* ReadMe

Обзор

Подготовка

Блоки:
   Главный разъём
   Тюнер
   Видеопроцессор
   Синхронизация
   OSD
   Видеоусилитель
   УНЧ
   Сисконтроллер
   Дежурный БП

Плата

Сборка и
настройка

Оценка
стоимости

Фотоальбом

README

Идея сделать ТВ собственной разработки у меня была ещё со школьных лет (~1990), когда происходило несколько качественных изменений в ТВ-технике: во первых, появились системы безпроводного дистанционного управления; во вторых, стало расти число и разнообразие каналов; в третьих, стоимость и простота ТВ стали приближатся от промышленного к любительскому уровню (за счёт перехода на интегральные схемы).

Первый ТВ, который я сделал - был комплекс (1994): видеомагнитофон + схема синхродетектора + монохромный, чёрно-зелёный монитор от универсального компьютерного дисплея. Эта конструкция уверенно работает по сию пору, хотя, конечно, зелёное изображение - это на любителя. Но для студента второго курса, без лишних денег - вполне нормально.

Следующей конструкцией был сильно переделанный Рубин-208. Он достался нахаляву, так как ремонтировать его замучились, а на запчасти покупать никто не хотел. Особенность этого аппарата была в тиристорной развёртке и отличном цветном кинескопе. Отремонтировать развёртку я не смог, но удалось заменить её на более новую, транзисторную, сделав все нужные согласования, включая блок сведЕния. В этом ТВ было и дистанционное управление и PAL-декодер и дециметровый тюнер и НЧ-входы и 8 (вместо 6 штатных) каналов. В общем, полный фарш. Он, кстати, и сейчас жив, работает у знакомых. Хотя кинек, похоже, поплыл :(. Единственное, чего мне сильно не хватало в этом ТВ - микропроцессорного управления. Что и было реализовано...

...в третьей конструкции на тему ТВ: пяти, почти однотипно переделанных компьютерных видеомониторах 32втц201. Переделанных в телевизоры, разумеется.

Особенности:

  • Плавный прогрев кинескопа: две ступени. 10 секунд напряжение накала растет от ~0 до 3 в, затем 10 секунд - от 3 до 5в, после чего запускается силовой БП и достигается рабочий режим 6,3 в.
  • Автоматическое выключение после ~1 минуты отстутствия видеосигнала.
  • Отображение частоты принимаемого сигнала в виде делителя опорной частоты тюнера (разрешение 31.25 КГц), а также в виде частоты принимаемого сигнала в МГц (разрешение 1 МГц). В версии ATmega частота также выводится в виде поддиапазона и номера канала в нём.
  • Отображение превышения уровня принимаемого сигнала над необходимым (в версии ATmega).
  • Плавное "Mute": звук включается и выключается плавно (в версии ATmega).
  • 200 (AT89) / 100 (ATmega) хранимых в памяти каналов.
  • Возможность автоматического поиска станции (вверх и вниз по частоте), плавной ручной перестройки частоты (вверх и вниз по частоте), ручная инициация автоподстройки частоты.
  • Отладочный порт rs232.
  • Шина i2c для взаимодействия между отдельными блоками.
  • Две версии прошивки для системного контроллера - рабочая и отладочная (позволяет управлять блоками, подключенными к шине i2c, используя rs232-терминал или его програмный эмулятор).
  • Самоконтроль переключения шин питания.

Ключевые используемые детали, блоки и параметры:

Тюнер					KS-H-134O	(Selteka на m/c Philips)
  Диапазон принимаемых частот		Непрерывный, ~40..860 МГц
  Антенный вход				75 Ом, ассиметричный

Видеопроцессор				tda8842-n2	(Philips)
  Цветовые системы			pal, secam

Первая промежуточная частота		38,0 МГц
Вторая промежуточная частота звука	6,5 МГц

Системный контроллер (ver AT89)		at89c2051	(Atmel)
  FLASH-ROM программ			2 Кб
  RAM данных				128 байт
FLASH-память программ и настроек	24lc16
  Объем					2048 байт

Системный контроллер (ver ATmega)	ATmega8		(Atmel)
  FLASH-ROM программ			8 Кб
  RAM данных				1024 байт
  EEPROM				512 байт

УНЧ звука				tda2003/к174ун14

Выходной видеоусилитель			tda6107		(Philips)

OSD-контроллер				stv9425		(SGS-Thomson)
  RAM данных				1 Кб

Синхропроцессор				к174ха11	(СССР)

Все пять экземпляров собраны и используются: четыре на AT89C2051, пятый - на ATmega8.

Что не удалось реализовать (AT89):

- Из-за недостатка ROM-памяти: функцию sleep, управление коррекцией цветов, включение-отключение схемы AVL (Auto Level Volume), редактор каналов, текстовые метки каналов, принудительный выбор принимаемой цветовой системы, ....

- По неизвестной причине: функцию AWB (Auto White Ballans).

Светлая память погибшим при разработке первого экземпляра деталям:

  • Видеопроцессор tda8842-n2: вероятно, наведенный с шины питания катодов (+110в) удар по шинам питания видеопроцессора или моста. Погибли, как минимум, i2c-интерфейс видеопроцессора.
  • Тогда же tda6107: тот же разряд в шине питания катодов. Отлетел один из трех усилителей.
  • Еще один видеопроцессор: разряд в силовой цепи: сеть - rs232мост - сеть терминала. Как минимум, убит i2c интерфейс.
  • УНЧ tda2003: резкий бросок напряжения питания до ~25в во время отладки цепей питания УНЧ. Вероятно, пробой одного из силовых транзисторов.
  • Реле РЭС10: слипание контактов в результате недопустимой нагрузки. Уже ожила до состояния зомби, но на всякий случай заменена на более мощную.

Что было улучшено и добавлено в версии ATmega по сравнению с AT89:

  • Удалены контроллер brown-out питания сисконтроллера (используется встроенный), удалена Flash-память (используется встроенная), упрощены схемы управляющих каскадов между сисконтроллером и силовыми цепями.
  • Добавлена возможность контроля уровня АРУ (т.е. превышения уровня принимаемого сигнала над необходимым для работы).
  • Добавлена звуковая диагностика силовых цепей (не просто "не работает", а на манер BIOS POST Codes - звуковыми сигналами сисконтроллер указывает на конкретную проблему).
  • Плавное Mute: отключение и включение звука происходит плавно.
  • Уменьшена память каналов: теперь только 100. Правда, даже если принять в расчет платные кабельные каналы, их все равно в нашем городе (Томск) вместе с бесплатными наберется штук 55 - не больше.
  • Добавлено управление входами видеопроцессора: теперь можно ставить входы-тюльпаны и s-video.
  • Самопрограммирование: возможность смены прошивки in system - через com-порт. Теперь отладка даже не требует выуживания сисконтроллера из кроватки.

Что не было реализовано ни в одной версии из возможностей типовых/промышленно изготавливаемых ТВ:

  • Редактирование каналов в стиле "обмен ячеек".
  • Sleep - timer.
  • "Будильник" (когда ТВ сам включается/выключается в заданное время).
  • Автопоиск всех имеющихся каналов.
  • Ручной выбор цветовых систем и индикация принимаемой системы.
  • Телефонная книжка, календарь.
  • Игры.

Во основном, это всё програмные навороты, так что сделать их в версии ATmega8 мешает только отсутствие у меня фантазии в двух направлениях: 1) нафиг это надо ? 2) что бы еще придумать ? Впрочем, одна идея всё таки пришла, но так и не была реализована - ТВ уже были розданы: сделать режим поиска новых каналов, т.е. чтобы поисковик автоматически пропускал те каналы, которые уже есть в памяти. Одно время было так, что новые каналы в эфире появлялись раз в полгода. Где их искать ? Полный обзор в обычном телевизоре сбросит все настройки, а искать руками, пытаясь понять что ты нашел - новый канал или уже давно известный - не всегда возможно.

Основное отличие моих прошивок от промышленных состоит в том, что я старался сделать более понятным и прозрачным интерфейс настройки каналов. Если в промышленных ТВ он делается терпимо (хотя и всё равно меня не устраивает), то неудобство настройки каналов в виденных мной видеомагнитофонах ни в какие ворота не лезет. В каком -то смысле, моё отношение к пользовательскому интерфейсу современной аппаратуры и является причиной собственных разработок - как программных так и аппаратных...

Об этих страницах

При рассмотрении отдельных блоков будут описываться одновременно соответствующие части програмного обеспечения, рекомендации по возможной замене деталей, а также попробую намекать насчет диагностики неисправностей (хотя, вообще-то, она очевидно и напрямую связана с описанием блоков).

Когда я был моложе, часто пытался повторять чужие схемы, опубликованные в разных книжках и журналах. Как правило, удавалось добиться ожидаемого поведения от каждой десятой собранной схемы. Во всех остальных случаях либо не было нужных деталей, а аналоги оказывались не совсем аналогичными, либо сложность схемы превышала возможности изготовления печатных плат (в навес сотню деталей собрать сложно), либо я не мог понять как работает схема и, следовательно, как её настроить. С тех пор многое изменилось и мозгов добавилось, но я всё равно придерживаюсь мнения о том, что ценность такого рода статей/страниц не в конкретной схеме, а в идеях. Поэтому на этих страницах акцент будет делаться на причины, а не следствия. Т.е. скорее будут подробно изложены соображения по выбору детали, нежели её точные марка и номинал (хотя, по мере возможности, номиналы и марки будут тоже. Просто я не всегда их помню, а аппараты уже вне моей досягаемости).

Мои извинения также за визуальное качество принципиальных схем: я пока не определился относительно наилучшего способа их создания и периодически пробую разные.

Софт

  • Ранняя версия i2c (AT89) - моста: Эта версия использовалась только на раннем этапе - этапе макетных схем. Она вполне работоспособна и для кого-то может служить основой програмного i2c для архитектуры AT89. Остальные части этого кода не столь изящны (впрочем, это касается всех отладочных версий).
  • Поздняя версия i2c (AT89) - моста: другая раскладка ножек CPU, другой кварц, диагностика IR... Этой версией выполнялись все проверки и изучение работы различных блоков в полностью собранном аппарате. Она также работоспособна, но несколько более сложна.
  • Текущая версия TV-софта (AT89): нет поддержки rs232, управление по IR. Эта версия практически без изменений используется в первых четырех ТВ. Она гордо носит номер 0.1 :)
  • Финальная версия TV-софта (AT89): почти то же самое, но больше комментариев, в том числе про возможную оптимизацию кода. Её я храню как сборник замечаний и соображений на будущее, однако она не тестировалась в реальной аппаратуре.
  • Начальные версии отладочного (общение по rs232) и пользовательского (общение по IR и OSD) софта (ATmega8): Этот архив, видимо, не будет обновляться. Условный номер этой версии: 0.1m. Эта версия работоспособна, но не будет проходить долговременное тестирование.
  • Текущая версия пользовательского софта (ATmega8): несколько дополнений, наиболее интересное из которых - блок самопрограммирования: теперь софт можно менять не открывая корпус ТВ. Версия носит номер 0.2m.

Будущее

В дальнейшем, через годик, когда немножко приведу в порядок дела, которые в течение почти 10 месяцев откладывались из-за этой работы, есть мысль подробно изучить вопрос переделки нынешних svga-мониторов в цифровые телевизоры. Тут есть две тенденции, которые могут оказаться значимыми: 1) плоские мониторы дешевеют, и есть вероятность, как когда-то прошла волна отказов от вполне исправных AT-ных корпусов и блоков питания, такое же явление коснется CRT-мониторов. Т.е. будет много условно бесплатных корпусов с кинескопами, блоками разверток и блоками питания. 2) слышен кипиш и шебуршание вокруг цифрового телевидения. А почему бы и нет ? Если уже журнал "Радио" начал публиковать вполне конкретные статьи о конкретных компонентах цифровых ТВ, то есть вероятность, что они уже (компоненты) появятся в продаже по сносным ценам и будет на чём их пробовать (в смысле, сигнал в эфире). В общем, будем следить за развитием событий. NB: полезная ссылка насчет компьютерных мониторов: есть такая микруха - AL250 или AL251. Преобразует композитный сигнал в RGB, возможно, с преобразованием частот развёртки.

Авторства

Программное обеспечение, дизайн платы и принципиальные схемы большинства узлов разработаны самостоятельно, за исключением:

  • Процедура деления 16и-битных чисел (AT89) заимствована из Maths Subroutines for the 8051 microcontroller [W.G.Marshall 2002].
  • Процедура деления 16и-битных чисел (ATmega) заимствована из документа AVR200: Multiply and Divide Routines.
  • Блоки разверток и питания оставлены оригинальными.
  • Схема включения видеопроцессора является компиляцией различных схем разных авторов.
  • Схемы включения большей части микросхем разработаны их авторами.

Вся разработка, включая создание печатных плат, чтение документации, отладка, сопутствующие расчеты, обработка фотографий выполнены на PC-совместимом компьютере под управлением операционной системы FreeBSD.

Владимир

Зеркало сайта