Arduino-gesteuerter HDMI-Switch - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie mehrere HDMI-Feeds zu Ihrem Fernseher mit einem Mikrocontroller wie einem Arduino steuern, um die Übertragung mit einer einzigen Steuerleitung zu aktivieren und zu deaktivieren.

Mein ultimatives Ziel ist es, ein robustes, aber flexibles Mittel zu haben, um die Zeit, die Kinder vor dem Fernseher verbringen können, zu begrenzen, ohne in der Abschaltzeit in Streitigkeiten zu geraten. Für PCs gibt es zeitlich befristete Anwendungen, aber zum Zeitpunkt des Schreibens gab es in Großbritannien praktisch nichts für Fernseher. In den USA kann man Dinge kaufen, die genau für diesen Job gedacht sind, aber meines Wissens passen diese nur für US-Stecker und -Spannungen oder steuern nur Composite-Video usw.

Ich hatte mir vorgenommen, einen Arduino-basierten Controller mit einem Echtzeituhrmodul zu bauen, um die Timer-Funktionalität bereitzustellen. Das Schwierige war, den Fernseher robust, aber sicher ein- und auszuschalten. Also machte ich mich daran, die Optionen in Betracht zu ziehen:

1) Steuern Sie die Netzstromversorgung des Fernsehgeräts - sehr effektiv, aber ich mache mir Sorgen, dass das Fernsehgerät langfristig beeinträchtigt wird, und es beinhaltet die Verwendung von Netzrelais usw.

2) Steuerung mit IR-Fernbedienungsprotokollen - nette Idee, aber ich denke, die Stromversorgung ist fast immer ein Schalter, und es gibt keine Möglichkeit für ein Fernbedienungsgerät, den Zustand des Fernsehers zu kennen, daher denke ich, dass dies in der Praxis nicht funktionieren würde.

3) Steuerung durch Umschalten der HDMI-Feeds von den verschiedenen Eingabegeräten (wir verwenden keinen direkten HF-Eingang mehr zum Fernseher) - das könnte funktionieren, aber HDMI ist ein schnelles Signal, das sorgfältig geroutet und umgeschaltet werden muss - das geht nicht Verwenden Sie einfach ein paar Transistoren auf einem Protoboard!

Ich habe die Optionen 1 und 2 als Nicht-Starter angesehen. Option 3 schien der beste Weg zu sein, abgesehen von dem Problem, wie der Wechsel durchgeführt werden soll. Geben Sie den automatischen HDMI-Combiner und -Switch ein, der bei zahlreichen Händlern (z. B. über Ebay) für weniger als 5 £ gekauft werden kann.

Ich habe schnell festgestellt, wie ich dies sehr einfach ändern kann, damit ein 0-5 V TTL-Signal steuert, ob es HDMI-Signale überträgt oder blockiert. Die Änderung beeinträchtigt nicht die manuelle oder automatische Kanalwahl innerhalb des Gerätes.

Die Modifikation ist sehr einfach, vorausgesetzt, Sie sind mit der Arduino-Schnittstelle und dem einfachen Löten vertraut. Es erfordert Folgendes:

Günstiger automatischer 3-zu-1-HDMI-Umschalter der oben gezeigten Art (kann z. B. problemlos über Ebay bezogen werden). Möglicherweise können andere verwendet werden, sofern sie auf die gleiche Weise funktionieren. UPDATE - siehe meine andere Anleitung für einen alternativen HDMI-Umschalter, der auf die gleiche Weise funktioniert und von dem ich festgestellt habe, dass er mit einigen meiner AV-Quellen besser funktioniert.

Grundlegende elektronische Werkzeuge

Lötkolben

1K Widerstand

2N2907 PNP-Transistor

Heißklebepistole

Anschlusskabel (z. B. 7/0.2)

Auf den folgenden Seiten werde ich nur die Modifikation des HDMI-Umschalters beschreiben. Es ist wirklich einfach. Ich bin davon ausgegangen, dass die Personen, die diese Modifikation vornehmen, über "normale Kenntnisse" verfügen und daher keine Schaltpläne oder Fotos von jeder einzelnen Phase des Prozesses beigefügt haben. Den Arduino-Controller-Teil überlasse ich vorerst dem Leser, da er wahrscheinlich auf ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten ist. Mein Plan ist, dass die Möchtegern-Zuschauer RFID-Pässe haben, damit sie sich "einloggen" können, um auf ihre TV-Protokolle zuzugreifen, die auf einer Sieben-Segment-Anzeige tickend angezeigt werden. UPDATE - diese Arbeit wurde jetzt in einem anderen meiner Instructables veröffentlicht.

Haftungsausschluss: Diese Modifikation hat bei mir funktioniert und schien keine der angeschlossenen AV-Hardware zu beschädigen, aber ich kann ihre Eignung für die Anwendung nicht garantieren, daher geschieht dies offensichtlich auf eigene Gefahr.

Schritt 1: Entfernen Sie die Stromversorgungsdioden von der Switcher-Platine

Entfernen Sie die vier Schrauben von der Unterseite des Switcher-Gehäuses.

Hebele die beiden Gehäusehälften auseinander und entferne die Platine.

Identifizieren Sie die drei SMD-Dioden D1 bis D3, deren Positionen in der Abbildung rot markiert sind. Diese Dioden leiten eine +5 VDC-Versorgung von eingehenden HDMI-Kabeln auf den Stromversorgungsabschnitt der Platine; der Vorstand bezieht seine Macht aus diesen Leads.

