Mash-in / AV-Switch: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Tengo varias consolas de videojuegos en casa, así que necesitaba hacer algo para conectar todo en mi televisor.

También como ingeniero de sonido anterior, me gusta escuchar música en una configuración decente … y tengo un enfoque que mezcla análisis acústico objetivo y empirismo. No soy muy sensible a la moda de los tubos, los convertidores caros y las cosas de marketing. Me gusta cuando funciona, sea cual sea la curva que se muestre en la pantalla del engranaje, o el precio por el que pagaste. Creo que para uso personal, un simple par de altavoces estéreo es lo suficientemente bueno, y los analógicos hacen el trabajo correctamente. Es fácil de manipular, fácil de cambiar, sumar, etc.

Es por eso que construí un primer conmutador de audio analógico y video compuesto de 16 canales (+1 entrada de audio estéreo que es mixto).

El objetivo también era administrar las fuentes de alimentación de las fuentes (para hacer que la configuración ahorrara más energía y encender las fuentes correctamente primero y luego apagarlas al final). Elegí un relé de estado sólido, que tal vez era más conveniente para equipos de audio / video viejos y sensibles, y también tal vez más duradero.

Esta primera versión no incluía ningún mando a distancia, y estaba cansado de levantarme del sofá para cambiar el volumen o la entrada. Además, me vi obligado a recordar qué fuente estaba enchufada en cada número de cada entrada, y estaba un poco aburrido de presionar este maldito botón "Seleccionar" para encontrar dónde estaba enchufado mi consola favorita (o mi phono, o lo que sea …).

No estaba muy contento con la calidad del sonido, porque los chips que usé para cambiar la señal de audio no estaban realmente optimizados para esto. Y la salida de audio fue impulsada por un potenciómetro dual, como atenuador pasivo. Necesitaba una mejor calidad de sonido.

Además, esta primera versión no se desarrolló para ser compatible con ninguna tecnología nueva, y era básicamente un producto completamente analógico.

Entonces, "Mash-in" es la evolución de esta primera versión que hice hace unos años, reutilizando parte de la primera versión con algunas características nuevas:

- El sistema no es completamente analógico ahora, pero también está impulsado principalmente por un arduino.

- Mando a distancia por infrarrojos.

- Pantalla LCD de 4 filas (bus I2C)

- Nuevos chips de conmutación para audio (MPC506A de BB). Tal vez no sean los mejores para el audio en teoría, pero la hoja de datos muestra que es lo suficientemente bueno en lo que respecta a la distorsión (y mucho mejor que mi CD4067 anterior). Después de algunas pruebas, hubo un ruido en la conmutación, pero la placa de audio y el programa en el arduino son lo suficientemente flexibles como para silenciar brevemente el sonido durante el proceso de conmutación, ¡lo que da un buen resultado!

- Chip adicional para impulsar la salida con un enfoque más profesional (PGA2311). Da un mejor control con el bus SPI del Arduino, también para gestionar correctamente la función mute, y da la posibilidad de programar compensaciones de nivel en cada entrada, lo cual es genial.

- un puerto de extensión para desarrollar módulos externos (RS-232 para el televisor o conmutadores HDMI, relés de audio adicionales para enrutar la señal analógica en el resto de la configuración de audio de mi sala de estar, etc.)

- mejor diseño, con una luz elegante en el interior cuando el dispositivo está encendido.:)

Paso 1: Esquema global

El proceso global es:

entradas> [sección de conmutación]> [placa de audio / suma con la entrada de audio adicional]> [sección de silencio / volumen]> salida

El arduino da:

- una palabra binaria de 5 bits en 5 salidas independientes para controlar la sección de conmutación (por lo que en realidad puede gestionar 16 entradas físicas + 16 entradas virtuales que pueden ser útiles con un módulo de extensión, por ejemplo).

- un bus SPI para controlar el PGA 2311 (salida de audio mute / volumen).

- un bus I2C para controlar la pantalla LCD.

- entradas para el HUI en el panel frontal (incluye un codificador y 3 pulsadores: standby / on, menú / salida, función / enter).

