Как сделать экран как в матрице

Гайд по адресным светодиодным матрицам

Версия с WiFi! Данный проект продолжил развивать vvip-68, добавилось управление по WiFi и куча всего нового! Cсылка на проект (описание, исходники), ссылка на вики проекта — куча инструкций по установке и использованию × Закрыть это предупреждение.

В этом гайде речь пойдёт о матрицах из адресных светодиодных лент. Если вы не в курсе про адресные ленты, то рекомендую изучить вот эту статейку. Фишка адресной ленты в том, что мы можем управлять любым из подключенных светодиодов. Если уложить ленту так, чтобы светодиоды образовывали ровную сетку, то мы получим матрицу, у которой можно зажечь любой “пиксель”, а зажечь можно одним из 16,7 миллионов цветов и оттенков! (светодиоды RGB, яркость каждого цвета имеет 256 градаций (8 бит), соответственно для трёх цветов у нас 256*256*256=16,7 лямов, что есть привычные 24 бита цветовой глубины). То есть по сути получаем полноценный 24 битный дисплей сверхнизкого разрешения! Зачем такое разрешение в 2к18 году? Спроси у своего папы, во что он играл в детстве =)

Начнём с компонентов. Матрицу можно склеить самому, для этого понадобится адресная светодиодная лента, например самая популярная на чипах WS2812b. Да, сейчас есть уже более новая WS2813, но для наших целей она преимуществ не имеет. Целесообразно брать ленту с плотностью пикселей 60 светодиодов на метр для маленьких матриц (ячейка 1.7×1.7 см) и 30 светодиодов на метр для больших матриц (ячейка 3.3×3.3 см). Также есть светодиодные модули по типу “гирлянды”, их можно брать для ОЧЕНЬ БОЛЬШИХ матриц (ячейка 12×12 см). Рассмотрим матрицу 20×10 светодиодов: из ленты 60 LED на метр размер матрицы будет 34×17 см, из 30 LED на метр – 66×33 см, и из модулей – 240×120 см.

Также хитрые китайцы уже продают готовые матрицы нескольких размеров, причём очень выгодно: матрица 16×16 стоит 1500р, она состоит из 256 диодов с плотностью 100 штук на метр. Лента такой же плотности стоит 1000р за метр (за 100 светодиодов). Для склейки матрицы размером 16×16 понадобится 2.5 метра ленты, то есть 2500р. А готовая матрица стоит на 1000р дешевле. Абсолютно то же самое касается матрицы 32×8 пикселей. Есть ещё готовая матрица 8×8, она стоит 300р. И вот она выходит уже не так выгодно =) Для питания матрицы нужен блок питания на 5V, по току расскажу дальше. Ссылок оставляю несколько, ищите выгодные предложения и скидки (P.S. Я закупаюсь в BTF-Lighting)

ВАЖНО! Чем больше матрица, тем больше места занимает прошивка в памяти. Для прошивки GyverMatrixOS:

• В Arduino Nano/UNO/Pro Mini при использовании всех эффектов и режимов очень впритык вмещается матрица 16х16 (256 диодов), возможны зависания и перебои в работе;
• В Arduino Leonardo/Micro/Pro Micro вмещается около 400 светодиодов (матрица 20×20);
• В Arduino Mega вмещается около 1700 светодиодов (матрица 40×42)
• В ESP8266/NodeMCU/Wemos вмещается ГОРАЗДО больше светодиодов, но нужно понимать, что скорость обновления ленты зависит от количества светодиодов, и при 500 диодах будет 60 кадров в секунду (fps), при 1000 будет 30 fps, при 2000 будет 15 fps, т.е. ощутимые глюки в быстрых эффектах.

СБОРКА

Начнём с типов соединения матрицы, их всего два: последовательный и параллельный, + совмещённый вариант по питанию. Плюсы и минусы указаны на рисунке, для больших матриц предпочтительнее использовать параллельный тип, так гораздо лучше организуется питание. Но вот с ответвлениями силовых проводов придётся повозиться. Если делать матрицу из гирлянды модулей, то естественно проще сделать её зигзагом. Но обязательно проверить на разной яркости и убедиться, что тока хватает дальним светодиодам (при просадке напряжения заданный белый цвет уходит в желтизну (небольшая просадка) или в красный (сильная просадка напряжения). В этом случае питание нужно будет продублировать толстыми проводами к каждому отрезку ленты (к каждой строке матрицы).

