Mash-in / AV-schakelaar: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Ik heb thuis verschillende videogameconsoles, dus ik moest iets maken om alles op mijn tv aan te sluiten.

Ook als een vroegere geluidsingenieur, luister ik graag naar muziek op een degelijke opstelling … en ik heb een aanpak die objectieve akoestische analyse en empirisme combineert. Ik ben niet echt gevoelig voor buizenmode, dure converters en marketingdingen. Ik vind het leuk als het werkt, ongeacht de curve die op het scherm van de uitrusting wordt weergegeven, of wat de prijs ook is waarvoor je hebt betaald. Ik denk dat voor persoonlijk gebruik een eenvoudig paar stereoluidsprekers goed genoeg is, en analoog maakt het werk correct. Het is gemakkelijk te manipuleren, gemakkelijk te wisselen, op te tellen, enz.

Daarom bouwde ik een eerste 16 kanalen analoge audio en composiet video schakelaar (+1 stereo audio input die gemixt is).

Het doel was ook om de voedingen van de bronnen te beheren (om de opstelling meer energiebesparing te maken, en om de bronnen eerst goed aan te zetten en aan het einde uit te schakelen). Ik heb de keuze gemaakt voor een Solid State Relay, wat misschien handiger was voor oude en gevoelige audio/video-apparatuur, en misschien ook duurzamer.

Deze eerste versie bevatte geen afstandsbediening en ik was het zat om op te staan van mijn bank om het volume of de invoer te veranderen. Ik was ook verplicht om te onthouden welke bron elk nummer van elke ingang was, en ik verveelde me een beetje om op deze verdomde "Select" -drukknop te drukken om te zien waar mijn favoriete console was aangesloten (of mijn phono, of wat dan ook …).

Ik was niet echt blij met de kwaliteit van het geluid, omdat de chips die ik gebruikte om het audiosignaal te schakelen hier niet echt voor geoptimaliseerd waren. En de audio-uitgang werd gewoon aangestuurd door een dubbele potentiometer, als passieve verzwakker. Ik had een betere geluidskwaliteit nodig.

Ook deze eerste versie was niet ontwikkeld om compatibel te zijn met nieuwe technologie en was in feite een volledig analoog product.

Dus "Mash-in" is de evolutie van deze eerste versie die ik een paar jaar geleden maakte, waarbij ik een deel van de eerste versie hergebruikte met enkele nieuwe functies:

- Het systeem is nu niet volledig analoog, maar ook grotendeels aangedreven door een arduino.

- IR-afstandsbediening.

- 4 rijen LCD scherm (I2C bus)

- nieuwe schakelchips voor audio (MPC506A van BB). Ze zijn misschien niet de beste voor audio in theorie, maar de datasheet laat zien dat het goed genoeg is wat betreft vervorming (en veel beter dan mijn vorige CD4067). Na wat testen was er een geluid bij het schakelen, maar het audiobord en het programma in de arduino zijn voldoende flexibel om het geluid tijdens het schakelen even te dempen, wat een goed resultaat geeft!

- extra chip om de output op een professionelere manier aan te sturen (PGA2311). Het geeft een betere controle met de SPI-bus van de Arduino, ook om de mute-functie goed te beheren, en geeft de mogelijkheid om niveau-offsets op elke ingang te programmeren, wat geweldig is.

- een uitbreidingspoort om externe modules te ontwikkelen (RS-232 voor de tv of HDMI-schakelaars, extra audiorelais om het analoge signaal naar de rest van de audio-opstelling van mijn woonkamer te leiden, enz.)

- beter ontwerp, met een mooi licht aan de binnenkant wanneer het apparaat aan staat.:)

Stap 1: Globaal schema

Het globale proces is:

ingangen > [schakelsectie] > [audiokaart / som met de extra audio-ingang] > [mute/volume-sectie] > uitgang

De arduino geeft:

- een 5 bits binair woord op 5 aparte uitgangen om de schakelsectie te besturen (zodat het feitelijk 16 fysieke ingangen + 16 virtuele ingangen kan beheren, wat handig kan zijn met bijvoorbeeld een uitbreidingsmodule).

- een SPI-bus om de PGA 2311 te bedienen (audio-uitgang mute/volume).

- een I2C-bus om het LCD-scherm te bedienen.

- ingangen voor de HUI op het frontpaneel (inclusief een encoder, en 3 drukknoppen: standby/aan, menu/exit, functie/enter).

- een ingang voor de IR-sensor.

- een uitgang om de SSR aan te sturen.

