LumaBloom — DIY‑цветок, который автоматически регулирует яркость мониторов / Habr

Идея проекта появилась после разговора с коллегой об автоматической регулировке яркости мониторов. Оказалось, что готовых внешних устройств почти нет: встроенная функция встречается только в некоторых дорогих моделях, а существующие решения либо сложно купить, либо они стоят неоправданно дорого, либо просто выглядят не очень.

После этого разговора я решила сделать такое устройство для себя из подручных средств — у меня была простая плата esp32c3 и фоторезистор ky018. Я хотела получить быстрое и простое решение, потому что сама задача тривиальна, а для меня она при этом решала вполне реальную проблему: постоянное напряжение глаз из‑за изменения освещения в течение дня. Позже проект переехал на Waveshare ESP32-C6-LCD-1.47 со встроенным экраном.

Изначально это была очень простая вещь: без экрана, с максимально простым консольным приложением и с установкой «сделать быстро и без лишней сложности».

Почти сразу стало понятно, что саму техническую часть я более‑менее вижу, а вот с физической формой все гораздо хуже. Мне хотелось напечатать корпус, но в голове не было вообще ни одной хорошей идеи. Все варианты быстро скатывались в очередной черный ящик с креплением к монитору.

Эту проблему решил мой брат: он предложил и изготовил корпус в форме цветка с шарнирным механизмом. Благодаря этому проект стал не только визуально привлекательнее, но и в каком‑то смысле функциональнее.

Изначально я выложила проект в open source, чтобы делиться им с коллегами, и дальше тоже планирую развивать его именно в таком формате.

Что получилось в итоге

Внутри LumaBloom всего несколько компонентов:

Параметр	Значение
Плата	Waveshare ESP32-C6-LCD-1.47
Сенсор освещенности	KY-018
Интерфейс связи	USB Serial
Управление яркостью	DDC/CI (внешние мониторы), WMI (встроенный экран)
Десктопное приложение	NET
Интерфейс приложения	Terminal.Gui + Spectre.Console
Корпус	3D‑печать (Fusion + Blender)
Материал корпуса	PLA (~150 г)
Поддержка нескольких мониторов	Да
Стоимость электроники	≈ 1 540 ₽
Полная стоимость проекта	≈ 1 915 ₽ (без учета доставки)

Сценарий работы простой: цветок направляется на тот источник света, на который хочется ориентироваться — например, на окно или настольную лампу. Датчик считывает освещенность, отправляет данные в десктопное приложение, а оно уже рассчитывает нужную яркость экрана. Если хочется, дальше в приложении можно подстроить поведение под себя: поменять кривую яркости и другие параметры.

Процесс создания корпуса и печать

Со стороны корпуса брат сделал не просто декоративную оболочку, а действительно удобную физическую конструкцию: цветок, стебель, горшок, шарнирность, печатные детали по цветам и возможность собрать все это в аккуратный объект, который органично смотрится рядом с монитором.

Модель создавалась в Autodesk Fusion + лепестки в Blender. Полный список компонентов (BOM) доступен в репозитории.

Первое подключение с корпусом и сырым raw-значением — Первое подключение с корпусом и сырым raw‑значением

В процессе были сглажены лепестки в Blender и модель стала более «мягкая».

Видео со сборкой:

Аппаратная часть

Аппаратная часть проекта достаточно простая. Основная плата здесь — Waveshare ESP32-C6-LCD-1.47, а в качестве сенсора мы использовали KY-018.

KY-018 не самый точный датчик освещенности, но для этой задачи его оказалось вполне достаточно благодаря последующей обработке данных и настройке кривой яркости.

Базовое подключение такое:

VCC → 3V3
GND → GND
AO → GPIO4

Встроенный LCD уже находится на самой плате, так что отдельный дисплей подключать не нужно. Это сильно упрощает сборку и делает устройство удобнее в повседневном использовании: можно сразу видеть, живо ли устройство, что происходит с датчиком и завершена ли инициализация.

Что делает прошивка

Прошивка на ESP32-C6 решает несколько задач:

читает сырое значение с KY-018;
показывает состояние на встроенном LCD;
публикует телеметрию по USB Serial;
поддерживает calibration flow для привязки значения света к яркости экрана.

Пример телеметрии выглядит так:

{
  "deviceId": "esp32c6-01",
  "sensorId": "light0",
  "ts": 1234567,
  "value": 742,
  "raw": 1840,
  "calibrated": true
}

Здесь:

deviceId и sensorId помогают приложению понять, с каким устройством оно работает;
raw — сырое значение датчика;
value — нормализованное значение;
calibrated показывает, завершен ли calibration flow.

