Mash-in / AV-Switch: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Tenho vários consoles de videogame em casa, então precisei fazer algo para conectar tudo na minha TV.

Também como um engenheiro de som do passado, gosto de ouvir música em uma configuração decente … e tenho uma abordagem que mistura análise acústica objetiva e empirismo. Não sou muito sensível à moda de tubos, conversores caros e coisas de marketing. Gosto quando funciona, seja qual for a curva exibida na tela do equipamento, ou seja qual for o preço que você pagou. Acho que, para uso pessoal, um simples par de alto-falantes estéreo é bom o suficiente, e o analógico faz o trabalho corretamente. É fácil de manipular, fácil de trocar, somar, etc.

É por isso que construí um primeiro switch de áudio analógico e vídeo composto de 16 canais (+1 entrada de áudio estéreo que é mixada).

O objetivo também era gerenciar as fontes de alimentação das fontes (para tornar a configuração mais econômica e para ligar as fontes corretamente primeiro e depois desligá-las no final). Escolhi um Solid State Relay, que talvez fosse mais conveniente para equipamentos de áudio / vídeo antigos e sensíveis, e também talvez mais durável.

Esta primeira versão não incluía nenhum controle remoto, e eu estava cansado de me levantar do sofá para mudar o volume ou a entrada. Além disso, fui obrigado a lembrar qual fonte estava conectada em cada número de cada entrada, e fiquei um pouco entediado ao apertar esse maldito botão "Selecionar" para descobrir onde meu console favorito estava conectado (ou meu fono, ou qualquer outra coisa …).

Não fiquei muito contente com a qualidade do som, porque os chips que usei para trocar o sinal de áudio não foram realmente otimizados para isso. E a saída de áudio era impulsionada apenas por um potenciômetro duplo, como atenuador passivo. Eu precisava de melhor qualidade de som.

Além disso, esta primeira versão não foi desenvolvida para ser compatível com nenhuma nova tecnologia e era basicamente um produto totalmente analógico.

Portanto, "Mash-in" é a evolução desta primeira versão que fiz há alguns anos, reutilizando parte da primeira versão com alguns novos recursos:

- O sistema não é totalmente analógico agora, mas também dirigido principalmente por um arduino.

- Controle remoto IR.

- Tela LCD de 4 filas (barramento I2C)

- novos chips de comutação para áudio (MPC506A de BB). Eles talvez não sejam os melhores para áudio em teoria, mas a folha de dados mostra que é bom o suficiente em relação à distorção (e muito melhor do que meu CD4067 anterior). Após alguns testes, houve um ruído na troca, mas a placa de áudio e o programa no arduino são flexíveis o suficiente para silenciar o som durante o processo de chaveamento, o que dá um bom resultado!

- chip adicional para conduzir a saída com uma abordagem mais profissional (PGA2311). Dá um melhor controle com o barramento SPI do Arduino, também para gerenciar a função mute corretamente, e dá a possibilidade de programar desvios de nível em cada entrada, o que é ótimo.

- uma porta de extensão para desenvolver módulos externos (RS-232 para a TV ou interruptores HDMI, relés de áudio adicionais para encaminhar o sinal analógico no resto da configuração de áudio da minha sala, etc.)

- melhor design, com uma luz extravagante no interior quando o dispositivo está ligado.:)

Etapa 1: esquema global

O processo global é:

entradas> [seção de comutação]> [placa de áudio / soma com a entrada de áudio adicional]> [seção mudo / volume]> saída

O arduino dá:

- uma palavra binária de 5 bits em 5 saídas separadas para controlar a seção de chaveamento (para que possa gerenciar 16 entradas físicas + 16 entradas virtuais que podem ser úteis com um módulo de extensão, por exemplo).

- um barramento SPI para controlar o PGA 2311 (mudo / volume da saída de áudio).

- um barramento I2C para controlar a tela LCD.

- entradas para o HUI no painel frontal (incluindo um codificador e 3 botões: standby / on, menu / exit, function / enter).

- uma entrada para o sensor IR.

