Моноблок из сгоревшей матрицы, пластикового подноса и модулей из Поднебесной. Краткий пересказ. Окончание.

После успешной сборки TV-приемника я вдруг обнаружил, что на несущей поверхности нашего подноса осталось довольно много свободного места. Почему-бы его не заполнить? И я решил добавить в конструкцию "апельсинку". Так, в просторечии, называется одноплатный микрокомпьютер Orange Pi.

На самом деле существует несколько разновидностей конфигураций Orange Pi. И это если не считать модели аналогичных микрокомпьютеров вроде Raspberry Pi и Banana Pi.

Я решил использовать модель Orange Pi Plus 2. Привлекло наличие 2Гб оперативной памяти, 4-х ядерного процессора, 4 разъемов USB, разъема RJ-45 для локальной сети Ethernet, наличие WiFi для беспроводного Интернета, а, главное, наличие SATA-разъема, позволяющего подключить дисковый накопитель. Что еще нужно? Разве что разъем HDMI для подключения дисплея, и он у нас есть! И на апельсинке, и на скалере. То есть практически компьютер на ладошке.

На данной картинке комплектующие этого компьютера представлены более наглядно.

Плату апельсинки заказывал здесь.

Из особенностей заказа - производитель не снабжает Orange Pi системой охлаждения процессора, предоставляя заботу об этом самому пользователю. Я не большой поклонник жужжащих вентиляторов, поэтому нашел на развалах Поднебесной вот такой алюминиевый радиатор для пассивного охлаждения. Размером 40х40х20 мм. Чтобы он подошел по размерам к плате, пришлось от радиатора ножовкой отпилить два крайних ребра и сточить под углом 45 градусов одну из нижних граней. Нижняя поверхность радиатора перекрывает чип процессора и микросхемы оперативной памяти апельсинки.

Приклеивал радиатор к процессору с помощью теплопроводящего клея.

Также нужно дополнительно обзавестить кабелем с SATA-разъемом для подключения жесткого диска и кабелем с HDMI-разъемами длиной полметра для передачи видео- и аудиосигналов на скалер.

При выборе HDMI-кабеля я немного не рассчитал длину самого разъема, поэтому при подключении к скалеру он несколько выдается за пределы основания.

Также нужно учесть, что питание 5 Вольт на апельсинку подается через не совсем стандартный разъем (внешний диаметр 4.0 мм, внутренний диаметр 1.7 мм).

Шнур с таким разъемом можно либо дополнительно заказать у продавца апельсинки, либо приобрести дешевле в tixer.ru.

В качестве файло- фильмо- песне- фото- и прочего аудио- видео- хранилища используется 2,5-дюймовый жесткий диск, подключенный к апельсинке через SATA-кабель. Я выбрал Western Digital SATA III, 8 Mb, 5400 rpm WD Scorpio Blue WD10JPVX емкостью в 1 террабайт из ближайшего компьютерного магазина. Наверное можно использовать и твердотельные SSD-накопители.

Для питания апельсинки и жесткого диска используются два импульсных стабилизатора напряжения на микросхеме XL4015. На вход им подаю 12 Вольт от блока питания скалера, выходное напряжение в 5 Вольт выставил как можно точнее с помощью подстроечных резисторов. Производителем утверждается, что данными стабилизаторами могут обеспечиваться токи до 5 Ампер. Мне это вполне подходит. На вход и выход стабилизаторов припаял обычные девятиконтактные D-sub-разъемы для возможности быстрой замены при необходимости.

И снова покажу фото с наглядным расположением модулей на несущей поверхности со снятой матрицей.

В качестве операционной системы может использоваться одна из разновидностей LINUX в облегченном варианте.

Почитав на различных форумах соответствующие обсуждения о возможных проблемах с оборудованием и драйверами я выбрал для установки Armbian.

Образ скачивал отсюда: https://www.armbian.com/orange-pi-plus-2/.

Предварительно выбрал характеристики своего устройства и desktop-версию скачиваемого образа.

Скачанный архив необходимо будет распаковать. В нем обнаружите файл с расширением .img размером около 3-х гБ. Это и есть образ операционной системы.

Если вкратце, данный файл-образ, с помощью специальной программы (в Windows), или с помощью специальной команды (в Ubuntu) необходимо записать на карту памяти. Понадобится карта памяти объемом 8-16 гБ, желательно класса 10 или быстрее.

Затем данная загрузочная карта памяти устанавливается в апельсинку, с нее загружается сама операционная система.

После операционная система настраивается, как вам нужно, устанавливаются и настраиваются необходимые вам программные пакеты.

Когда операционная система будет окончательно настроена можно перенести ее с карты памяти во внутреннее ПЗУ (внутреннюю EMMC FLASH-память) апельсинки и впоследствии загружаться уже без карты памяти.

(Кстати, после переноса операционной системы во внутреннюю EMMC FLASH-память быстродействие должно увеличиться. По моим субъективным ощущениям раза в два или три).

Также впоследствии можно настраивать и операционную систему во внутренней памяти, а затем перенести ее на карту памяти в качестве архивного образа.

