8-fach Toslink-Switch mit automatischer Umschaltung

Ich selbst bin Audio-mäßig immer noch auf dem Stand der 80er. Die Geräte werden per Cinch-Kabel an den Verstärker angeschlossen, Stereo-Sound reicht mir absolut.

Ein Freund von mir fährt allerdings die Surround-Schiene. Leider gehen ihm jetzt die optischen Eingänge am AV Receiver aus. Eine Suche nach automatischen Toslink-Switches führt leider nirgendwo hin. Die Geräte sind rar gesäht und dazu einfach zu scheiße und/oder zu teuer. Auf Amazon gibt's einen 2-fach Auto-Switch für über 50€. Und da scheint die automatische Erkennung des aktiven Eingangs auch nicht einwandfrei zu funktionieren, wenn man den Rezensionen Glauben schenkt.

Also, was tun? Genau, selbst ist der Mann! (Und die Frau erst recht!) Deshalb habe ich einen 8-fach Toslink-Switchmit automatischer Erkennung und Umschaltung entwickelt:

Bedienung

Stromversorgung & Sicherheit

Der Toslink-Switch wird mit einem Mini-USB-Kabel mit Strom versorgt. Ich konnte im Betrieb einen Stromverbrauch von etwa 150 mA messen. Ich empfehle für die Stromversorgung des Switches daher ein ordentliches USB-Netzteil, welches mind. 500 mA liefern kann und außerdem auch kurzschlussfest ist. Besser keine 1€ Netzteile aus China mit gefakten TÜV-Siegel verwenden.

Auf der Platine selbst ist keine Sicherung vorhanden! Es liegt also am Netzteil, den Strom zu begrenzen, falls es auf der Platine zu einem Kurzschluss kommen sollte. Die über Lichtwellenleiter angeschlossenen Zuspieler und Sound-Anlage sind ja zum Glück galvanisch vom Toslink Switch getrennt, denen kann also unter keinen Umständen etwas passieren.

Auto-Modus

Um den Auto-Modus zu aktivieren, legt den entsprechenden "AUTO"-DIP-Schalter um. Der Switch wird nun aktive Quellen erkennen und auf diese umschalten. Jeweils die neueste aktive Quelle wird ausgewählt. Sind mehrere Quellen gleichzeitig aktiv, so kann mit dem Taster zwischen den aktiven Quellen umgeschalten werden.

Das ist bspw. für folgendes Szenario angenehm: Angenommen ihr zockt gerade PS4. Da fällt euch ein, dass ihr ja mit der Xbox One noch etwas runterladen wolltet. Ihr macht also die Xbox One an und startet den Download. Der Toslink Switch hat zwischenzeitlich auf Xbox One umgeschaltet. Ihr wollt während des Downloads aber weiter PS4 zocken und hören ohne die Xbox One auszumachen. In dem Fall drückt ihr einfach ein Mal kurz auf den Taster und der Switch wählt wieder die PS4 aus.

manueller Modus

Für den manuellen Modus stellt ihr den "AUTO"-DIP-Schalter auf off. Nun könnt ihr ganz klassisch mittels Taster den aktiven Eingang selbst wählen. Eine dreiviertel Sekunde nach dem letzten Loslassen des Tasters wird der nun neu gewählte aktive Eingang gespeichert. Das Speichern wird durch ein kurzes Blinken der Eingangs-LED bestätigt. Beim Anschalten wird der gespeicherte Eingang automatisch geladen und ausgewählt.

Lightshow-Modus

Der Lightshow-Modus ist eher als Gag gedacht. Ihr aktiviert ihn, indem ihr den Switch mit gedrücktem Taster anschaltet. Die 8 Eingangs-LEDs werden nun nacheinander leuchten. Durch Drücken des Tasters könnt ihr die Geschwindigkeit und auch die Laufrichtung ändern.
Mit diesem Modus lässt sich gut überprüfen, ob auch alle LEDs korrekt verbaut wurden.