Матрица подключается к Arduino согласно гайду об адресной ленте, далее идёт выжимка из него. Важные моменты:

• Логический пин Arduino соединён с пином DIN ленты (матрицы) через резистор с номиналом 220 Ом (можно брать любой в диапазоне 100 Ом – 1 кОм). Нужен для защиты пина Ардуино от перегрузки, т.е. ограничить ток в цепи (см. закон Ома);
• GND (земля, минус) ленты обязательно соединяется с пином GND Arduino даже при раздельном питании;
• Электролитический конденсатор по питанию Arduino нужен для фильтрации резких перепадов напряжения, которые создаёт лента при смене цветов. Напряжение конденсатора от 6.3V (чем больше, тем крупнее и дороже кондер), ёмкость – в районе 470 мкФ, можно больше, меньше не рекомендуется. Можно вообще без него, но есть риск нарушения стабильности работы!
• Конденсатор по питанию ленты нужен для облегчения работы блока питания при резких изменениях яркости матрицы. Опять же можно вообще без него, но есть риск нарушения стабильности работы!
• Мощность (и максимальный отдаваемый ток) блока питания выбирается исходя из размера матрицы и режимов, в которых она будет работать. Смотрите табличку и помните о китайских амперах, т.е. блок питания нужно брать с запасом по току на 10-20%! В таблице приведены значения тока потребления ленты.
• В прошивке GyverMatrixOS версии 1.2 и выше настраивается ограничение тока системы. Как это работает: в настройках скетча есть параметр CURRENT_LIMIT, который задаёт максимальный ток потребления матрицы в миллиамперах. Ардуино будет делать расчёт на основе цветов и яркостей светодиодов и автоматически уменьшать яркость всей матрицы, чтобы не допустить превышения установленного лимита по току на особо “жрущих” режимах. Это очень крутая функция!

Чтобы матрица выглядела как мечта любителя 8-ми битной классики, нужно сделать следующее:

• Разграничить светодиоды объёмной решёткой (собрать из дерева/пластика/напечатать на 3D принтере)
• Поверх решётки положить рассеиватель (калька/бумага для запекания/полупрозрачный пластик)
• Затемнить “экран” матрицы (мусорный пакет/светлая тонировочная плёнка для окон)

2 и 3 пункт можно заменить матовым полупрозрачным тёмным плексигласом, рекламщики используют его как раз для создания светодиодных дисплеев!

Посмотреть на мою реализацию корпуса можно в видео про матрицу, файлы для 3D печати есть в архиве с проектом.

ПРОШИВКА И НАСТРОЙКИ

Первым делом нужно будет настроить в скетче размеры матрицы, точку подключения и направление первого отрезка ленты. Подсказка ниже.

Данный тип инициализации матрицы позволяет подключать матрицу любой конфигурации с любым положением начала матрицы. Это удобно для покупных матриц, которые можно только “крутить”, так и для самодельных, когда есть какие-то особенности корпуса или укладки проводов. То есть как бы вы ни сделали и не расположили матрицу, она всё равно будет работать с корректным положением начала координат. Кстати, можно очень легко “отзеркалить” матрицу по горизонтали или вертикали, если это зачем-то вдруг нужно: просто меняете подключение на “противоположное” по желаемой оси. Например хотим отзеркалить тип подключения (1, 0) по вертикали. Настраиваем его как (2, 2) – смотрите рисунок выше. Хотим отзеркалить тип (3, 1) по вертикали – настраиваем его как (2, 3). Тип (3, 2) по горизонтали? Пожалуйста, ставим его как (2, 2). Надеюсь логика понятна.

Если вы впервые работаете с Arduino, то остановитесь и изучите вот этот гайд. После установки драйверов и библиотек можно переходить к прошивке платформы. У меня есть готовый проект с играми и эффектами, переходите на страницу проекта за подробностями и прошивками. Дальше будет информация для разработчиков, то есть тех, кто хочет написать что-то для матрицы самостоятельно!

ДЛЯ РАЗРАБОТЧИКОВ

Для работы с лентой я использую библиотеку FastLED, потому что некоторые её возможности и функции действительно fast. Для работы с матрицей я написал собственный набор инструментов, который в разы оптимальнее и быстрее того же Adafruit Neo Matrix, в связке с FastLED мой код работает просто шикарно. Вы можете скачать “чистую” версию прошивки, в которой содержатся только настройки и инструменты для работы с матрицей, этот код будет интересен энтузиастам, которые хотят написать что то под матрицу с чистого листа. СКАЧАТЬ С САЙТА. Библиотека FastLED входит в архив. 22.02.2019 вышла версия 1.1