Hier zijn:

- het globale schema

- het Arduino pinout-blad

- de tabel voor de binaire woorden die worden gebruikt voor de schakelsectie

- het oude geluidskaartschema dat ik opnieuw heb gebruikt voor dit project

Dus het audiobord is in mijn geval gesplitst in twee afzonderlijke PCB's:

- het optelgedeelte

- het volume / mute-gedeelte

Dus het analoge audiosignaal verlaat het moederbord na het schakelgedeelte om naar de sommerende PCB (opamp TL074) te gaan en keert vervolgens terug naar het moederbord om te worden verwerkt door de PGA 2311 voordat het naar de uitgangsconnector op het achterpaneel gaat.

Ik denk dat het niet nodig is om dat te doen, maar het was voor mij een manier om mijn oude onderdeel te hergebruiken zonder een volledig nieuwe PCB te ontwikkelen.

Stap 2: Voeding

Ik heb de voeding (AC/DC-module) niet ontwikkeld. Het was goedkoper en gemakkelijker om er een te kopen op Amazon;)

Ik had 3 verschillende soorten gelijkspanningen nodig:

Eén +5V voor de logische onderdelen (inclusief de Arduino… Ja, ik heb dat slechte ding gemaakt dat bestaat uit het leveren van het bord aan de +5V-uitgang… maar feit is: het werkt).

Een +12V en een -12V voor de audiodelen.

Stap 3: Arduino-programma en EEPROM-parameters

hier zijn:

- het programma van de Arduino

- de parameters beheerd door de setup in de Arduino, en opgeslagen in de EEPROM

Opmerking: ik heb een standaard IR-afstandsbediening gebruikt en u kunt de codes van elke toets van de afstandsbediening in het programma wijzigen.

Ik gebruikte een toets als snelkoppeling in mijn programma, om snel toegang te krijgen tot mijn mediacenter-apparaat. Het setup-menu van "Mash-in" is gemaakt om te configureren welke ingang je hebt gekozen om aan deze snelkoppeling toe te wijzen. Deze parameter wordt ook opgeslagen in de EEPROM van de Arduino.

Stap 4: Bouw het

hier is het Gerber-bestand om het te maken.

De arduino wordt rechtstreeks ondersteboven op de PCB gestoken (zoals een shied).

bekende problemen:

- de CD4067 die wordt gebruikt voor het schakelgedeelte van composietvideo wordt niet goed gevoed. Het schema geeft een voeding van 12V, maar het is een driver met 5V logische signalen van de Arduino… dus de ingangen blijven toch op de eerste staan (00000).

- Het is hetzelfde probleem met de MPC506-chips, maar de logische niveaus worden door die componenten goed in overweging genomen, dus daar valt niets aan te veranderen.

Je zult dus de PCB iets moeten aanpassen, maar het is te doen als je IC-ondersteuningen gebruikt en wat draden toevoegt.

Stap 5: De zaak

Hier vindt u de diepgang van het voor- en achterpaneel.

Alle andere 3D-bestanden zijn hier beschikbaar.

Ik heb alles met Sketchup ontworpen, dus het is vrij eenvoudig om dingen gratis aan te passen, denk ik.

Alle binnenpanelen zijn gedrukt op dubbele lagen die aan elkaar zijn gelijmd. Ook de binnenplaat wordt in twee stappen bedrukt, met ongeveer 2 lagen oranje (of de gewenste kleur), en de rest in wit. Zo ziet het eruit als wit wanneer het apparaat in stand-by staat en wordt het oranje als het aan staat (met het lampje erin).

Ik gebruikte een kleine LED 230VAC lamp binnen. Het is minder dan 1 W stroomverbruik en het wordt niet te veel warm. Het wordt aangedreven door de output van SSR zelf.

De SST is gemonteerd op een verwarming. Er zit een gat in de zijkant van de koffer, zodat de lucht binnenin kan worden gerecycled.

Trouwens, het is in mijn geval een 10A SSR en ik heb er een 8A-zekering op geïnstalleerd, om de temperatuurverspreiding in de behuizing tot een acceptabele waarde te beperken (hoe meer vermogen je schakelt, hoe meer warmte je hebt). Met de verwarming mag hij niet verder gaan dan 40°C, zelfs niet als de behuizing volledig gesloten is, wat ok is, zelfs voor de PLA-onderdelen van de behuizing.

Bijna klaar om af te drukken!;)

Stap 6: Andere integratiedetails…

hier enkele bestanden om de bekabeling te helpen en het werk gemakkelijker te maken.

Alle andere nuttige dingen zijn er uiteindelijk!:)