И да, при установке и настройке операционной системы к апельсинке уже можно подключить клавиатуру и мышь.

Подойдут самые простые проводные или беспроводные USB-клавиатура и USB-мышь.

А вот очень хорошая и подробная инструкция, найденная на просторах Сети, которая мне сильно помогла в процессе установки и настройки системы:

По записи образа на карту памяти можно использовать вот этот отрывок, того же автора:

Мой рабочий стол установленной и настроенной операционной системы выглядит так.

Так как микропропроцессор нашей апельсинки основан на ARM-архитектуре, то устанавливаем на нее программы из пакетов с расширениями вида _armhf.deb.

Здесь я просто перечислю программы, которые я хотел видеть (и которые у меня получилось установить) на моей апельсинке.

1. LibreOffice - практически полноценная замена Microsoft Office, к тому же совместимая с ним по форматам файлов.

Есть текстовый редактор, электронные таблицы, векторный графический редактор, возможность создания презентаций, сложных математических формул и простых баз данных.

Может использоваться Mozilla Firefox. При этом лучше отключить его автоматическое обновление. Так как более новая версия Огнелиса может не работать на установленной старой версии операционной системы.

Также, как альтернативу, использую Chromium. Он работает достаточно быстро.

У меня используется проводное Ethernet-соединение от провайдера по типу PPPOE. Как оказалось, в моей тогдашней сборке Armbian такой пакет отсутствует. Установить его дополнительно у меня не получилось.

Поэтому вместо проводного соединения использую WiFi.

По настройкам WiFi - ничего настраивать особо не пришлось, все само определилось. По скорости загрузки страниц - работает ненамного медленнее (если сравнивать с ноутбуком или настольным компьютером), работать вполне можно.

Использую внешне похожий на WinAmp и Aqualung проигрыватель с эквалайзером. Называется Audacious.

При использовании установленного по умолчанию видеопроигрывателя Totem, просмотр .avi и .mp4 видеофайлов идет с рывками и выпадением кадров. С аналогичной проблемой сталкиваемся при просмотре роликов в YouTube через интернет (смотреть, в общем-то, можно, особенно через Chromium и в небольшом окошке).

Но, здесь дело в программных драйверах, вернее в отсутствии нужных. Сама аппаратная часть (графическое ядро Mali400MP2 GPU @600MHz) апельсинки вполне позволяет смотреть фильмы и видео в полноэкранном режиме.

В этом можно убедиться, если установить медиа-проигрыватель KODI. При его использовании при просмотре видео ничего не дергается и не тормозит.

Осталось дождаться появления нормальных драйверов. Возможно в новой версии операционной системы. Или выбрать другую операционную систему, в которой они есть.

Использую простой файрволл Gufw. Работает.

Хотел поставить антивирус ESET NOD32, но не нашел его в формате armhf-пакета. Может быть когда-нибудь ESET его и выпустит.

Игры также вполне можно запускать, но не слишком сложные и ресурсоемкие.

По ощущениям они примерно такие, в которые вы играли в начале 2000-х на домашнем или офисном компьютере.

Я выбрал несколько спокойных простых игр, чтобы можно было проводить время.

Например есть аналог ZUMA, GtkBalls (аналог LINES), Gweled (по три в ряд) или Ri-Li (разновидность паровозиков).

Также есть PINGUS (помните LEMMINGS из 90-х? Это их подобие под Linux).

И простые, знакомые по Windows или Ubuntu раскладывание пасьянсов, маджонг или тетравекс.

Если же я хочу поиграть в S.T.A.L.K.E.R, Crysis или FarCry, я беру в руки ноутбук или пересаживаюсь за настольный компьютер.

В Ubuntu для организации слайдшоу обоев с красивыми видами на рабочем столе приходится использовать дополнительное приложение Variety. Armbian в этом отношении мне понравился больше, в нем такая возможность уже заложена в настройках дисплея.

Так же как и в Ubuntu для работы с торрентами используется приложение Transmission.

Обычный, многооконный, предоставляемый операционной системой.

Или GNOME Commander (или, как альтернатива, Midnight Commander), для тех любителей древней старины, кто начинал знакомство с компьютером с Norton Commander, да так и не смог от него отвыкнуть.

Более подробно про аппаратно-программную часть апельсинки читайте здесь:

Изначально апельсинка не имеет схемы встроенных часов.

То есть после отключения устройства системное время и дата теряются.

На практике это не такая большая проблема - внутренний хронометр операционной системы синхронизируется (спустя минуту) при подключении апельсинки к Интернету.

Также несложно задать его показания и вручную после включения устройства.

Но если вдруг захочется сделать "все как в больших компьютерах" можно использовать дополнительный модуль с батарейкой на микросхеме DS1307 или на микросхеме DS3231 (к нему батарейку нужно будет припаять).

Настроить взаимодействие часов с апельсинкой можно, например, по этой замечательной инструкции:

И чтобы приблизить нашу конструкцию к настоящим ноутбукам обеспечим ей также дополнительное резервное электропитание от аккумуляторов, позволяющее хотя бы на пару часов не зависеть от близлежащей электророзетки.