LEDs aktivieren/deaktivieren

Über den "LED"-DIP-Schalter lässt sich einstellen, ob die LEDs überhaupt leuchten sollen oder nicht. Manch einer hat ja schon genug von der "light pollution" im heimischen Wohnzimmer. Durch die deaktivierten LEDs lassen sich ca. 20 mA an Strom einsparen.

Schaltplan

Platine

Die Platine ist 70 mm x 50 mm groß. Die Gerber-Dateien für diese Platine findet ihr hier. Die Gerberdaten sind nur für den privaten Gebrauch und Sammelbestellungen/Community Aktionen ohne Gewinnabsicht zu verwenden!

Liste der Bauteile

Bestückung

Beim Bestücken der Platine muss man auf die Reihenfolge achten. Ich würde empfehlen zunächst alle SMD-Bauteile auf der Ober- und Unterseite der Platine zu bestücken inkl. der Mini-USB-Buchse. Danach erst die Toslink-Buchsen und die restlichen Schalter bestücken. Sind die Toslink-Buchsen erst mal verlötet, kommt ihr nur noch äußerst schwer an die SMD-Bauteile auf der Oberseite!

Beim Elko C12 und den 9 LEDs kommt es auch auf die richtige Polarität an. Auf der Platine ist der positive Pol des Elkos C12 mit einem "+" markiert. Bei den LEDs ist die Polarität durch einen kleinen Punkt vorgegeben. Die LEDs müssen so eingebaut werden, dass der grüne Pfeil auf der Unterseite der LEDs in Richtung dieses Punktes zeigt.
Leider gab's bei manchen Platinen der 1. Batch wohl einen Offset im Bestückungsdruck. Deshalb ist bei manchen Platinen der Punkt eher mittig. Man weiß also nicht, wie man die LED einbauen soll. Falls das bei eurer Platine auch so sein sollte, dann orientiert euch einfach an folgendem Bild:

Flashen des Mikrocontrollers

Damit der Toslink-Switch überhaupt funktioniert, muss der Atmega48A mit dem passenden HEX-File geflasht werden. Das benötigte HEX-File findet ihr in diesem Zip-Archiv. Wie schon bei den Gerber-Dateien ist auch das HEX-File ausschließlich für private Zwecke und Sammelbestellungen/Community Aktionen ohne Gewinnabsicht zu verwenden!
In dem Zip-Archiv ist auch eine .eep-Datei enthalten. Wenn euer AVR-ISP-Programmer das kann, solltet ihr den Mikrocontroller auch mit der .eep programmieren. Aber eigentlich *müsste* er auch ohne die funktionieren.

Die Fuse-Bytes des Mikrocontrollers müssen nicht geändert werden, falls ihr einen fabrikneuen Mikrocontroller verwendet. Ansonsten stellt die Fuse-Bytes auf den Ursprungszustand zurück, indem ihr folgende Werte in eurem AVR-ISP-Programmer verwendet:

Low Byte: 0x62
High Byte: 0xDF

Auf der Oberseite der Platine befindet sich das 6-polige Standard-AVR-ISP-Interface mit dem bekannten Pinout. Pin 1 ist mit dem kleinen Quadrat markiert.

Prima!

Mit dir Storm sind's schon 8 weitere Teilnehmer, d.h. wir sind voll!
Ich werde dann wohl 10 Platinen bestellen, 2 für mich & meinen Freund und die restlichen 8 für euch.

Besteht Interesse daran, dass ich die benötigten Bauteile auch gleich mit organisiere und mit verschicke?

Gerade was die Toslink Buchsen angeht, muss ich jetzt nämlich schon eine schlechte Nachricht verkünden:

Die Toslink-Transmitter, die ich einsetzen wollte, sind mittlerweile bei Pollin leider vergriffen. Die Toslink-Receiver, von denen jeweils 8 auf die Platine kommen, sind zum Glück noch lieferbar.

