สวิตช์ HDMI ที่ควบคุมโดย Arduino: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

คำแนะนำนี้จะแสดงวิธีควบคุมฟีด HDMI หลายรายการไปยังทีวีของคุณโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เช่น Arduino เพื่อเปิดใช้งานและปิดใช้งานการส่งสัญญาณด้วยสายควบคุมเดียว

เป้าหมายสูงสุดของฉันคือการมีวิธีการที่แข็งแกร่งแต่ยืดหยุ่นเพื่อจำกัดระยะเวลาที่เด็กๆ สามารถอยู่หน้าทีวีได้โดยไม่ต้องทะเลาะกันในเวลาปิดทีวี มีแอปพลิเคชั่นจำกัดเวลาสำหรับพีซี แต่ในขณะที่เขียนนั้นแทบไม่มีสิ่งใดสำหรับทีวีในสหราชอาณาจักร ในสหรัฐอเมริกา เป็นไปได้ที่จะซื้อของสำหรับงานนี้ แต่เท่าที่ฉันรู้ สิ่งเหล่านี้เหมาะกับปลั๊กและแรงดันไฟฟ้าของสหรัฐฯ เท่านั้น หรือควบคุมเฉพาะวิดีโอคอมโพสิต ฯลฯ

ฉันมีความคิดที่จะสร้างคอนโทรลเลอร์บน Arduino พร้อมโมดูลนาฬิกาแบบเรียลไทม์เพื่อให้มีฟังก์ชันตัวจับเวลา สิ่งที่ยากคือวิธีการเปิดและปิดทีวีอย่างมีประสิทธิภาพแต่ปลอดภัย ดังนั้นฉันจึงเริ่มพิจารณาตัวเลือกต่างๆ:

1) ควบคุมไฟหลักไปยังทีวี - มีประสิทธิภาพมาก แต่ฉันกังวลว่าจะส่งผลเสียต่อทีวีในระยะยาวและเกี่ยวข้องกับการใช้รีเลย์หลักเป็นต้น

2) การควบคุมโดยใช้โปรโตคอล IR ระยะไกล - เป็นความคิดที่ดี แต่ฉันคิดว่าการใช้พลังงานมักจะเป็นการสลับ และไม่มีทางที่อุปกรณ์ระยะไกลจะทราบสถานะของทีวีได้ ดังนั้นในทางปฏิบัติ ฉันไม่คิดว่ามันจะใช้ได้ผล

3) ควบคุมโดยการเปลี่ยนฟีด HDMI จากอุปกรณ์อินพุตต่างๆ (เราไม่ได้ใช้อินพุต RF โดยตรงไปยังทีวีอีกต่อไป) - ใช้งานได้ แต่ HDMI เป็นสัญญาณที่รวดเร็วซึ่งจำเป็นต้องกำหนดเส้นทางและเปลี่ยนอย่างระมัดระวัง - คุณไม่สามารถ เพียงแค่ใช้ทรานซิสเตอร์สองสามตัวบนโปรโตบอร์ด!

ฉันถือว่าตัวเลือกที่ 1 และ 2 นั้นไม่ใช่ตัวเลือกเริ่มต้น ตัวเลือก 3 ดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ดีที่สุด ยกเว้นปัญหาเกี่ยวกับวิธีการเปลี่ยน ป้อนเครื่องผสมสัญญาณ HDMI อัตโนมัติและสวิตช์ซึ่งสามารถซื้อได้น้อยกว่า 5 ปอนด์จากผู้ค้าจำนวนมาก (เช่นผ่าน Ebay)

ฉันตัดสินใจอย่างรวดเร็วว่าจะแก้ไขสิ่งนี้อย่างไรอย่างง่ายๆ เพื่อให้สัญญาณ TTL 0-5 V ควบคุมว่าจะส่งหรือบล็อกสัญญาณ HDMI หรือไม่ การปรับเปลี่ยนนี้ไม่ได้บั่นทอนการเลือกช่องสัญญาณแบบแมนนวลหรือแบบอัตโนมัติภายในอุปกรณ์

การปรับเปลี่ยนทำได้ง่ายมากหากคุณคุ้นเคยกับการเชื่อมต่อ Arduino และการบัดกรีพื้นฐาน มันต้องการสิ่งต่อไปนี้:

ตัวสลับ HDMI อัตโนมัติ 3 ต่อ 1 ราคาถูกของประเภทที่แสดงด้านบน (สามารถรับได้อย่างง่ายดายผ่าน Ebay เป็นต้น) อาจใช้อย่างอื่นได้หากทำงานในลักษณะเดียวกัน อัปเดต - ดูคำแนะนำอื่น ๆ ของฉันสำหรับตัวสลับ HDMI ทางเลือกซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกันและฉันพบว่าทำงานได้ดีขึ้นกับแหล่ง AV บางตัวของฉัน

เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน

หัวแร้ง

ตัวต้านทาน 1K

2N2907 PNP ทรานซิสเตอร์

ปืนกาวร้อนละลาย

สายต่อ (เช่น 7/0.2)

ฉันจะอธิบายเฉพาะการปรับเปลี่ยนตัวสลับ HDMI ในหน้าต่อไปนี้ มันง่ายมาก ฉันได้สันนิษฐานว่าผู้ที่ทำการดัดแปลงนี้มี 'ทักษะปกติในงานศิลปะ' ดังนั้นจึงไม่ได้รวมแผนภาพวงจรหรือภาพถ่ายของทุกขั้นตอนเดียวในกระบวนการ ส่วนคอนโทรลเลอร์ Arduino ที่ฉันปล่อยให้ผู้อ่านตอนนี้มีแนวโน้มที่จะปรับให้เข้ากับความต้องการของแต่ละบุคคล แผนของฉันคือผู้ชมที่อยากเป็นผู้ชมจะต้องมีบัตรผ่าน RFID เพื่อให้พวกเขา 'เข้าสู่ระบบ' เพื่อเข้าถึงรายการโทรทัศน์ของพวกเขา ซึ่งจะแสดงขึ้นบนหน้าจอเจ็ดส่วน UPDATE - งานนี้ได้รับการเผยแพร่ใน Instructables อื่นของฉันแล้ว

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: การปรับเปลี่ยนนี้ใช้ได้ผลสำหรับฉันและดูเหมือนจะไม่เป็นอันตรายต่อฮาร์ดแวร์ AV ใดๆ ที่แนบมา แต่ฉันไม่สามารถรับประกันความเหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันได้ ดังนั้นหากคุณดำเนินการดังกล่าว ถือเป็นความเสี่ยงของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 1: ถอดพาวเวอร์ซัพพลายไดโอดออกจาก Switcher PCB

ถอดสกรูสี่ตัวออกจากด้านล่างของกล่องหุ้มสวิตช์

งัดสองส่วนของเคสออกจากกัน แล้วถอดแผงวงจรออก

ระบุไดโอดยึดพื้นผิวสามตัว D1 ถึง D3 ซึ่งมีตำแหน่งเป็นสีแดงบนรูปภาพ ไดโอดเหล่านี้กำหนดเส้นทางแหล่งจ่ายไฟ +5 VDC จากสาย HDMI ขาเข้าไปยังส่วนแหล่งจ่ายไฟของบอร์ด คณะกรรมการได้อำนาจมาจากผู้นำเหล่านี้

นำไดโอดออก (อันหนึ่งแสดงเป็นสีเขียว) โดยใช้หัวแร้งเพื่อแงะออกจากบอร์ด สิ่งนี้จะปิดการใช้งานบอร์ดอย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากตัวสลับ IC ไม่สามารถรับพลังงานภายนอกได้ โปรดทราบว่าภาพถ่ายสำหรับขั้นตอนนี้ถูกถ่ายหลังจากถอดไดโอดออกแล้ว

ขณะนี้บอร์ดวงจรดัดแปลงสามารถเปิดใช้งานภายนอกได้โดยการจัดหาแหล่งจ่ายไฟ +5 VDC ภายนอกให้กับส่วนแหล่งจ่ายไฟบนบอร์ด +5 VDC ควรไปที่แผ่นแคโทดของ D3 และแหล่งจ่ายควรไปที่แผ่นกราวด์ใกล้กับเอาต์พุต HDMI ลีด (ทำเครื่องหมาย GND บนบอร์ดหากคุณดูแข็งพอ) สิ่งเหล่านี้ถูกทำเครื่องหมายด้วยสีน้ำเงินบนรูปภาพ

นี่คือสาระสำคัญของการแฮ็กนี้ - ควบคุมพลังของบอร์ดและคุณควบคุมว่าจะส่งสัญญาณ HDMI หรือไม่ การสลับอินพุตแต่ละรายการแบบแมนนวล/อัตโนมัติจะยังคงอยู่หลังจากการปรับเปลี่ยนนี้

ขั้นตอนที่ 2: ติดตั้งสวิตช์ทรานซิสเตอร์บน Switcher PCB

Arduino ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟเพียงพอจากพินเดียวเพื่อขับเคลื่อนบอร์ดสวิตช์ HDMI รางจ่ายไฟ 5 VDC สามารถจ่ายไฟได้ประมาณ 400 mA อย่างไรก็ตาม ดังนั้นขั้นตอนต่อไปคือการติดตั้งสวิตช์ทรานซิสเตอร์ PNP ด้านสูงเพื่อให้ Arduino สามารถควบคุมบอร์ดจากแหล่งจ่ายไฟของตัวเองผ่านเอาต์พุตดิจิตอล