- una entrada para el sensor de infrarrojos.

- una salida para impulsar el SSR.

Aquí están:

- el esquema global

- la hoja de pinout de Arduino

- la tabla de las palabras binarias utilizadas para la sección de conmutación

- el antiguo esquema de la placa de audio que reutilicé en este proyecto

Entonces, la placa de audio está dividida en dos PCB separados en mi caso:

- la parte sumadora

- la parte de volumen / silencio

Entonces, la señal de audio analógica sale de la placa principal después de la sección de conmutación, para ir a la PCB sumadora (opamp TL074), y luego regresa a la placa principal para ser procesada por el PGA 2311 antes de ir al conector de salida en el panel trasero.

Creo que no es necesario hacer eso, pero fue una forma de reutilizar mi parte anterior sin desarrollar una PCB completamente nueva.

Paso 2: fuente de alimentación

No desarrollé la fuente de alimentación (módulo AC / DC). Era más barato y más fácil comprar uno en Amazon;)

Necesitaba 3 tipos diferentes de voltajes CC:

Uno + 5V para las partes lógicas (incluido el Arduino… Sí hice esa cosa mala que consiste en alimentar la placa a la salida + 5V… pero el hecho es que funciona).

Uno + 12V y uno -12V para las partes de audio.

Paso 3: Programa Arduino y parámetros EEPROM

aquí están:

- el programa del Arduino

- los parámetros administrados por la configuración en el Arduino y guardados en la EEPROM

Nota: utilicé un control remoto por infrarrojos estándar y puedes cambiar los códigos de cada tecla del control remoto en el programa.

Usé una tecla como atajo en mi programa para acceder rápidamente a mi dispositivo mediacenter. El menú de configuración de "Mash-in" está hecho para configurar qué entrada eligió asignar a este acceso directo. Este parámetro también se almacena en la EEPROM del Arduino.

Paso 4: ¡Constrúyelo

aquí está el archivo Gerber para hacerlo.

El arduino se inserta directamente al revés en la PCB (como un tímido).

Problemas conocidos:

- el CD4067 utilizado para la sección de conmutación de vídeo compuesto no recibe la alimentación adecuada. El esquema da una potencia de 12V, pero es un controlador con señales lógicas de 5V del Arduino … por lo que las entradas permanecen en la primera de todos modos (00000).

Es el mismo problema con los chips MPC506, pero los niveles lógicos son considerados correctamente por esos componentes, por lo que no hay nada que cambiar al respecto.

Por lo tanto, tendrá que modificar ligeramente la PCB, pero es manejable si usa soportes IC y agrega algunos cables.

Paso 5: el caso

Aquí encontrará el borrador del panel frontal y posterior.

Todos los demás archivos 3D están disponibles aquí.

Diseñé todo con Sketchup, por lo que es bastante fácil adaptar las cosas de forma gratuita, supongo.

Todos los paneles interiores están impresos en dos capas pegadas entre sí. También se imprime la placa interior en dos pasos, con aproximadamente 2 capas de naranja (o el color que más te guste), y el resto en blanco. Así, se ve blanco cuando el dispositivo está en modo de espera, y se vuelve naranja cuando está encendido (con la luz adentro).

Usé una pequeña lámpara LED 230VAC adentro. Consume menos de 1W de energía y no calienta demasiado. Está impulsado por la salida de SSR en sí.

La SST está montada sobre un calentador. Hay un agujero en el costado de la caja, para hacer posible el reciclaje de aire en el interior.

Por cierto, es un SSR de 10A en mi caso, y le instalé un fusible de 8A para limitar la disipación de temperatura dentro del gabinete a un valor aceptable (cuanta más energía cambie, más calor tendrá). Con el calentador, no debería ir más allá de los 40 ° C, incluso si la caja está completamente cerrada, lo cual está bien, incluso para las partes de PLA de la caja.

¡Casi listo para imprimir!;)

Paso 6: Otros detalles de integración …

aquí algunos archivos para ayudar con el cableado y facilitar el trabajo.

¡Todas las demás cosas útiles finalmente estarán aquí!:)