Διακόπτης HDMI με έλεγχο Arduino: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το διδακτικό θα σας δείξει πώς μπορείτε να ελέγχετε πολλές τροφοδοσίες HDMI στην τηλεόρασή σας χρησιμοποιώντας έναν μικροελεγκτή όπως το Arduino για να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε τη μετάδοση με μία μόνο γραμμή ελέγχου.

Ο τελικός μου στόχος είναι να έχω ένα ισχυρό αλλά ευέλικτο μέσο για να περιορίσω τον χρόνο που μπορούν να περάσουν τα παιδιά μπροστά στην τηλεόραση, χωρίς να μπλέκουν σε διαφωνίες κατά την ώρα απενεργοποίησης. Υπάρχουν χρονικά περιορισμένες εφαρμογές για υπολογιστές, αλλά τη στιγμή της γραφής δεν υπήρχε σχεδόν τίποτα για τηλεοράσεις στο Ηνωμένο Βασίλειο. Στις ΗΠΑ είναι δυνατό να αγοράσετε πράγματα που προορίζονται για αυτήν ακριβώς τη δουλειά, αλλά από όσο γνωρίζω αυτά ταιριάζουν μόνο στις πρίζες και τις τάσεις των ΗΠΑ ή ελέγχουν μόνο σύνθετο βίντεο κ.λπ.

Είχα στο μυαλό μου να δημιουργήσω έναν ελεγκτή με βάση το Arduino με μια μονάδα ρολογιού σε πραγματικό χρόνο για να παρέχει τη λειτουργικότητα του χρονοδιακόπτη. Το δύσκολο ήταν πώς να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε την τηλεόραση δυνατά αλλά με ασφάλεια. Έτσι άρχισα να εξετάζω τις επιλογές:

1) ελέγξτε την τροφοδοσία της τηλεόρασης - πολύ αποτελεσματική αλλά ανησυχώ μήπως επηρεάσω αρνητικά την τηλεόραση μακροπρόθεσμα και περιλαμβάνει τη χρήση ρελέ δικτύου κ.λπ.

2) έλεγχος χρησιμοποιώντας απομακρυσμένα πρωτόκολλα IR - ωραία ιδέα, αλλά η ισχύς είναι σχεδόν πάντα μια εναλλαγή νομίζω, και δεν υπάρχει τρόπος για μια απομακρυσμένη συσκευή να γνωρίζει την κατάσταση της τηλεόρασης, οπότε στην πράξη δεν νομίζω ότι αυτό θα λειτουργήσει.

3) έλεγχος με την αλλαγή των ροών HDMI από τις διάφορες συσκευές εισόδου (δεν χρησιμοποιούμε πια άμεση είσοδο RF στην τηλεόραση) - αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει, αλλά το HDMI είναι ένα γρήγορο σήμα που πρέπει να δρομολογηθεί και να αλλάξει προσεκτικά - δεν μπορείτε χρησιμοποιήστε μόνο μερικά τρανζίστορ σε ένα πρωτοπόρο!

Θεώρησα ότι οι επιλογές 1 & 2 δεν ήταν αρχικές. Η επιλογή 3 έμοιαζε με τον καλύτερο τρόπο, εκτός από το πρόβλημα του τρόπου διεξαγωγής της αλλαγής. Εισαγάγετε τον αυτόματο συνδυασμό HDMI και διακόπτη που μπορείτε να αγοράσετε για λιγότερα από 5 £ από πολλούς εμπόρους (για παράδειγμα μέσω Ebay).

Αποφάσισα γρήγορα πώς να το τροποποιήσω πολύ απλά, έτσι ώστε ένα σήμα TTL 0-5 V να ελέγχει αν μεταδίδει ή μπλοκάρει σήματα HDMI. Η τροποποίηση δεν επηρεάζει τη χειροκίνητη ή την αυτόματη επιλογή καναλιού στη συσκευή.

Η τροποποίηση είναι πολύ απλή υπό την προϋπόθεση ότι είστε άνετοι με τη διασύνδεση Arduino και τη βασική συγκόλληση. Απαιτεί τα εξής:

Φτηνός αυτόματος διακόπτης HDMI 3 προς 1 του τύπου που εμφανίζεται παραπάνω (μπορεί να ληφθεί εύκολα μέσω Ebay, για παράδειγμα). Μπορεί να είναι δυνατή η χρήση άλλων με την προϋπόθεση ότι λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο. ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ - δείτε το άλλο μου εκπαιδευτικό για εναλλακτικό διακόπτη HDMI που λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο και το οποίο διαπίστωσα ότι αποδίδει καλύτερα με μερικές από τις πηγές AV μου.