В самом начале прошивки содержатся настройки типа матрицы и её подключения, тип подключения определяется стоя лицом к матрице. Для упрощения настройки подключения матрицы (угол и направление) используйте подсказку сверху =)

Экран разбит. Трещина на матрице. Матрица разбита

Экран разбит
Пострадала или нет матрица при повреждении экрана ноутбука, определить достаточно легко. Если, кроме видимых трещин на поверхности, изображение делится на несколько разноцветных областей по краям трещин, причем разобрать, что именно отображается на экране, нельзя – значит, матрица точно нуждается в замене. Обычно повреждение матрицы сопровождает любое повреждение экрана, поскольку у жидкокристаллических экранов ноутбуков, в отличие от большинства не-сенсорных мобильных телефонов или планшетников, обычно нет защитного слоя.

Заменить матрицу можно в любом сервисном центре производителя вашего ноутбука, однако ее повреждения не входят в гарантийное обслуживание, поэтому вам придется заплатить примерно двойную стоимость матрицы. Самостоятельно это также можно сделать, установка матрицы не так сложна, как кажется – матрицу ноутбука можно заменить так же, как и любое другое устройство, единственная особенность – правильно подобрать необходимую матрицу из всего многообразия. Также не стоит использовать матрицы от других производителей ноутбуков, желательно даже использовать зап.часть только своей модели ноутбука. В противном случае из-за несовместимости часть функций дисплея может не работать.

Вы всегда можете обратиться к специалистам нашего сервисного центра.

Сделать это можно любым удобным для Вас способом:

Получить консультацию по устранению неисправности по телефону или через сервис онлайн консультанта.

Узнать наш адрес, схему проезда и телефоны можно в разделе «Контакты»

Наши специалисты всегда помогут точно диагностировать неисправность, и предложат оптимальный вариант решения проблемы.

Как производят матрицы для мониторов и телевизоров

Главной частью любого экрана является матрица. Именно она отвечает за формирование изображения и во многом определяет качество картинки. Процесс изготовления матриц очень сложен и состоит из множества этапов. Ни один производитель не раскроет всех своих секретов, однако кое-что нам все-таки известно.

С чего все начиналось

В 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райницером были открыты жидкие кристаллы — прозрачная субстанция, проявляющая одновременно свойства кристалла и жидкости. В 1927 году русский физик Всеволод Фредерикс выяснил, что жидкие кристаллы способны поворачивать плоскость поляризации проходящего через них светового потока. А в 1964 году американец Джордж Хейлмейер создал первый ЖК-дисплей.

Изначально жидкие кристаллы располагали между стеклянными пластинами. Позже стали применять гибкие полимеры — это позволило совершить настоящий прорыв в технологии, благодаря чему ЖК-телевизоры и мониторы пошли в массы.

В последние годы все большее количество производителей пробует себя в OLED. При этом первые открытия, давшие толчок технологии, были сделаны еще несколько десятилетий назад. В 50-х годах прошлого века обнаружили способность органических материалов светиться под действием электрического тока. Сейчас OLED переживает настоящий бум. Технология уже захватила нишу флагманских смартфонов и телевизоров, а теперь начинает заходить на рынок мониторов.

Строение и производство ЖК

Разумеется, вход на производство ЖК-матриц постороннему человеку закрыт. Однако в интернете периодически появляются видео, слегка приоткрывающие завесу тайны. К сожалению, в таких роликах показывают в основном общие планы и не особо углубляются в детали, а в них, как известно, кроется дьявол.

Большая часть операций, связанных с изготовлением ЖК-матриц, происходит без непосредственного участия человека. Перемещение заготовок внутри технологической линии осуществляется с помощью механических манипуляторов, транспортерных валиков или передвигающихся по рельсам специальных контейнеров. За захват и удержание подложек отвечают вакуумные присоски.

Матрица представляет собой сложную многослойную структуру. Для производства больших ЖК-дисплеев в настоящее время используются уже готовые основы с тонкопленочными транзисторами (TFT). С помощью высокоточной фотолитографии на подложку наносится специальный узор, или топологический рисунок. Затем происходит печать полимерного слоя, на который методом капиллярного заполнения «заливаются» жидкие кристаллы. Специальный герметик препятствует растеканию. Далее укладывается второй полимерный слой с цветовыми фильтрами. Последние наносятся с помощью струйной печати или накатки готового рисунка с промежуточного носителя или барабана. На подложку с фильтрами предварительно напыляются спейсеры, обеспечивающие равномерность зазора между пластинами. Совмещение транзисторной матрицы и пластины с цветофильтрами происходит в вакуумной камере. На последнем этапе идут раскрой и нарезка на готовые матрицы в зависимости от заданного формата.

