34英寸。

2. R9513驱动板。支持HDR和FreeSync和10位色彩，但是这块屏没有这些特性，所以其实用不上，以后换屏幕还可以用。

3. 独立恒流驱动CA299。

因为驱动板板载升压电路最高升压值为70V，而这块屏的背光实测要到75V，所以使用独立背光板，再加上原来配的电源为12v2.6a，而背光驱动需要使用24V电源且功率需要50w，所以就用了双电源适配器，后来的测试发现这样功率刚好够用。

实测功率：

驱动板7.2w

恒流板：50W

又因为这块驱动板本身带有功放系统，就加了两个8欧10W的喇叭，所以开启喇叭后基本上算是满载。

因为定制支架太贵，所以使用无孔安装支架，就是中间那个支架，

左边的电路板就是驱动板，右边是恒流板，在背面依然贴了LED灯带，延续之前的流光溢彩功能，上面那两块就是喇叭

支架，可以调节俯仰和上下，水平可以微调，底面为钢化玻璃

驱动板，因为找不到对应孔距的接头，所以就有几个地方使用焊接后热熔胶加固的方法连接。驱动板有2个HDMI，2个DP输入和耳机音频输出，但是音质极差，而喇叭的音质却还可以。

恒流板，没啥特别的，就是要注意一下，背光亮度调节输入电压未到0V，需要边测量边选取检流电阻值。

屏幕素质评测

为了进行颜色校准和测试，专门使用最新的红蜘蛛5色度计进行测试。

1. 色域

色域是对一种颜色进行编码的方法，也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中，色域是颜色的某个完全的子集。颜色子集最常见的应用是用来精确地代表一种给定的情况。例如一个给定的色空间或是某个输出装置的呈色范围。

目前市场上屏幕常见的色域有45%NTSC、72%NTSC以及100%sRGB，大致来说，100%sRGB相当于72%的NTSC色域值，也就是100%的sRGB的色彩表现差不多相当于72%NTSC，然而这句话反过来说可能就不太准确了，72%的NTSC并不相当于100%sRGB，因为72%的NTSC所表现的色彩并不一定在sRGB的蓝色框体内。

这块屏就是这种，80%NTSC，100%srgb，83%adobeRGB

（官方软件测试报告）可以说是广色域了

2. 色准

色准，即色彩精准度，是指显示设备显示的色彩精准程度，一般用Delta E或ΔE来表示。ΔE反映的是显示器色彩与标准数值之间的差距的大小，因此，它的值越小越好，色彩还原能力越强，而ΔE越大说明色彩越失真。

一般来讲△E值＜5，我们就认为这款显示器能够正确地重置该颜色，虽然认为deltaE＜3时就无法判断了，但是对于专业设计制图的显示器来说，它们还要达到deltaE＜2这样一个色准，而这块屏校色后色准令人惊讶，最大值为1.46，出现在最低灰度下，而对各色彩部分，竟然均低于0.5。

3. 均匀性

这块面板的主要缺点就是均匀性比较差，简单来讲就是在显示纯白色时，视角未正对屏幕时可以看到部分区域有点偏暗和偏红。

已下为使用第三方软件displaycal测量得到

几个注意：

① 这块面板重量为5kg，需要考虑支架强度，本方法加支架，整机9kg。

② 驱动输出亮度调节信号为vadj型，不知为何原因，输出信号电压波动比较厉害，所以与地之间并入电容可以明显消除波动，但需要注意电容充电时间不易过长，以防瞬间背光电流过高。

③ 背光驱动测试时需将亮度调至最低，以防背光线连接处接触不良造成某些灯板过流。

注意各电路绝缘，防止与背板接触造成短路

二，显示器背景灯（以下内容为2年前，方法没变，现在只是灯珠增加到195个）

流光溢彩是通过实时监测画面的变化，驱动显示悄悄后侧的LED灯光，根据屏幕内容变幻出绚丽多样的色彩，并将其延伸到液晶显示器屏幕之外，光彩流动突破屏幕限制，从而形成更为宽广的视觉欣赏范围，营造影院般的视觉享受。

