Как возможно по сигналу на RCA выходе определить, включено ли устройство?

Есть специализированные микросхемы для работы с видеосигналами аналоговыми.
Например EL4583 подойдёт идеально, она как раз умеет детектировать наличие сигнала, или LM1881, она может выдёргивать синхросигнал из видеовхода, можно мониторить импульсы синхросигнала, есть импульсы - есть видео.
Правда это не поможет если передаётся "синий экран" и их уже сложно найти в продаже.
А для переключения сигналов можно что-то такое использовать AD8184ARZ

Ну и как обычно можно купить готовое устройство у китайцев, что-то типа https://www.aliexpress.com/item/4000022576355.html
Вобще такая задача часто у автомобилистов бывает, экран один, а камер может быть много.

По синхроимпульсам кадровой развёртки вполне можно определять.

Видеосигнал имеет амплитуду до 1 вольта, значит можно с помощью АЦП или аналогового компаратора измерить его.
При этом нет необходимости измерять с какой-то сумашедшей частотой. Просто измеряете 10 раз в секунду. Если хотя бы один отсчет был больше 0.2 В, значит есть сигнал. Если в течении определенного количества измерений напряжение ни разу не было больше 0.2 В, значит сигнала нет.

Чисто программно, без физических устройств - никак.
Если кратко, блочно - то усилитель, интегратор, компаратор - на выходе будет лог.0/1 - нет или есть сигнал.
В принципе, на транзисторе и одном компараторе плюс мелочёвка можно сделать, а можно и ещё проще, но менее надёжно. Я так когда-то на самодельном усилителе звука поставил на вход подобный детектор - включается усилитель одной нефиксируемой кнопкой, срабатывает реле, схема встаёт на самоблокировку и смотрит наличие сигнала. Как только хоть какой сигнал приходит, заряжается конденсатор, при отсутствии - разряжается. При разрядке ниже определённого уровня происходит отпускание реле, усилитель отключается. По времени экспериментально подобрал номиналы, чтобы около 20-30 минут таймаут вышел. Схемотехника смешанная аналогово-дискретная, но без всяких процессоров, ардиуно и даже без каких-либо счётчиков, максимум простая логика типа 2И-НЕ, и триггер один (вроде бы, уже за 12 лет и забыл, как там сделал).
P.S. работает и до сих пор, каждый день.

Поищи по словам видеовход автомат 3усцт в конце прошлого века делали для автоматического переключения тв на видеовход при появлении сигнала. Несколько транзисторов, диодов конденсаторов. Ключевой сигнал появлялся на выводах блокировка и изменение t АПЧиФ. Типа такой схемы:

Первое, что приходит на ум - посмотреть, есть ли на RCA входах постоянная составляющая, когда устройства работают. Если есть - по ее наличию можно определять факт работы устройства.

По RCA обычно видеосигнал передают. Самое логичное ловить синхроимпульсы видео, но ардуино такую частоту (МГц) не потянет.
Сейчас, правда, цифровой стандарт, я его не знаю, но там частота не меньше.