Receiver: pollin.de/shop/dt/MjMyODQ1OTk-…ver_SHARP_GP1FA551RZ.html
Transmitter: pollin.de/shop/dt/MDQxODQ1OTk-…ter_SHARP_GP1FA551TZ.html

Das Problem ist, dass sich der Umschalter eigentlich nur mit den Toslink-Buchsen zum Pollin-Preis lohnt. Woanders kostet eine einzelne Buchse nicht 0,45€, sondern eher das Zehnfache oder sogar noch mehr. Da wäre man dann schon bei 50€ alleine für die Buchsen...

Ich habe jetzt auf Ebay einen Toslink-Transmitter gesehen, der einigermaßen günstig ist und auch das gleiche Pinout wie der Pollin-Transmitter hat. Ich muss lediglich noch zwei extra Löcher vorsehen, dann sollte der ohne Probleme passen.


Mein Vorschlag: Ich werde jetzt am Wochenende noch mal mit meinem Freund quatschen, wie sich der Prototyp schlägt. Wenn soweit alles klar ist, dann werde ich von euch 8 erstmal 10€ Vorschuss fordern. Damit kann ich zum einen schon mal die 10 Platinen bestellen und außerdem auch die Toslink-Buchsen bei Pollin. Wer weiß wie lange die noch lieferbar sind...

Wenn alle Bauteile hier sind, werde ich noch den ausstehenden Teil berechnen und nachdem ihr den entrichtet habt, schick ich euch den Schlonz zu. Sind soweit alle mit einverstanden?
Die Gesamtkosten des Toslink Umschalters beziffere ich auf ca. 20€ (wahrscheinlich nen Tacken billiger).

Ja, dann machen wir's mit den Bauteilen, also auch die ganzen Schalterchen, Gehäusefüßchen, Widerstände etc.
Die Mikrocontroller könnte ich auch gleich einlöten und programmieren, das wird dem einen oder anderen sicherlich Zeit und Frust ersparen.

Cloudand hat mir eben per PM mitgeteilt, dass er den Ebay-Transmitter PLT131 auch bei Conrad gefunden hat. Preis da nur 0,78€ vs. 2,19€.

Hmm, also den Mikrocontroller werde ich auf jeden Fall einlöten und den kleinen Chip links daneben auch. Evtl. auch die Mini USB Buchse, das kann ohne Erfahrung auch recht fummelig sein.
Die ganzen Schalter und Toslink Buchsen solltest du eigentlich ohne Probleme löten können. Bleiben noch jede Menge SMD-Widerstände und -Kondensatoren. Die sind eigentlich nicht schwer zu löten, aber wenn du noch nie so ein kleines SMD-Bauteil (Formfaktor 0805) verbaut hast, könnte das dennoch zu schwer für dich sein.
Gegen einen kleinen Obulus könnte ich dir ausnahmsweise alle SMD-Bauteile verlöten. (Auf der Unterseite sind auch noch etliche.)

Generell sollte die Teilnehmer aber schon in der Lage sein, alle Bauteile selbst zu verlöten (von den 2 kleinen Chips und der Mini-USB Buchse abgesehen).


Falls der Toslink-Switch wie geplant funktioniert, spricht auch nichts dagegen, dass jemand (anderes als ich) hier im Forum ein zweite Ladung organisiert.
Es kann trotz sorgfältiger Planung und dem funktionierendem Prototypen trotzdem passieren, dass das Endergebnis aus irgendwelchen Gründen nicht funktioniert. Alle, die hier teilnehmen, sollten sich des Risikos bewusst sein!


Ich hab bei Pollin noch mal genau nachgeschaut. Wenn ich von den billigen Toslink-Buchsen 999 Exemplare in den Warenkorb lege, wird die Anzahl auf 826 beschränkt. Das ist dann wohl die aktuell verfügbare Menge. Wir brauchen für diese Ladung noch 64 dieser Buchsen, diese Menge sollte nächste Woche auf jeden Fall noch lieferbar sein.