Десктопное приложение

Для интерфейса использовались Terminal.Gui и Spectre.Console — хотелось получить полноценный интерфейс без написания графического приложения.

находит устройство по COM‑порту;
читает телеметрию;
определяет профиль устройства (для обратной совместимости с esp32c3);
мапит освещенность на яркость;
применяет сглаживание и ограничения на резкие скачки;
управляет яркостью нескольких мониторов.

Приложение поддерживает несколько мониторов, и в коде нет жёсткого лимита вида «максимум 2/3/4». Приложение просто собирает список всех доступных яркостно‑управляемых дисплеев из двух источников, WMI и DDC/CI, и дальше создаёт сессию на каждый найденный монитор.

В приложении есть несколько основных экранов: обзор, настройки, события и диагностика. На обзорном экране можно видеть текущее состояние датчика, активный режим яркости, состояние мониторов и то, как система реагирует на текущий свет.

Внутри настроек у приложения тоже есть отдельные блоки. В разделе калибровки можно запустить перекалибровку, использовать текущую яркость экрана как опорную точку или задать её вручную. В общих настройках можно менять язык интерфейса и автозапуск. В разделе реакции настраивается уже само поведение системы: кривая яркости, диапазон датчика, инверсия, сглаживание, hysteresis, максимальный шаг изменения яркости и gamma.

Настройки "Калибровка" — Настройки «Калибровка»

Настройки "Реагирование" — Настройки «Реагирование»

Также есть экраны событий и диагностики. Первый помогает понять, что приложение делает прямо сейчас и какие действия выполнялись недавно, а второй показывает более техническую информацию о датчике, мониторах и текущем состоянии системы. Но эти вкладки ещё требуют доработки.

Вкладка "Диагностика" — Вкладка «Диагностика»

Калибровка

В первой версии проекта калибровка была обязательной частью настройки устройства. Причина простая: фоторезистор выдает только относительное значение освещенности. Само по себе число вроде 1840 или 950 ничего не говорит о том, насколько ярким должен быть монитор.

Поэтому при первом запуске приложение использовало текущую яркость экрана как эталон. Пользователь выставлял комфортную яркость, устройство запоминало соответствующее значение датчика, а дальше уже рассчитывало изменения относительно этой точки.

Команда калибровки выглядела так:

{  "type": "calibrate",  "screenBrightnessPercent": 65,  "sensorAverageRaw": 1840}

Такой подход работал, но со временем стало понятно, что он делает систему сложнее, чем хотелось бы для понимания работы калибровки пользователем.

Поэтому в текущей версии логика стала проще. Вместо обязательной стартовой калибровки приложение работает с живым диапазоном значений датчика и отображает их на пользовательскую кривую яркости. При необходимости эту кривую можно настроить в интерфейсе, изменив диапазон датчика, gamma‑коррекцию, сглаживание, гистерезис и максимальный шаг изменения яркости.

В результате настройка устройства стала значительно проще: достаточно подключить его и при желании немного подстроить параметры под свои предпочтения, не проходя отдельную процедуру калибровки.

Что хочется сделать дальше

Интересно превратить устройство в более универсальный настольный аксессуар: объединить его с подставкой для наушников, зарядкой или системой организации проводов. При этом хочется сохранить простоту конструкции.

Еще одно очевидное направление развития — поддержка разных ОС. Сейчас проект сфокусирован на Windows, потому что именно под нее он изначально и делался, но сама идея устройства этим явно не ограничивается. Если кому‑то захочется заняться отдельной версией для другой платформы, это тоже было бы очень полезно.

Также хочется отказаться от фоторезистора в пользу более точного цифрового датчика освещенности.

Проект открыт, так что буду рада, если кто‑то захочет посмотреть код, форкнуть его, переделать корпус или собрать свою версию. И особенно интересно услышать идеи — и по программной части, и по форме устройства, и по тому, с чем еще его можно было бы объединить.

Ограничения

После публикации проекта на Reddit мы получили много полезных отзывов. Один из самых интересных касался DDC/CI.

Для встроенных экранов и для внешних мониторов в Windows используются разные API: для встроенного экрана это WMI, а для внешних дисплеев — DDC/CI. Пользователи отметили, что использование DDC/CI в Windows иногда приводит к проблемам с отдельными моделями мониторов и драйверами. На моих мониторах и брата это ограничение не проявилось, однако его стоит учитывать при использовании устройства с другими моделями.