ฉันใช้ทรานซิสเตอร์ 2N2907 PNP ติดตั้งแบบตายตัวบนแผงวงจรสวิตช์โดยใช้กาวร้อนละลาย จากรูป ด้านที่โค้งมนของทรานซิสเตอร์หันไปทางขอบด้านนอกของบอร์ด สิ่งสำคัญคือต้องวางส่วนประกอบ/สายไฟเพิ่มเติมทั้งหมดไว้บนบอร์ดให้ต่ำลง เพื่อให้ฝาครอบกล่องหุ้มเข้าที่อีกครั้งในภายหลัง

ใช้ตะกั่วสีดำเชื่อมต่อกราวด์ Arduino กับกราวด์แพดบนบอร์ดสวิตช์

ใช้สายสีแดงเพื่อเชื่อมต่ออีซีแอลของ PNP กับพิน 5 VDC ของ Arduino

ใช้ตะกั่วสีส้มเพื่อเชื่อมต่อเอาต์พุตดิจิทัลบน Arduino กับฐานของ PNP ผ่านตัวต้านทาน 1 kOhm ฉันใช้พิน 13 เนื่องจากเชื่อมต่อกับ LED และกะพริบเป็นภาพร่างการทดสอบที่ดี ลีดสีส้มนี้เป็นสายควบคุมสำหรับสวิตช์ด้านสูง

ตัวสะสมของ PNP เชื่อมต่อกับแผ่นแคโทด D3 บนแผงสวิตช์

กาวร้อนละลายถูกใช้อย่างเสรีเพื่อให้แน่ใจว่าลีดและส่วนประกอบทั้งหมดปลอดภัย และจะไม่มีช็อตเกิดขึ้นระหว่างตัวต้านทาน ทรานซิสเตอร์ และแผงสวิตช์

ฉันยื่นร่องเล็กๆ ที่ด้านข้างของกล่องหุ้มเพื่อให้สายไฟผ่านได้ หากมีการติดตั้ง dead-bug อย่างระมัดระวัง ฝาครอบตัวเครื่องควรใส่กลับเข้าไปใหม่โดยไม่มีปัญหาใดๆ

ขั้นตอนที่ 3: บทสรุป

โอเค - ประมาณนั้น เนื่องจากเป็นสวิตช์ด้านสูง PNP การส่งสัญญาณ HDMI ได้รับการยืนยันโดยการตั้งค่าสายควบคุมเป็น LOW (0 V) การตั้งค่าสายควบคุม HIGH (+5 V) จะปิดสวิตช์และป้องกันการแสดงสัญญาณ HDMI ไม่ต้องกังวล - หากเม่นที่ฉลาดของคุณถอดปลั๊กแหล่งจ่ายไฟเข้ากับ Arduino พวกเขาจะสูญเสียราง 400 mA 5 V ที่สำคัญทั้งหมดซึ่งจะขัดขวางการส่งสัญญาณ HDMI อย่างสมบูรณ์

เห็นได้ชัดว่าการใช้สวิตช์นี้เป็นวิธีการควบคุมการเข้าถึงทีวี คุณต้องใส่ไว้ในกล่องที่ยากต่อการเปิด ซึ่งล้อมรอบตัวควบคุม สวิตช์ และปลั๊กของสายสัญญาณเข้า HDMI ทั้งหมด โดยมีรูสำหรับสายสัญญาณเข้า เล็กพอที่จะป้องกันไม่ให้ถูกดึงออกมาและเสียบเข้ากับทีวีโดยตรง ฉันตั้งใจที่จะติดตั้งทุกอย่าง (สวิตช์ ตัวควบคุม จอแสดงผล ฯลฯ) ไว้ในตัวเครื่องที่สวยงามเพียงตัวเดียวที่สามารถติดกับทีวีได้

มันไปโดยไม่บอกว่าสิ่งนี้จะมีผลก็ต่อเมื่อทีวีของคุณถูกใช้เป็นจอภาพ HDMI หากคุณเสียบปลั๊ก RF ไว้กับทีวี แสดงว่ายังคงใช้งานได้ ในสหราชอาณาจักร ดูเหมือนเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นที่จะใช้ PVR เพื่อรับอินพุต RF และส่งสัญญาณทีวีผ่าน HDMI ดังนั้นสิ่งที่คุณต้องทำคือถอดสายเคเบิลอินพุต RF ออกจากทีวีแล้วซ่อนหรือลบช่องทั้งหมด การปรับเพื่อป้องกันไม่ให้บุตรหลานของคุณข้ามการควบคุมของคุณ

ฉันหวังว่าบางคนจะพบว่าข้อมูลนี้มีประโยชน์ ขอให้โชคดีกับการสร้างคอนโทรลเลอร์ - เมื่อฉันทำของฉันเสร็จแล้ว ฉันจะอัปเดตโพสต์นี้