Для этого потребуются:

1. Три литий-ионных аккумулятора. Именно от них во многом будет зависеть длительность автономной работы устройства, поэтому к их выбору нужно подойти серьезно.

Из прошлого опыта мне понравились аккумуляторы Panasonic NCR18650B емкостью 3400 мАч и номинальным напряжением 3.7 Вольт. Эти аккумуляторы рассчитаны на работу при потреблении тока до 3-х Ампер, они не сильноточные, для использования с электроинструментом, таким как, например, дрель или шуруповерт они не подойдут, а для моноблока - в самый раз.

Заказывал здесь. Раньше они шли под брендом Panasonic, теперь у продавца они называются VariCore. Степень их оригинальности исходному бренду, как обычно, оставим на совести продавца.

Нам понадобятся аккумуляторы так называемого промышленного применения, поэтому необходимости в плате защиты (PCB) для каждой отдельной банки аккумуляторов в данном случае нет. Функции защиты, как в ноутбуках, будут возложены на плату зарядного устройства.

Также хочу напомнить, что при использовании литий-ионных аккумуляторов нужно строго придерживаться правил электро- и пожарной безопасности. Чтобы при пайке не подвергать аккумуляторы лишнему нагреву я выбрал модификацию с уже приваренными контактными "хвостиками", изолированными термоусадкой. Такие контакты легко паяются, при этом от них так же легко в процессе пайки делается временный теплоотвод, например с помощью зажима пинцета или плоскогубцев.

Для их крепления можно использовать стандартный батарейный отсек. После установки в него аккумуляторы соединил последовательно.

В результате такого соединения получаем от 11.1 Вольт (при номинальном напряжении заряда) до 12.6 Вольт (при максимальном заряде аккумуляторов).

Чтобы обеспечить большую надежность соединения сами контакты аккумуляторов также спаял последовательно друг с другом при помощи отрезков луженого медного провода. Хотя делать это было и не обязательно, в отсеках аккумуляторы закреплены надежно, не болтаются, да и контакт хороший.

Затем с помощью двойного многожильного провода соединил аккумуляторы с одной из частей девятиконтактного D-SUB разъема. Ответную часть девятиконтактного D-SUB разъема припаял к плате зарядного устройства.

Отсек с установленными аккумуляторами разместил в нижней части подноса-несущей, ближе к середине, чтобы центр тяжести устройства располагался как можно ниже. Крепил с помощью винтиков-болтиков-гаек-шайб М3.

Часто такие платы называют аббревиатурой BMS, от слов Battery Monitoring System (система мониторинга батареи).

Выбрал вот такую, на микросхеме 8254AA, рассчитанную на подключение трех элементов (3S) и максимальный ток, как заявлено, до 10 Ампер.

3. Так как наша плата зарядного устройства не содержит схемы балансировки (такая схема нужна для равномерного распределения заряда между отдельными элементами), то используем дополнительную плату балансира, рассчитанную на подключение до 4-х элементов, одна из ее секций при этом не задействована.

Подключается она аналогично плате зарядного устройства, каждая секция параллельно каждому аккумулятору, которые, в свою очередь, соединены друг с другом последовательно.

4. Для индикации уровня заряда аккумуляторов используется еще один дополнительный модуль.

Индикаторный модуль с помощью четырех светодиодов способен отображать 25%, 50%, 75%, 100% уровня заряда аккумуляторной батареи. Да, это не ахти какая точность, но на практике вполне достаточно.

Чтобы не расходовать заряд батареи на себя, обычно данный модуль выключен. Включаем его с помощью микрокнопки, расположенной на плате модуля и целых 5 секунд наслаждаемся ярко-синими результатами измерения. Затем модуль автоматически выключается. Для снятия следующих показаний нужно снова нажать на микрокнопку.

Платы контроллера заряда и балансира спаяны между собой отрезками жесткого луженого медного провода. С аккумуляторами и шиной питания моноблока соединяются с помощью D-Sub разъемов.

Наглядная схема подключения аккумуляторов и соединения модулей нашего самодельного PowerBank выглядит так.

Осуществляется с помощью трех выключателей, закрепленных на отрезке дюралевого уголка.

Красный выключатель позволяет включить скалер - получаем телевизор или дисплей.

Зеленым выключателем дополнительно подается питание на стабилизаторы. При этом включается апельсинка с жестким диском.

С помощью третьего черного выключателя наше устройство резервного питания на аккумуляторах можно подключать к 12-ти вольтовой шине питания моноблока.

Если при этом к моноблоку подключен внешний блок питания, то наш самодельный PowerBank подзаряжается от него.

Если внешний блок питания отключен, полностью заряженных аккумуляторов хватает примерно на 1.5 - 2 часа (в зависимости от нагрузки и используемых приложений) автономной работы. Заряжается устройство также около двух часов.

При необходимости можно использовать PowerBank и для питания сторонних устройств с напряжением в 12 Вольт.

Подробнее об организации электропитания моноблока можно почитать здесь: