Mash-in/Interruttore AV: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Ho diverse console per videogiochi a casa, quindi avevo bisogno di fare qualcosa per collegare tutto alla mia TV.

Inoltre, in quanto ingegnere del suono del passato, mi piace ascoltare la musica su un setup decente… e ho un approccio che mescola analisi acustica oggettiva ed empirismo. Non sono molto sensibile alla moda delle valvole, ai convertitori costosi e al marketing. Mi piace quando funziona, qualunque sia la curva visualizzata sullo schermo dell'ingranaggio, o qualunque sia il prezzo che hai pagato. Penso che per uso personale, un semplice paio di altoparlanti stereo sia abbastanza buono, e l'analogico fa il lavoro correttamente. È facile da manipolare, facile da cambiare, da sommare, ecc.

Ecco perché ho costruito un primo switch audio analogico e video composito a 16 canali (+1 ingresso audio stereo che viene mixato).

L'obiettivo era anche quello di gestire gli alimentatori delle sorgenti (per rendere il setup più risparmio energetico, e per accendere correttamente le sorgenti prima, e poi spegnerle alla fine). Ho fatto la scelta di un relè a stato solido, che forse era più conveniente per apparecchiature audio/video vecchie e sensibili, e forse anche più durevole.

Questa prima versione non includeva alcun telecomando, ed ero stanco di alzarmi dal divano per cambiare il volume o l'ingresso. Inoltre, ero obbligato a ricordare quale sorgente era collegata a ogni numero di ciascun ingresso, ed ero un po' annoiato a premere questo dannato pulsante "Select" per trovare dove era collegata la mia console preferita (o il mio phono, o qualsiasi altra cosa…).

Non ero molto soddisfatto della qualità del suono, perché i chip che usavo per commutare il segnale audio non erano proprio ottimizzati per questo. E l'uscita audio era semplicemente pilotata da un doppio potenziometro, come attenuatore passivo. Avevo bisogno di una migliore qualità del suono.

Anche questa prima versione non era stata sviluppata per essere compatibile con nessuna nuova tecnologia, ed era fondamentalmente un prodotto completamente analogico.

Quindi "Mash-in" è l'evoluzione di questa prima versione che ho realizzato alcuni anni fa, riutilizzando parte della prima versione con alcune nuove funzionalità:

- Il sistema non è completamente analogico ora, ma è principalmente guidato da un arduino.

- Telecomando IR.

- Schermo LCD a 4 righe (bus I2C)

- nuovi chip di commutazione per l'audio (MPC506A di BB). Forse non sono i migliori per l'audio in teoria, ma la scheda tecnica mostra che è abbastanza buono per quanto riguarda la distorsione (e molto meglio del mio precedente CD4067). Dopo alcuni test, c'era un rumore alla commutazione, ma la scheda audio e il programma nell'arduino sono abbastanza flessibili da silenziare brevemente il suono durante il processo di commutazione, il che dà un buon risultato!

- chip aggiuntivo per pilotare l'output con un approccio più professionale (PGA2311). Dà un miglior controllo con il bus SPI di Arduino, anche per gestire correttamente la funzione mute, e dà la possibilità di programmare offset di livello su ogni ingresso, il che è fantastico.

- una porta di estensione per sviluppare moduli esterni (RS-232 per la TV o switch HDMI, relè audio aggiuntivi per instradare il segnale analogico nel resto della configurazione audio del mio soggiorno, ecc.)

- design migliore, con una luce di fantasia all'interno quando il dispositivo è acceso.:)

Passaggio 1: schema globale

Il processo globale è:

ingressi > [sezione commutazione] > [scheda audio / somma con l'ingresso audio aggiuntivo] > [sezione mute/volume] > uscita

L'arduino dà:

- una parola binaria a 5 bit su 5 uscite separate per il controllo della sezione di commutazione (quindi può effettivamente gestire 16 ingressi fisici + 16 ingressi virtuali che possono essere utili ad esempio con un modulo di estensione).

- un bus SPI per controllare il PGA 2311 (audio output mute/volume).

- un bus I2C per il controllo dello schermo LCD.

- ingressi per HUI sul pannello frontale (incluso un encoder e 3 pulsanti: standby/on, menu/exit, funzione/enter).