Каждый завод по производству матриц маркируется в соответствии со своими технологическими возможностями. Например, обозначение Gen 8 говорит, что максимальный размер материнской подложки, с которым может работать фабрика, составляет 2160 × 2460 мм.

Нарезанные ЖК-матрицы складываются в контейнер и отправляются на линию сборки ЖК-панелей, где происходит нанесение поляризационной пленки, монтаж микросхем, шлейфа, печатной платы, установка подсветки и корпусной рамки. После термоциклирования проводится функциональный контроль и упаковка.

ЖК-матрицы с квантовыми точками

Стремясь усовершенствовать ЖК-дисплеи, ведущие мировые производители стали использовать в них квантовые точки. Это позволило серьезно повысить точность цветопередачи и сделать картинку намного красивее. Samsung добавила слой Quantum Dot между матрицей и подсветкой и назвала технологию QLED. LG решила напылять на светодиоды подсветки «наночастицы» — соединения фосфора с калием, кремнием и фтором. Такие экраны получили приставку Nano.

Строение и производство OLED

При создании OLED-дисплеев органический материал наносится на кремниевую пластину или стеклянную/полимерную подложку. Весь процесс происходит в вакууме. Сначала пластина отправляется на плазменную очистку. Таким образом с ее поверхности удаляются все возможные загрязнения. Затем наносится первый слой из органических электролюминесцентных материалов. При этом могут использоваться следующие методы: струйная печать, лазерный отжиг или напыление при помощи так называемой теневой маски FMM. На следующем этапе напыляется токопроводящий металл. Далее следует герметизация, которая является важнейшим производственным моментом. В противном случае влага и кислород «убьют» OLED в считанные часы.

Полученные заготовки проходят тестирование на отсутствие брака и качество свечения, после чего к ним добавляется стекло с цветовыми фильтрами. В конце пластину разрезают на части и производят установку шлейфов и интерфейсных плат для вывода сигнала. После нанесения защитной пленки матрицу отправляют на фасовку.

QD-OLED

Отдельно стоит рассказать о матрицах на базе QD-OLED. Это гибридная технология, которая призвана совместить достоинства органических светодиодов с квантовыми точками. Ее разработкой занимается компания Samsung.

Основным излучающим элементом в QD-OLED выступают синие органические светодиоды, которые наносятся на подложку методом офсетной печати. Далее располагается структура с ячейками, две трети которых заполняются квантовыми точками, выступающими в роли светофильтра. При этом используется струйная печать, которая позволяет увеличить точность подачи и снизить расход ценного ресурса.

Ключевые производители матриц

Не каждый знает, что большая часть компаний, занимающихся выпуском телевизоров и мониторов, пользуется чужими матрицами. Такие именитые бренды, как MSI, ASUS, Dell, BenQ, Apple, Xiaomi, HUAWEI, TCL и Hisense заказывают матрицы у контрактных производителей. Более того, матрицу стороннего изготовителя можно встретить даже у лидеров отрасли LG и Samsung.

BOE является крупнейшим мировым производителем ЖК, при этом широкой публике он почти неизвестен. Продукцию BOE для создания мониторов, телевизоров, ноутбуков и бизнес-панелей используют почти все ведущие мировые бренды, включая Hisense, Xiaomi, Samsung, LG, Sony. Недавно позиции компании укрепились еще больше, когда стало известно о планах Samsung и LG уйти с рынка обычных ЖК-матриц. BOE намерена продолжать производство, пока LCD пользуются спросом и выигрывают по стоимости у OLED. Заводы BOE работают в 11 китайских городах, а также во Франции, Южной Корее и на Тайване.

AU Optronics (AUO) — тайваньская корпорация, которая возникла в 2001 году в результате слияния Acer Display Technology и Unipac Optoelectronics. Компания выпускает матрицы диагональю от 1 до 85 дюймов. Их можно встретить в продукции Apple, Samsung, LG, Philips, Sony, Acer. AUO имеет ряд эксклюзивных наработок, включая изогнутый экран Curved LCD и стерео-дисплеи без очков. Заводы располагаются в Китае, Европе и на Тайване.

LG Electronics отдала производство матриц своему подразделению LG Display, которое поставляет продукцию многим мировым брендам, включая Apple, Sony, Philips. В первую очередь LG Display известна как локомотив технологий IPS и OLED. Основные производственные мощности сосредоточены в Южной Корее и Китае.