目前由于飞利浦申请了多项流光溢彩的专利，所以自带流光溢彩功能的显示器只有飞利浦的几款OLED电视和显示器。但是我们可以通过PC端的软件来单独控制LED，不受限制。

淘宝上使用这个方法的控制器只有一种在卖（现在已经有便宜的了，价格还行），是 来自国外的lightpack，但是由于它只有30个灯（本机达146个），所以实际效果貌似很糟糕，还卖200块（它的官网卖89美元）。在国内的论坛搜索，貌似也没发现相关的帖子，最后在这个网站上发现了一篇教程比较详细。

下面来简单讲讲全套的制作方法和资料。

它是通过俄罗斯的一款叫做Ambibox的免费软件来捕捉屏幕内容并处理，通过串口传送给单片机来驱动LED。

我们使用了ARDUINO nano和WS2812B

WS2812B是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同，每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路。

这里需要注意，根据WS2812B的手册所示，每个LED驱动电压为3.5-5.3，功率可达0.3w，所以当灯珠超过15个以后便不能使用USB口供电（USB3.0标准供电1A）。

它的连接示意图，相当简单（灯较少时其中电阻可以省略）

需要写入ARDUINO的程序如下，其中需要调用FastLED库

#include"FastLED.h"

#define NUM_LEDS146

#define DATA_PIN6

#defineserialRate 115200

static constuint8_t prefix[] = {'A', 'd', 'a'};

// Define thearray of leds

CRGBleds[NUM_LEDS];

void setup() {

FastLED.addLeds(leds, NUM_LEDS);

Serial.begin(serialRate);

Serial.print("Adan");

}

void loop() {

for(int i = 0; i < sizeof(prefix);++i){

while (!Serial.available());

if(prefix[i] != Serial.read())

return;

}

while(Serial.available() < 3);

int highByte = Serial.read();

int lowByte = Serial.read();

int checksum = Serial.read();

if (checksum != (highByte ^ lowByte ^0x55)){

return;}

uint16_t ledCount = ((highByte &0x00FF) << 8 | (lowByte & 0x00FF) ) + 1;

if (ledCount > NUM_LEDS){

ledCount = NUM_LEDS;}

for (int i = 0; i < ledCount; i++){

while(Serial.available() < 3);

leds[i].r = Serial.read();

leds[i].g = Serial.read();

leds[i].b = Serial.read();}

FastLED.show();

}

灯珠排布

由于我是21：9的显示器，所以需要考虑播放16：9视频时的黑边问题，采用上图的排布方法。

屏幕捕捉区域也就要根据灯珠位置设置

然后只要调整一下颜色就可以了。

供电相关问题

由于使用了146个灯，根据0.3w每个的功率计算，功率将达到43.8w，由于电压只有5V

那么电流便有8a多，显然这时候必须要考虑线材和灯带本身的压降，确保每个灯的电压高于3.5v（由于蓝绿LED的vf值在3.4）。同时对于电源适配器也提出了要求，

我使用了电脑电源自带的5v输出，由于是服务器电源，5v输出最大可达30A，不用担心供电不足的问题，而且可以做到关机断电的功能。

结果实际测试，如果直接线性连接每个灯珠，那么后面的灯电压已经低于2.8v了，所以必须在不同位置通过连线来平衡电流，所以出现了连接图里的那么多线，最后保证了最低电压为3.72v。

测试电流

因为电压低，电流大，所以测试使用香蕉头焊接直接测量的方法，实际电流应该比测试值稍大。另外注意，这是最大功率时，即所有灯都亮白光时，显然实际使用的时候很少遇到这种情况。

实际效果

软件由于要捕捉屏幕并进行计算，平常需要占用5%左右的CPU，对GPU也有一定占用，平常几乎没什么影响，但是如果CPU不够强，游戏的时候最好关闭。灯带变化感觉不到延迟。