- uma saída para conduzir o SSR.

Aqui estão:

- o esquema global

- a folha de pinagem do Arduino

- a tabela para as palavras binárias usadas para a seção de comutação

- o esquema antigo da placa de áudio que reutilizei neste projeto

Portanto, a placa de áudio é dividida em duas PCBs separadas no meu caso:

- a parte soma

- a parte do volume / mudo

Portanto, o sinal de áudio analógico deixa a placa principal após a seção de chaveamento, para ir para a placa de som somadora (opamp TL074), e então retorna para a placa principal para ser processado pelo PGA 2311 antes de ir para o conector de saída no painel traseiro.

Acho que não é necessário fazer isso, mas foi uma forma de reutilizar minha peça antiga sem desenvolver um PCB totalmente novo.

Etapa 2: Fonte de alimentação

Não desenvolvi a fonte de alimentação (módulo AC / DC). Era mais barato e mais fácil comprar um na Amazon;)

Eu precisava de 3 tipos diferentes de tensões DC:

Um + 5V para as partes lógicas (inclusive o Arduino… Sim eu fiz aquela coisa ruim que consiste em alimentar a placa na saída + 5V… mas o fato é: funciona).

Um + 12V e um -12V para as peças de áudio.

Etapa 3: Programa Arduino e Parâmetros EEPROM

aqui estão:

- o programa do Arduino

- os parâmetros gerenciados pelo setup no Arduino, e salvos na EEPROM

Nota: Eu usei um controle remoto IR padrão, e você pode alterar os códigos de cada tecla do controle remoto no programa.

Usei uma tecla como atalho no meu programa, para acessar rapidamente o meu dispositivo mediacenter. O menu de configuração de "Mash-in" é feito para configurar qual entrada você escolheu atribuir a este atalho. Este parâmetro também é armazenado na EEPROM do Arduino.

Etapa 4: Construa

aqui está o arquivo Gerber para fazer isso.

O arduino é inserido diretamente de cabeça para baixo no PCB (como um tímido).

problemas conhecidos:

- o CD4067 usado para a seção de chave de vídeo composto não é alimentado corretamente. O esquema dá uma alimentação de 12 V, mas é driver com sinais lógicos de 5 V do Arduino … então as entradas permanecem no primeiro de qualquer maneira (00000).

- É o mesmo problema com os chips MPC506, mas os níveis lógicos são devidamente considerados por esses componentes, então nada a mudar sobre isso.

Portanto, você terá que modificar um pouco o PCB, mas é administrável se você usar suportes de IC e adicionar alguns fios.

Etapa 5: o caso

Aqui você encontrará o rascunho do painel frontal e traseiro.

Todos os outros arquivos 3D estão disponíveis aqui.

Eu projetei tudo com o Sketchup, então é muito fácil adaptar as coisas de graça, eu acho.

Todos os painéis internos são impressos em camadas duplas coladas. Além disso, a placa interna é impressa em duas etapas, com aproximadamente 2 camadas de laranja (ou da cor que você preferir) e o restante em branco. Assim, fica branco quando o dispositivo está no modo de espera e fica laranja quando está ligado (com a luz dentro).

Usei uma pequena lâmpada LED 230VAC no interior. Consome menos de 1W de energia e não aquece muito. É impulsionado pela saída do próprio SSR.

O SST é montado em um aquecedor. Há um orifício na lateral da caixa, para possibilitar a reciclagem do ar no interior.

A propósito, é um SSR de 10A no meu gabinete, e eu instalei um fusível de 8A nele, para limitar a dissipação de temperatura dentro do gabinete em um valor aceitável (quanto mais potência você liga, mais calor você tem). Com o aquecedor, não deve ir além dos 40 ° C, mesmo se o gabinete estiver totalmente fechado, o que está ok, mesmo para as partes de PLA do gabinete.

Quase pronto para imprimir!;)

Etapa 6: Outros detalhes de integração …

aqui alguns arquivos para ajudar no cabeamento e facilitar o trabalho.

Todas as outras coisas úteis estão eventualmente aqui!:)