Falls der Toslink-Switch wirklich ein Erfolg wird und darüber hinaus noch weiterer Bedarf an dem Gerätchen besteht, dann wäre es nicht ungeschickt, wenn jemand einen größeren Batzen dieser Buchsen hortet. Denn wie gesagt, sind diese Buchsen nicht mehr lieferbar, dann war's das mit dem Switch...
Dann heißt es, neue Buchsen finden (zu dem Preis gibt's die denke ich sonst nirgends) und die Platine an die neuen Buchsen anpassen...


Ich werde einfach die Bauteile für alle Platinen organisieren, das ist einfach am praktischsten und wohl auch am billigsten für jeden einzelnen.

Update: Platine wurde fertiggestellt und bei Itead geordert. Ich hoffe, die liefern noch dieses Jahr! (Habe registered airmail Versand gewählt.)

Weiterhin habe ich jetzt bei Pollin die ganzen Toslink-Receiver-Buchsen sowie weitere Bauteile geordert.

Ich werde euch 8 gleich noch ne PM schicken zwecks Anzahlung.

So, heute kamen schon mal die Bauteile von Pollin an: Toslink-Receiver-Buchsen, Kipp- und Dip-Schalter sowie Füßchen zum Kleben, damit der Toslink-Switch keine Kratzer hinterlässt.



Hoffentlich kommen die Platinen bald an, bin total scharf drauf.

Die Platine ist 70 x 50 mm groß. Die Toslink Buchsen ragen allerdings etwas über den Platinenrand hinaus.

Also ein Gehäuse habe ich nicht mit eingeplant, ist mMn auch nicht nötig. Die Audio-Quellen und der Verstärker werden ja alle mit Lichtwellenleiter angeschlossen, denen kann also schon mal nichts passieren.

Das soll euch natürlich nicht davon abhalten, selbst was auf die Beine zu stellen. Schwebt dir etwas bestimmtes vor?

@Ice Man: Hmm, bis du da alle Löcher ausgeschnitten hast wirst du doch verrückt. Aber wie gesagt, mach ruhig.


Mittlerweile ist übrigens fast alles an Bauteile angekommen, lediglich eine Nachlieferung von Conrad steht noch aus. Außerdem sind heute die bestellten Platinen für den Toslink-Switch angekommen.

Leider muss ich auch gleich eine schlechte Nachricht loswerden: Bei einer der Platinen habe ich sofort mit bloßem Auge einen Cut entdeckt:

Dadurch sind bei dieser Platine leider GND und +5V kurzgeschlossen. D.h. die Platine ist eigentlich für die Tonne. Danke Itead-Studio, 100% e-test my ass!
Habe den Support natürlich gleich angeschrieben. Ich hoffe sie machen ein Ersatz-Exemplar und schicken mir das zu.

Im Falle, dass sie lediglich einen teilweise Rückerstattung rausrücken, würde natürlich eine Platine fehlen. D.h. ich müsste den letzten Teilnehmer hier von der Liste kicken, so leid mir das auch tun würde. (Wäre dann wohl @Storm, den es trifft.)
Gleichzeitig würde der Switch für alle anderen aber auch etwas teurer werden, da dann 1 Person fehlt, die sich an den Bauteilkosten + Porto beteiligt. Aber erst mal schauen, was der Itead-Support dazu meint...

Ansonsten habe ich "mein" Exemplar schon mal vollständig bestückt. Das Ergebnis ist mMn wirklich geil geworden:


Es scheint bisher alles genau so zu funktionieren wie geplant. Auto-Modus, manueller Modus und sogar das Easter Egg namens Lightshow-Modus (Taster beim Einschalten gedrückt lassen, dann fangen die LEDs an zu tanzen. Gute Möglichkeit um zu testen, ob alle LEDs funktionieren. )

Rückseite:

Die Idee mit den Gehäusefüßchen zum Aufkleben ist auch aufgegangen. Die Füßchen sind auch hoch genug, damit die spitzen Pins der Bauteile den Untergrund gar nicht berühren können.