Entfernen Sie die Dioden (eine ist grün markiert) mit einem Lötkolben, um sie von der Platine zu lösen. Dadurch wird die Platine effektiv deaktiviert, da der Umschalter-IC keine externe Stromversorgung erhalten kann. Beachten Sie, dass das Foto für diesen Schritt aufgenommen wurde, NACHDEM die Dioden entfernt wurden.

Die modifizierte Platine kann jetzt extern aktiviert werden, indem eine externe +5 VDC-Versorgung an den Stromversorgungsabschnitt auf der Platine angelegt wird. Die +5 VDC sollte zum Kathodenpad von D3 gehen und die Versorgungsmasse sollte zum Massepad in der Nähe des HDMI-Ausgangskabels gehen (auf der Platine mit GND markiert, wenn Sie genau hinschauen). Diese sind in der Abbildung blau markiert.

Dies ist die Essenz dieses Hacks - steuern Sie die Stromversorgung des Boards und steuern Sie, ob HDMI übertragen wird oder nicht. Die manuelle / automatische Umschaltung einzelner Eingänge bleibt nach dieser Änderung erhalten.

Schritt 2: Installieren Sie einen Transistorschalter auf der Switcher-Platine

Der Arduino kann nicht genug Strom von einem einzelnen Pin beziehen, um die HDMI-Umschaltplatine anzusteuern. Seine 5 VDC-Versorgungsschiene kann jedoch ca. 400 mA liefern. Der nächste Schritt besteht also darin, einen High-Side-PNP-Transistorschalter zu installieren, damit der Arduino das Board über einen digitalen Ausgang von seiner eigenen Stromversorgung aus steuern kann.

Ich habe einen 2N2907 PNP-Transistor verwendet. Dies wurde mit Heißkleber auf der Schaltplatine des Schalters im Dead-Bug-Stil montiert. In der Abbildung zeigt die abgerundete Seite des Transistors zur Außenkante der Platine. Es ist wichtig, alle zusätzlichen Komponenten / Drähte niedrig auf der Platine zu halten, damit der Gehäusedeckel danach wieder passt.

Ein schwarzes Kabel wurde verwendet, um die Arduino-Masse mit dem Massepad auf der Switcher-Platine zu verbinden.

Ein rotes Kabel wurde verwendet, um den Emitter des PNP mit dem 5 VDC-Pin des Arduino zu verbinden.

Ein orangefarbenes Kabel wurde verwendet, um einen digitalen Ausgang des Arduino über einen 1 kOhm-Widerstand mit der Basis des PNP zu verbinden. Ich habe Pin 13 verwendet, da er mit der LED verbunden ist und Blinken eine gute Testskizze macht. Dieses orangefarbene Kabel ist die Steuerleitung für den High-Side-Schalter.

Der Kollektor des PNP wurde mit dem D3-Kathodenpad auf der Switcher-Platine verbunden.

Heißschmelzkleber wurde großzügig verwendet, um sicherzustellen, dass alle Leitungen und Komponenten sicher waren und keine Kurzschlüsse zwischen Widerstand, Transistor und Schalttafel auftreten konnten.

Ich habe einige kleine Rillen in die Seite des Gehäuses gelegt, damit die Drähte durchgehen können. Vorausgesetzt, die Dead-Bug-Installation wurde sorgfältig durchgeführt, sollte der Gehäusedeckel problemlos wieder aufgesetzt werden.

Schritt 3: Fazit

Okay - das ist es so ziemlich. Da es sich um einen PNP-High-Side-Schalter handelt, wird die HDMI-Übertragung aktiviert, indem die Steuerleitung auf LOW (0 V) gesetzt wird. Das Einstellen der Steuerleitung HIGH (+5 V) deaktiviert den Umschalter und verhindert somit die Anzeige jeglicher HDMI-Signale. Aber keine Sorge - wenn Ihre findigen Seeigel die Stromversorgung zum Arduino trennen, verlieren sie die wichtige 400 mA 5 V-Schiene, die die HDMI-Übertragung vollständig unterbindet.

Um diesen Umschalter als Mittel zur Steuerung des Zugriffs auf ein Fernsehgerät zu verwenden, müssen Sie ihn natürlich in eine schwer zu öffnende Box legen, die den Controller, den Umschalter und die Stecker aller HDMI-Eingangskabel mit Löchern für die Eingangskabel umschließt klein genug, um zu verhindern, dass sie herausgezogen und direkt an den Fernseher angeschlossen werden. Ich beabsichtige, alles (Switcher, Controller, Display usw.) in einem einzigen attraktiven Gehäuse zu montieren, das neben dem Fernseher platziert werden kann.

Dies ist natürlich nur wirksam, wenn Ihr Fernseher als HDMI-Monitor verwendet wird. Wenn Sie ein HF-Kabel an das Fernsehgerät angeschlossen lassen, ist dieses weiterhin verfügbar. In Großbritannien scheint es immer üblicher zu werden, einen PVR zu verwenden, um den HF-Eingang zu verwenden und das Fernsehsignal über HDMI bereitzustellen. Sie müssen also nur das HF-Eingangskabel vom Fernseher entfernen und es verstecken oder alternativ den gesamten Kanal entfernen Tuning, um zu verhindern, dass Ihre Kinder Ihre Kontrollen umgehen.

Ich hoffe, jemand findet diese Informationen nützlich. Viel Glück beim Bauen des Controllers - wenn ich mit meinem fertig bin, werde ich diesen Beitrag aktualisieren.