Samsung — еще один производитель матриц, давший миру множество новых технологий. На его счету такие разработки, как QLED и QD-OLED. Компания сотрудничает с Sony, Dell, HP, Xiaomi. Заводы Samsung расположены по всему миру.

InnoLux — еще один тайваньский изготовитель матриц, входящий в группу Chi Mei. Его подразделение по производству матриц было основано в 1998 году. Продукция компании охватывает весь спектр TFT-LCD и устанавливается в телевизоры, мониторы, ноутбуки, мобильные телефоны. Главный клиент корпорации — холдинг BBK. Основная часть фабрик расположена в Китае, Японии, Германии и США.

Имитируйте эффект матрицы на своем компьютере с помощью Ubuntu

Вы видели какой-нибудь из фильмов саги? матрица? Если не? Надеюсь, я не считаю спойлеры, когда говорю, что в знаменитой трилогии мы, люди, живем в ложном мире внутри специального программного обеспечения. Машины контролируют нас и черпают из нас энергию, а Матрица предназначена для того, чтобы мы жили «счастливо», используя батареи. Со стороны этого виртуального мира вы можете увидеть, что происходит в Матрице, если мы посмотрим на экран компьютера, на который падают зеленые буквы, если мы знаем, как расшифровать то, что показывают эти изображения.

Объяснив вышесказанное и зная, что я имею в виду, не хотели бы вы иметь возможность имитировать эффект Matrix на своем компьютере с помощью Ubuntu? Есть много способов сделать это, но один из них не требует установки слишком большого количества пакетов. Здесь мы вас научим два разных варианта для достижения эффекта Матрицы, который позволит нам смоделировать его прямо из Терминала.

Посмотреть все разделы

Имитация эффекта матрицы с помощью cmatrix

Вначале поговорим о самом простом варианте подгонки. Около cmatrix, пакет, доступный в Репозитории Ubuntu по умолчанию. Чтобы установить его, мы просто откроем терминал и введем следующее:

sudo apt-get install cmatrix

А для его выполнения открываем Терминал (или тот, в котором были) и пишем cmatrix без кавычек. Нет ничего проще.

Эффект красной матрицы с помощью cmatrix

Помимо обычного эффекта, у нас есть несколько вариантов. Если в терминале мы напишем «cmatrix -help», мы увидим, что мы можем изменить. Например, если мы добавим -B, мы увидим буквы жирным шрифтом, что намного лучше. Если мы хотим выйти из эффекта Матрицы, нажав любую букву (по умолчанию мы выходим нажатием клавиши Q), мы должны написать «cmatrix -s», где буква S означает Заставку. Если мы хотим увидеть эффект Матрицы в жирный красный что при касании клавиши она останавливается и на минимальной скорости мы должны написать «cmatrix -sB -u 10 -C red».

Greenrain, более наглядный вариант эффекта Матрицы

Матричный эффект с Greenrain

Другой вариант — использовать Гринрейн. Я бы сказал, что Гринрейн это вариант, который отсутствует cmatrix, так как он немного больше насыщает экран, и это лучше. Проблема в том, что это не приносит никаких вариантов.

Процесс получения Гринрейн Это более сложно, но оно того стоит, если вы хотите получить немного более визуальный эффект. Чтобы получить Гринрейн сделаем следующее.

1. Мы открываем Терминал и пишем следующее для загрузки необходимых зависимостей:

sudo apt-get install git build-essential libncurses5-dev

1. Далее мы сделаем копию исходного кода программы в нашей папке Downloads, для чего напишем:

cd ~/Descargas/ git clone https://github.com/aguegu/greenrain

1. Следующий шаг — скомпилировать то, что мы скачали, и мы сделаем это, набрав в Терминале следующее:

cd ~/Descargas/greenrain make

1. Наконец, мы копируем двоичный файл в соответствующую папку, для чего напишем:

sudo mv ~/Descargas/greenrain/greenrain /usr/local/bin/

• Необязательно: мы можем удалить исходный код, поскольку он нам больше не понадобится, написав в Терминале:

cd ~/Descargas/ rm -rf greenrain/

У нас было бы все это. Теперь нам нужно только написать «greenrain» (без кавычек), чтобы выполнить его, и букву Q, чтобы закрыть его. Как видите, он более наглядный, чем cmatrix, который, как мне кажется, не имеет возможности немного больше загрузить экран. Какой вариант твой любимый?

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Полный путь к статье: Убунлог » Ubuntu » Учебники » Имитируйте эффект матрицы на своем компьютере с помощью Ubuntu

Будьте первым, чтобы комментировать