Arduino je mala ploča s puno snage, tipičan predstavnik otvorenog hardvera i jedan od prvih uređaja koji je stekao široku popularnost među hardverskim hakerima. Nije ni čudo: zgodan elektronski dizajner omogućava čak i početnicima da to brzo shvate i počnu razvijati vlastite uređaje od nule.
Kako brzo započeti?
Za brzi početak, početniku je najlakši način da kupi gotovu ploču - košta oko 30 dolara. Na ploči će biti samo dva čipa - ATMEL mikrokontroler i USB interfejs čip na koji je povezan. Svi ostali elementi se dodaju nezavisno po potrebi.
Arduino programi (koji se u žargonu nazivaju "skice") su napisani u jeziku Wiring. Zapravo, ovo je običan C ++, proširen posebnim procedurama kao što su “digitalWrite” (upisivanje vrijednosti u port) ili “analogRead” (čitanje vrijednosti iz ADC-a). Sve ovo se savladava u jednoj ili dvije sjednice, pogotovo ako već imate C++ iskustvo programiranja. Napisane skice se kompajliraju i šalju na Arduino preko USB-a pomoću ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software). Za sklapanje najjednostavnijeg projekta potrebno je tridesetak minuta, bez potrebe za dubokim uranjanjem u ATMEL tablice podataka i asemblerske konstrukcije. Jezik je intuitivan, a dobra onlajn pomoć će vam pomoći da se nosite s nijansama. A lemljenje je, inače, također neobavezno ako postoji matična ploča bez lemljenja i set žica.
Svi pinovi mikrokontrolera su usmjereni na dva uredna reda jastučića na koje možete povezati senzore, dugmad, displeje i slično. Međutim, što je pojas složeniji, više hemoroida može biti s njim. Ako govorimo o par LED dioda i dugmadi, onda nema poteškoća. Ali ako želite kontrolirati motore ili razmjenjivati podatke preko radio sučelja, pojavljuju se brojne poteškoće. Za borbu protiv ovog kvara, osmislili su štitne ploče - gotove ploče za proširenje funkcionalnosti.
Šta je štitna ploča?
Štit ploča je rješenje po principu ključ u ruke za implementaciju uobičajenih zadataka s kojima se suočavaju programeri hardvera. Primjeri takvih zadataka mogu biti prijenos podataka preko radio sučelja, rad s Ethernetom i upravljanje elektronskim motorima. Ploče za proširenje se lako instaliraju na Arduino, spajaju se s pin blokovima i formiraju vrlo krutu sendvič strukturu.
Možete instalirati nekoliko ploča u isto vrijeme, glavna stvar je da se uređaji ne sukobljavaju za iste Arduino pinove. Uz malo kopanja po netu, možete pronaći tabele sa listom popularnih štitova i pinova koje oni zauzimaju (shieldlist.org).
Zatim ostaje samo da se prikači odgovarajuća biblioteka na glavnu skicu i isproba rad kola koristeći uzorak skice priložene biblioteci. Ovim pristupom štedi se vrijeme dva puta: prvo za razvoj i otklanjanje grešaka na hardveru, a zatim i za softver. Međutim, postoji samo nekoliko desetina zaista uspješnih i popularnih shield ploča. Kako se dobar štit razlikuje od lošeg?
Prije svega, mora imati dugme za resetovanje. Svako ko je otklonio greške na Arduinu sa uključenim štitom može to cijeniti - redovno dugme za resetovanje postaje nedostupno, a vježbe pritiskanja uz pomoć duguljastih predmeta pri ruci su dosadne. Dobar štit bi također trebao biti kompatibilan sa Arduino Mega - ako imate proširenu verziju Arduina na ATmega1280 ili ATmega2560, nije sigurno da će štit napravljen za poznati Uno ili Duemilanova raditi s njim. A sve zbog činjenice da su u Megi pinovi odgovorni za hardverski SPI premješteni na drugo mjesto! Dakle, ako štit komunicira sa Arduinom preko SPI magistrale, obavezno proučite njegov "trbuh" - možete se nadati kompatibilnosti s Mega ako vidite ne samo pinove, već i crni kvadratni 2x3 ženski konektor. U nastavku sam pripremio pregled najboljih Shield ploča za uobičajene zadatke.
Kontrola motora
Ako trebate kontrolirati motore, slobodno koristite Motorshield štit, koji je kreirao talentirani američki inženjer Limor Freed aka ladyada (ladyada.net/make/mshield/).
Glavna prednost štita je njegova svestranost, jer podržava do četiri DC motora, do dva koračna motora i dva servo motora. Može se kombinirati: na primjer, jedan steper i dva motora jednosmerna struja. Osnovu štita čine dva L293D četverostruka H-most mikrokola, sposobna da isporuče struju do 600 mA po kanalu i radne napone od 4,5 do 36 V. Paraleliranjem ulaza jednog mikrokola, možete pomjeriti ograničenje struje na 1.2 A.