- un ingresso per il sensore IR.

- un'uscita per pilotare l'SSR.

Ecco:

- lo schema globale

- il foglio dei pin di Arduino

- la tabella delle parole binarie utilizzate per la sezione di commutazione

- il vecchio schema della scheda audio che ho riutilizzato in questo progetto

Quindi la scheda audio è divisa in due PCB separati nel mio caso:

- la parte sommatoria

- la parte volume/mute

Quindi il segnale audio analogico lascia la scheda principale dopo la sezione di commutazione, per andare al PCB sommatore (opamp TL074), quindi ritorna alla scheda principale per essere elaborato dal PGA 2311 prima di andare al connettore di uscita sul pannello posteriore.

Penso che non sia necessario farlo, ma era un modo per me di riutilizzare la mia vecchia parte senza sviluppare un PCB completamente nuovo.

Passaggio 2: alimentazione

Non ho sviluppato l'alimentatore (modulo AC/DC). Era più economico e più facile acquistarne uno su Amazon;)

Avevo bisogno di 3 diversi tipi di tensioni CC:

Uno +5V per le parti logiche (incluso l'Arduino… Sì ho fatto quella brutta cosa che consiste nell'alimentare la scheda all'uscita +5V… ma il fatto è che funziona).

Uno +12V e uno -12V per le parti audio.

Passaggio 3: programma Arduino e parametri EEPROM

ecco:

- il programma di Arduino

- i parametri gestiti dal setup in Arduino, e salvati in EEPROM

Nota: ho usato un telecomando IR standard e puoi modificare i codici di ciascun tasto del telecomando nel programma.

Ho usato un tasto come scorciatoia nel mio programma, per accedere rapidamente al mio dispositivo mediacenter. Il menu di configurazione di "Mash-in" è fatto per configurare quale ingresso hai scelto di assegnare a questa scorciatoia. Questo parametro è anche memorizzato nella EEPROM di Arduino.

Passaggio 4: costruiscilo

ecco il file Gerber per farlo.

L'arduino è direttamente inserito capovolto sul PCB (come uno shied).

Problemi noti:

- il CD4067 utilizzato per la sezione switch del video composito non è adeguatamente alimentato. Lo schema fornisce un'alimentazione a 12V, ma è un driver con segnali logici a 5V dell'Arduino… quindi gli ingressi rimangono comunque sul primo (00000).

- È lo stesso problema con i chip MPC506, ma i livelli logici sono adeguatamente considerati da quei componenti, quindi nulla da cambiare.

Quindi dovrai modificare leggermente il PCB, ma è gestibile se usi i supporti IC e aggiungi alcuni fili.

Passaggio 5: il caso

Qui troverete la bozza del pannello anteriore e posteriore.

Tutti gli altri file 3D sono disponibili qui.

Ho progettato tutto con Sketchup, quindi è abbastanza facile adattare le cose gratuitamente, immagino.

Tutti i pannelli interni sono stampati su doppio strato incollato tra loro. Anche la lastra interna viene stampata in due passaggi, con circa 2 strati di arancione (o del colore che ti piace), e il resto in bianco. In questo modo, sembra bianco quando il dispositivo è in standby e diventa arancione quando è acceso (con la luce all'interno).

All'interno ho usato una piccola lampada a LED 230VAC. Consuma meno di 1 W di energia e non si riscalda molto. È guidato dall'output dello stesso SSR.

L'SST è montato su un riscaldatore. C'è un foro sul lato del case, per rendere possibile il riciclo dell'aria all'interno.

A proposito, nel mio caso è un SSR da 10 A, e ho installato un fusibile da 8 A su di esso, per limitare la dissipazione della temperatura all'interno del case a un valore accettabile (più potenza accendi, più calore hai). Con il riscaldatore, non dovrebbe andare oltre i 40°C, anche se il case è completamente chiuso, il che va bene, anche per le parti in PLA del case.

Quasi pronto per la stampa!;)

Passaggio 6: altri dettagli sull'integrazione…

qui alcuni file per aiutare il cablaggio e semplificare il lavoro.

Tutte le altre cose utili sono finalmente qui!:)