Βασικά ηλεκτρονικά εργαλεία

Συγκολλητικό σίδερο

Αντίσταση 1Κ

2N2907 τρανζίστορ PNP

Πυροβόλο κόλλα θερμής τήξης

Σύρμα σύνδεσης (π.χ. 7/0,2)

Θα περιγράψω μόνο την τροποποίηση εναλλαγής HDMI στις επόμενες σελίδες. Είναι πραγματικά απλό. Έχω υποθέσει ότι οι άνθρωποι που πραγματοποιούν αυτήν την τροποποίηση έχουν «φυσιολογική ικανότητα στην τέχνη» και ως εκ τούτου δεν έχουν συμπεριλάβει κυκλώματα ή φωτογραφίες από κάθε στάδιο της διαδικασίας. Το μέρος του ελεγκτή Arduino αφήνω προς το παρόν στον αναγνώστη καθώς είναι πιθανό να είναι προσαρμοσμένο στις ατομικές του ανάγκες. Το σχέδιό μου είναι ότι οι υποψήφιοι θεατές θα έχουν κάρτες RFID για να τους επιτρέπουν να «συνδεθούν» για να έχουν πρόσβαση στα τηλεοπτικά τους λεπτά, τα οποία εμφανίζονται να σημειώνονται σε επίδειξη επτά τμημάτων. ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ - αυτή η εργασία έχει δημοσιευτεί τώρα σε ένα άλλο Εγχειρίδιο μου.

Αποποίηση ευθυνών: αυτή η τροποποίηση λειτούργησε για μένα και δεν φάνηκε να βλάπτει κανένα από το συνημμένο υλικό AV, αλλά δεν μπορώ να εγγυηθώ την καταλληλότητά της για την εφαρμογή, οπότε προφανώς αν την πραγματοποιήσετε, τότε είναι με δική σας ευθύνη.

Βήμα 1: Αφαιρέστε τις διόδους τροφοδοσίας από το PCB Switcher

Αφαιρέστε τις τέσσερις βίδες από την κάτω πλευρά του περιβλήματος του διακόπτη.

Σκουπίστε τα δύο μισά της θήκης και αφαιρέστε την πλακέτα κυκλώματος.

Προσδιορίστε τις τρεις διόδους τοποθέτησης επιφανειών D1 έως D3, των οποίων οι θέσεις σημειώνονται με κόκκινο χρώμα στο σχήμα. Αυτές οι δίοδοι δρομολογούν μια παροχή +5 VDC από εισερχόμενους αγωγούς HDMI στο τμήμα τροφοδοσίας της πλακέτας. το διοικητικό συμβούλιο αντλεί τη δύναμή του από αυτά τα καλώδια.

Αφαιρέστε τις διόδους (η μία εμφανίζεται με πράσινο χρώμα) χρησιμοποιώντας ένα συγκολλητικό σίδερο για να τις ξεκολλήσετε από την πλακέτα. Αυτό απενεργοποιεί αποτελεσματικά την πλακέτα καθώς το IC του διακόπτη δεν μπορεί να λάβει εξωτερική τροφοδοσία. Σημειώστε ότι η φωτογραφία για αυτό το βήμα τραβήχτηκε ΑΦΟΥ είχαν αφαιρεθεί οι δίοδοι.

Η τροποποιημένη πλακέτα κυκλώματος μπορεί τώρα να ενεργοποιηθεί εξωτερικά, παρέχοντας εξωτερική τροφοδοσία +5 VDC στο τμήμα τροφοδοσίας στην πλακέτα. Το +5 VDC πρέπει να πηγαίνει στο μαξιλάρι καθόδου του D3 και η γείωση τροφοδοσίας πρέπει να πηγαίνει στο μαξιλάρι γείωσης κοντά στο καλώδιο εξόδου HDMI (με την ένδειξη GND στην πλακέτα αν κοιτάξετε αρκετά σκληρά). Αυτά επισημαίνονται με μπλε χρώμα στο σχήμα.

Αυτή είναι η ουσία αυτού του hack - ελέγξτε την τροφοδοσία στην πλακέτα και ελέγχετε αν μεταδίδεται HDMI ή όχι. Η χειροκίνητη / αυτόματη εναλλαγή μεμονωμένων εισόδων διατηρείται μετά από αυτήν την τροποποίηση.

Βήμα 2: Εγκαταστήστε έναν διακόπτη τρανζίστορ στο PCB Switcher

Το Arduino δεν μπορεί να παράγει αρκετό ρεύμα από ένα μόνο pin για να οδηγήσει την κάρτα εναλλαγής HDMI. Ωστόσο, η ράγα τροφοδοσίας 5 VDC μπορεί να τροφοδοτήσει περίπου 400 mA. Επομένως, το επόμενο βήμα είναι να εγκαταστήσετε έναν διακόπτη τρανζίστορ PNP υψηλής πλευράς για να επιτρέψετε στο Arduino να ελέγχει την πλακέτα από το δικό της τροφοδοτικό μέσω ψηφιακής εξόδου.

Χρησιμοποίησα ένα τρανζίστορ 2N2907 PNP. Αυτό ήταν τοποθετημένο με στυλ νεκρού σφάλματος στην πλακέτα κυκλώματος εναλλαγής χρησιμοποιώντας κόλλα θερμής τήξης. Στο σχήμα η στρογγυλεμένη πλευρά του τρανζίστορ κοιτάζει προς το εξωτερικό άκρο της σανίδας. Είναι σημαντικό να κρατήσετε όλα τα πρόσθετα εξαρτήματα / καλώδια χαμηλά στον πίνακα, έτσι ώστε το κάλυμμα του περιβλήματος να εφαρμόζει ξανά στη συνέχεια.

Ένας μαύρος μόλυβδος χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση της γείωσης Arduino με το μαξιλάρι γείωσης στον πίνακα εναλλαγής.

Ένα κόκκινο καλώδιο χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση του πομπού του PNP με τον πείρο 5 VDC του Arduino.

Ένας πορτοκαλί αγωγός χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση μιας ψηφιακής εξόδου στο Arduino στη βάση του PNP, μέσω αντίστασης 1 kOhm. Χρησιμοποίησα τον πείρο 13 καθώς είναι συνδεδεμένος με το LED και το αναβοσβήσιμο κάνει ένα καλό σκίτσο δοκιμής. Αυτός ο πορτοκαλί αγωγός είναι η γραμμή ελέγχου για τον διακόπτη υψηλής πλευράς.

Ο συλλέκτης του PNP συνδέθηκε με το μαξιλάρι καθόδου D3 στον πίνακα εναλλαγής.

Η κόλλα θερμής τήξης χρησιμοποιήθηκε άφθονα για να διασφαλιστεί ότι όλα τα καλώδια και τα εξαρτήματα ήταν ασφαλή και ότι δεν θα μπορούσε να εμφανιστεί σορτς μεταξύ της αντίστασης, του τρανζίστορ και του πίνακα εναλλαγής.

Έβαλα μερικές μικρές αυλακώσεις στο πλάι του περιβλήματος για να περάσουν τα καλώδια. Με την προϋπόθεση ότι η εγκατάσταση του σφάλματος έχει γίνει προσεκτικά, το κάλυμμα του περιβλήματος θα πρέπει να εφαρμόζει ξανά χωρίς κανένα πρόβλημα.

Βήμα 3: Συμπέρασμα

Εντάξει - αυτό είναι λίγο πολύ. Δεδομένου ότι είναι ένας διακόπτης υψηλής πλευράς PNP, η μετάδοση HDMI επιβεβαιώνεται με τη ρύθμιση της γραμμής ελέγχου LOW (0 V). Η ρύθμιση της γραμμής ελέγχου Υ HIGHΗΛΗ (+5 V) απενεργοποιεί τον διακόπτη και έτσι αποτρέπει την εμφάνιση τυχόν σημάτων HDMI. Μην ανησυχείτε όμως - αν οι πολυμήχανοι αχινοί σας αποσυνδέσουν το τροφοδοτικό από το Arduino, θα χάσουν την πολύ σημαντική ράγα 400 mA 5 V, η οποία θα εμποδίσει εντελώς τη μετάδοση HDMI.

Προφανώς για να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον διακόπτη ως μέσο για τον έλεγχο της πρόσβασης σε μια τηλεόραση, πρέπει να τον περικλείσετε σε ένα δύσκολο ανοιγόμενο κουτί που περικλείει τον ελεγκτή, τον διακόπτη και τα βύσματα όλων των καλωδίων εισόδου HDMI, με οπές για τους αγωγούς εισόδου αρκετά μικρό για να αποτρέψει το τράβηγμα και την πρίζα απευθείας στην τηλεόραση. Σκοπεύω να τοποθετήσω τα πάντα (διακόπτη, χειριστήριο, οθόνη κ.λπ.) σε ένα ενιαίο ελκυστικό περίβλημα που μπορεί να πάει δίπλα στην τηλεόραση.

Είναι αυτονόητο ότι αυτό θα είναι αποτελεσματικό μόνο εάν η τηλεόρασή σας χρησιμοποιείται ως οθόνη HDMI. Εάν αφήσετε ένα καλώδιο RF συνδεδεμένο στην τηλεόραση, αυτό θα εξακολουθεί να είναι διαθέσιμο. Στο Ηνωμένο Βασίλειο φαίνεται να είναι όλο και πιο συνηθισμένο να χρησιμοποιείτε ένα PVR για να λάβετε την είσοδο RF και να παρέχετε το τηλεοπτικό σήμα μέσω HDMI, οπότε το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να αφαιρέσετε το καλώδιο εισόδου RF από την τηλεόραση και να το αποκρύψετε ή εναλλακτικά να αφαιρέσετε όλο το κανάλι συντονισμός, για να αποτρέψετε τα παιδιά σας παρακάμπτοντας τα χειριστήρια σας.

Ελπίζω κάποιος να βρει χρήσιμες αυτές τις πληροφορίες. Καλή τύχη στην κατασκευή του χειριστηρίου - όταν τελειώσω το δικό μου θα ενημερώσω αυτήν την ανάρτηση.