Switch HDMI controlado por Arduino: 3 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este instrutível mostrará como controlar vários feeds HDMI para sua TV usando um microcontrolador como um Arduino para ativar e desativar a transmissão com uma única linha de controle.

Meu objetivo final é ter um meio robusto, mas flexível, de limitar a quantidade de tempo que as crianças podem passar em frente à TV, sem entrar em discussões na hora de desligar. Existem aplicativos de limitação de tempo para PCs, mas, no momento em que este artigo foi escrito, não havia praticamente nada disponível para TVs no Reino Unido. Nos Estados Unidos é possível comprar coisas destinadas a este trabalho, mas, pelo que sei, só se adequam a plugues e tensões americanas ou controlam apenas vídeo composto, etc.

Eu tinha em mente construir um controlador baseado em Arduino com um módulo de relógio em tempo real para fornecer a funcionalidade de temporizador. A parte difícil era como ligar e desligar a TV de forma robusta, mas segura. Então, comecei a considerar as opções:

1) controlar a alimentação da TV - muito eficaz, mas me preocupo em afetar negativamente a TV a longo prazo e envolve o uso de relés de alimentação, etc.

2) controle usando protocolos remotos IR - boa ideia, mas a potência quase sempre é alternada, eu acho, e não há como um dispositivo remoto saber o estado da TV, então, na prática, não acho que isso funcionaria.

3) controle trocando os feeds HDMI dos vários dispositivos de entrada (não usamos mais entrada RF direta para a TV) - isso pode funcionar, mas HDMI é um sinal rápido que precisa ser roteado e comutado com cuidado - você não pode basta usar alguns transistores em um protoboard!

Eu considerei as opções 1 e 2 como não iniciantes. A opção 3 parecia ser o melhor caminho a seguir, exceto pelo problema de como realizar a troca. Entre no combinador HDMI automático e switch, que pode ser comprado por menos de £ 5 de vários comerciantes (via Ebay, por exemplo).

Eu rapidamente determinei como modificar isso de forma muito simples, de modo que um sinal TTL de 0-5 V controlasse se ele transmitia ou bloqueava os sinais HDMI. A modificação não prejudica a seleção manual ou automática do canal dentro do dispositivo.

A modificação é muito simples, desde que você se sinta confortável com a interface do Arduino e com a solda básica. Requer o seguinte:

Comutador HDMI automático 3 para 1 barato do tipo mostrado acima (pode ser facilmente obtido através do Ebay, por exemplo). Pode ser possível usar outros, desde que funcionem da mesma maneira. ATUALIZAÇÃO - veja meu outro instrutível para um switcher HDMI alternativo que funciona da mesma maneira e que eu descobri que tem um desempenho melhor com algumas das minhas fontes AV.

Ferramentas eletrônicas básicas

Ferro de solda

Resistor 1K

2N2907 transistor PNP

Pistola de cola quente

Fio de conexão (por exemplo, 7 / 0,2)

Descreverei apenas a modificação do switcher HDMI nas páginas seguintes. É muito simples. Presumi que as pessoas que realizam essa modificação têm 'habilidade normal na arte' e, portanto, não incluíram diagramas de circuito ou fotos de cada estágio do processo. A parte do controlador Arduino deixo para o leitor por enquanto, pois é provável que seja adaptada às suas necessidades individuais. Meu plano é que os futuros telespectadores tenham passes RFID para permitir que eles 'façam login' para acessar seus minutos de TV, que são mostrados em uma tela de sete segmentos. ATUALIZAÇÃO - este trabalho já foi publicado em outro de meus Instructables.

Isenção de responsabilidade: esta modificação funcionou para mim e não pareceu prejudicar nenhum hardware AV conectado, mas não posso garantir sua adequação para o aplicativo, então, obviamente, se você fizer isso, será por sua própria conta e risco.

Etapa 1: Remova os diodos da fonte de alimentação do switcher PCB

Remova os quatro parafusos da parte inferior do gabinete do switcher.

Separe as duas metades da caixa e remova a placa de circuito.

Identifique os três diodos de montagem em superfície D1 a D3, cujas localizações estão marcadas em vermelho na figura. Esses diodos direcionam uma fonte de +5 VCC dos cabos HDMI de entrada para a seção de alimentação da placa; a placa obtém sua alimentação desses terminais.

Remova os diodos (um é mostrado marcado em verde) usando um ferro de solda para retirá-los da placa. Isso desabilita efetivamente a placa, pois o switcher IC não consegue obter alimentação externa. Observe que a foto desta etapa foi tirada APÓS os diodos terem sido removidos.

A placa de circuito modificada agora pode ser habilitada externamente, fornecendo uma fonte externa de +5 VCC para a seção de fonte de alimentação na placa. O +5 VDC deve ir para a almofada de cátodo de D3 e o aterramento da fonte deve ir para a almofada de aterramento perto do cabo HDMI de saída (marcado como GND na placa se você olhar com atenção). Eles estão marcados em azul na figura.

Esta é a essência deste hack - controle a alimentação da placa e você controla se o HDMI é transmitido ou não. A comutação manual / automática de entradas individuais é mantida após esta modificação.

Etapa 2: instalar um interruptor transistor na PCB do switcher

O Arduino não consegue fornecer corrente suficiente de um único pino para acionar a placa switcher HDMI. No entanto, seu trilho de alimentação de 5 VCC pode fornecer aproximadamente 400 mA. Portanto, a próxima etapa é instalar uma chave de transistor PNP de alto nível para permitir que o Arduino controle a placa de sua própria fonte de alimentação por meio de uma saída digital.

Usei um transistor PNP 2N2907. Ele foi montado no estilo de inseto morto na placa de circuito do switcher usando cola quente derretida. Na figura, o lado arredondado do transistor está voltado para a borda externa da placa. É importante manter todos os componentes / fios adicionais abaixados na placa para que a tampa do gabinete se encaixe novamente.

Um fio preto foi usado para conectar o aterramento do Arduino ao pad de aterramento na placa do switcher.

Um fio vermelho foi usado para conectar o emissor do PNP ao pino 5 VDC do Arduino.

Um fio laranja foi usado para conectar uma saída digital do Arduino à base do PNP, por meio de um resistor de 1 kOhm. Usei o pino 13, já que ele está conectado ao LED e o piscar é um bom esboço de teste. Este fio laranja é a linha de controle para a chave do lado alto.

O coletor do PNP foi conectado à almofada catódica D3 na placa do switcher.

A cola termofusível foi usada liberalmente para garantir que todos os condutores e componentes estivessem seguros e que nenhum curto ocorresse entre o resistor, o transistor e a placa de comutação.

Lixei algumas pequenas ranhuras na lateral do gabinete para permitir a passagem dos fios. Desde que a instalação do bug morto tenha sido feita com cuidado, a tampa do gabinete deve se encaixar de volta sem problemas.

Etapa 3: Conclusão

Ok - é basicamente isso. Como é um switch do lado alto PNP, a transmissão HDMI é confirmada definindo a linha de controle LOW (0 V). Definir a linha de controle HIGH (+5 V) desativa o switcher e, portanto, evita a exibição de quaisquer sinais HDMI. Mas não se preocupe - se seus engenhosos moleques desligarem a fonte de alimentação do Arduino, eles perderão o importante trilho de 400 mA 5 V, que inibirá completamente a transmissão HDMI.

Obviamente, para usar este switcher como um meio de controlar o acesso a uma TV, você precisa colocá-lo em uma caixa difícil de abrir que inclui o controlador, switcher e os plugues de todos os cabos de entrada HDMI, com orifícios para os cabos de entrada pequeno o suficiente para evitar que sejam puxados e conectados diretamente à TV. Pretendo montar tudo (switcher, controlador, display, etc.) em um único gabinete atraente que possa ir ao lado da TV.

Nem é preciso dizer que isso será eficaz apenas se a sua TV estiver sendo usada como um monitor HDMI. Se você deixar um cabo de RF conectado à TV, ele ainda estará disponível. No Reino Unido, parece ser cada vez mais comum usar um PVR para receber a entrada RF e fornecer o sinal de TV via HDMI, então tudo que você precisa fazer é remover o cabo de entrada RF da TV e ocultá-lo ou, alternativamente, remover todo o canal ajuste, para evitar que seus filhos ignorem seus controles.

Espero que alguém ache esta informação útil. Boa sorte com a construção do controlador - quando eu terminar o meu, irei atualizar este post.