Mp 3 kuvantamislaite

Mp 3 on laite, jonka tarkoitus on saada vanhat tietokoneen näytöt höytykäyttöön tai ainakin ihmisten huviksi. Toisaalta se tehtiin ikään kuin tilaustyönä Elektroniikkaprinsessat -nukketeatteriesitykseen Turussa alkuvuonna 2010. Verkkolevylläni olevasta kuvagalleriasta löytyy elävää ja elotonta kuvaa. Kaikenlaista muuta, mm. KiCadilla piirretty piirikaavio, löytyy laitteen kotihakemistosta.

Laite kytketään tietokoneen ja näytön väliin. Lisäksi siihen voi kytkeä yhdestä kolmeen äänilähdettä tai muuta laitetta, joista saadaan sähköistä signaalia suurin piirtein jännitetasolla 5 ... 10 volttia. Kukin kuvasignaalin kolmesta väristä voidaan syöttää näytölle joko suoraan tietokoneelta, tai vaihtoehtoisesti ulkoisesta signaalista. Ennen kaikkea laite on suunniteltu tuottamaan näkyvä esitys sähköisestä signaalista. Laitetta voi käyttää myös pelkästään sotkemaan tietokoneen piirtämän kuvan värit.

Odotettavissa on lähinnä vaakasuoria tasavärisiä raitoja, mahdollisesti pystysuoralla liu'ulla, ainakin tavallisesti äänen tuottamiseen tarkoitetuilla signaalilähteillä. Korkeataajuisella lähteellä voi saada aikaan paljon muunkinlaisia kuvioita, esimerkiksi Home-Eyen kanssa olen onnistunut saamaan aikaan sakkilautakuviota ja monimutkaista vinoraidoitusta.

Toiminta perustuu siihen, että tavallisessa VGA-kaapelissa kuvasignaalin eri värit kulkevat kukin erillistä piuhaa pitkin. Lisäksi signaali on analoginen siten, että jännite piuhassa vastaa suoraan kirkkautta ruudulla.

Näytön ja tietokoneen välinen kommunikaatio mm. käytettävästä resoluutiosta sekä näytön vaatimat synkronointipulssit kulkevat erillisissä piuhoissa. Tämä on erittäin hyvä asia, sillä näin kuvasignaalia voi sotkea häiritsemättä näitä viestejä, jotka ovat välttämättömiä minkäänlaisen kuvan saamiseksi näytölle.

Laitteeseen siis selvästi tarvittiin ainakin kaksi VGA-liitintä. Tietokoneen ja näytön viestinnän mahdollistamiseksi kytkin väripiuhoja lukuunottamatta kaikki piuhat suoraan liittimestä toiseen. Nastojen kytkentäjärjestyksen löysin pinouts.ru:sta. Koska käsillä olleen VGA-kaapelin mittauksissa paljastui, että eri värien maakanavat sekä ilmeisesti yleensä käyttämätön nasta 11 oli kytketty yhteen maan kanssa, en alkanut kytkemään niitä yhteen. Sen sijaan juotin ne liittimissä yhteen ja käytin yhdistämiseen vain yhtä johtoa.

Ulostulon värikanaviin tulevalle signaalille tein valinnan. Kytkimellä voi kullekin värille valita joko tietokoneen antaman värisignaalin, tai omasta kytkennästäni tulevan ulkoisen signaalin.

Ulkoinen signaali otetaan laitteeseen kolmella 6,3 mm monoliittimellä, yksi kutakin väriä kohden. Tätä signaalia aluksi käsitellään sen verran, että se saadaan soveliaaksi näytölle tarjoiltavaksi, ja johdetaan sen jälkeen kytkimeen, jolla se voidaan laittaa tietokoneelta tulevan signaalin tilalle.

Aiemmat rakennusprojektini käyttävät kaikki 9 voltin paristoa virtalähteenä, joten halusin tämän tason olevan sopiva tämän laitteen sisääntulolle. VGA:n tapauksessa kuitenkin koodaus menee siten, että 0 volttia on pimeä ruutu ja 0,7 volttia täysi kirkkaus, joten laitoin sisääntulevalle signaalille ensimmäisenä vaimennuksen. Kolmellatoista jakaminen olisi edellä mainittujen tasojen mukaan oikein, mutta testailuissa näin tuntui usein tulevan liian heikkoa signaalia. Tämän vuoksi laitoin lopulta punaiseen ja vihreään kanavaan jaon seitsemällä ja siniseen voimakkaita lähteitä varten sen kolmetoista. Paras ratkaisu olisi toki säädettävä vaimennus, mutta koska halusin pitää kokonaisuuden yksinkertaisena, suht' nopeasti toteutettavana ja pieneen tilaan menevänä, en toteuttanut sellaista.

Käsittääkseni VGA-signaalin määrittelyjen mukaan lähtettävän laitteen ulostulon impedanssin pitäisi olla 75 oomia, mikä on paljon vähemmän kuin jännitteenjakajan arvo. Lisäksi aiemmin näkemäni samaan ideaan perustuva kytkentä oli hyvin kranttu saamansa signaalin laadusta, mikä vaikutti johtuvan juuri ulostulon impedanssista. Niinpä tein kuhunkin kanavaan vielä jännitteenseuraajan operaatiovahvistimesta.

Käyttöliittymänä on siis ensinnäkin liittimet, johon signaalilähteet kytketään. Valittu reikä määrää värin, johon signaali vaikuttaa, ja lisäksi sininen näkyy himmeämpänä kuin muut, kuten aiemmin on selitetty. Toisekseen on kolme kytkintä, joilla valitaan kunkin värin osalta, piirtyykö ruudulle tietokoneen vai ulkoisen lähteen tuottama signaali.

Käyttöjännitteen osalta alkuperäinen suunnitelmani oli käyttää nastaa, johon tietokone määrittelyn mukaan antaa 5 volttia. Tällöin erillistä virtalähdettä ei tarvittaisi. Tämä toimikin oikein hyvin ensimmäisen kokeilemani tietokoneen kanssa. Useimmilla muilla laite ei siten enää toiminutkaan ja viaksi paljastui se, että läheskään kaikki tietokoneet eivät tarjoa tuota 5 volttia. Tämän takia otin jo valmiiksi julistamani laitteen takaisin pajalle ja lisäsin virtaliittimen. Samalla kertaa lisäsin vielä virranosoitinvalon. Ainoat aktiiviset komponentit, operaatiovahvistimet, ovat hyvin joustavia käyttöjännitteen suhteen, joten laitetta voi käyttää 3 ... 32 voltin jännitelähteellä. Hohtodiodin sarjavastuksen mitoitin 12 voltin mukaan, joten suurimmat jännitteet ovat varalla niitä tilanteita varten, jolloin laitteen haluaa oikein kovasti käyttöön, vain suuria jännitteitä on saatavilla eikä valon hajoaminen haittaa.

Kiitokset kaikille kokomyslaisille, joiden kanssa on ihmetelty telkkarien ja näyttöjen toimintaa. Erityisesti Tommin rakentaman vastaavan laitteen prototyypin toiminnan seuraaminen auttoi paljon tämän laitteen suunnittelussa.