Pomoću ovog štita možete, na primjer, istovremeno kontrolirati motore i volan modela trkaćih automobila, koračne motore koordinatnog stola. Za snažnija opterećenja možete koristiti Ardumoto sa L298 čipom iz Sparkfuna (dva kanala sa strujama opterećenja do 2 A) ili njegovu napredniju verziju Monster Moto Shield-a (sparkfun.com/products/10182) na dva VNH2SP30 čipa, sposobna isporuke do 30 I sa maksimalnim naponom od 41 V. Ako je u pitanju posljednja opcija, ne zaboravite se posavjetovati sa stručnim stručnjacima: uostalom, opterećenja su prilično pristojna, možda ćete morati nabaviti dodatni radijator kako biste da se ne opečemo.
Rad sa Ethernetom
Postoje dvije glavne opcije za Ethernet štitove - bazirane na dobrom starom ENC28J60 čipu iz Microchipa i naprednijem W5100 iz Wizneta. Oba rješenja koriste SPI magistralu za komunikaciju, oduzimajući samo četiri Arduino pina. Ali ENC28J60 se pojavio mnogo ranije i očigledno gubi od naprednog W5100: samo 10 Mbps, nema hardverske podrške za IP, UDP, TCP. Pored toga, W5100 vam omogućava rad sa četiri utičnice (što znači podršku za do četiri istovremene veze).
Općenito, toplo preporučujem korištenje W5100, jer značajno štedi ključni resurs mikrokontrolera - RAM(SRAM), koji se mora sačuvati (Atmega328 ima samo jedan kilobajt). Pa, sve ostale prednosti predprocesiranja su očigledne: dok sam W5100 traži pakete preko TCP protokola i izračunava kontrolne sume zaglavlja, Atmega može sigurno raditi važnije stvari.
Još jedan primjer je Arduino Ethernet Shield (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield) iz Arduino tima. Pomoću njega možete kreirati skicu koja će moći:
- dobiti dinamičku IP adresu putem DHCP-a;
- podesite vrijeme koristeći NTP protokol;
- rješavanje imena putem DNS-a;
- proći autorizaciju kroz RADIUS;
- ponašajte se kao jednostavan Web server ili kao Web klijent, postavljajući zahtjeve i analizirajući odgovore.
Od sličnih ploča, može se primijetiti razvoj Freetronics - EthernetShield sa PoE (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe). Ideja o napajanju Ethernet uređaja iz iste Ethernet linije na koju je povezan rođena je 2001. godine, a dvije godine kasnije postala je službeni IEEE 802.3af industrijski standard. Iz vlastitog iskustva napominjem da ne postoji ništa pogodnije za napajanje autonomnih kutija koje komuniciraju putem Etherneta i koje su raštrkane po zgradi u radijusu od 100 metara od posebnog prekidača za napajanje. Takav štit košta malo više, zahtijeva kupovinu dodatne mikro kartice PoE modula, a umjesto SD konektora ima polje za matičnu ploču.
Upotreba takvog štita je isključivo u fiksnim strukturama koje zahtijevaju interakciju preko TCP/IP mreže. Na primjer, prikaz statusa povezanih senzora u pretraživaču ili daljinski upravljač neka vrsta mehanizma.
Odmah se prisjećam projekta "twitter-flower", u kojem se Arduino + Ethernet paket, koristeći senzor vlage zaboden u zemlju, žalio na suhoću putem twittera i zahtijevao hitno zalijevanje. Uz svu raznolikost EthernetShield aplikacija, želim da vas upozorim da svaka biblioteka, naravno, štedi vrijeme, međutim, zauzima i nekoliko kilobajta fleš memorije mikrokontrolera. Stoga, ako prije ili kasnije naiđete na ograničenje veličine od 30 KB vašeg Arduino Duemilanova - razmislite o tome da ga zamijenite Mega 2560, bit će osam i pol puta više memorije za skice.
Korištenje SD kartica
U projektima koji se odnose na akumulaciju bilo kakvih informacija (na primjer, GPS koordinate), često je potrebno povećati količinu dostupne nepromjenjive memorije. Najlakši način da to učinite je povezivanjem standardne SD kartice. Za to postoji nekoliko gotovih štitova. Najljepša opcija za koju znam je microSD modul, koji je razvila španska firma za praćenje životne sredine Libellium (goo.gl/iHCy4).
Štit zauzima samo jedan Arduino pin blok i omogućava vam rad sa SD i SDHC karticama unaprijed formatiranim u FAT16 (poželjno) ili FAT32. Možete raditi samo sa jednom po jednom datotekom, duga imena nisu podržana.
Bežični štitovi
Najjednostavniji amplitudno modulirani RF moduli (ASK), koji rade u nelicenciranom opsegu od 433 i 313 MHz, iako se mogu koristiti sa Arduinom kroz VirtualWire biblioteku, i dalje mi se čine prilično lošom opcijom.
Previše su podložni smetnjama, rade stabilno samo pri malim brzinama, nemaju hardversko razdvajanje na kanale - nekoliko istovremeno radeći odašiljača ometat će jedni druge. Možda zato još nisam vidio štitne ploče za njih.
Polarna suprotnost je Xbee porodica ploča zasnovana na Zigbee protokolima, idealna za organizovanje samonapajanih distribuiranih senzorskih mreža. Svaka takva ploča je sama po sebi uređaj sa mikrokontrolerom na ploči, a od štita je potrebno vrlo malo - da bi se osigurala koordinacija sa Arduinom. Takvi štitovi se obično nazivaju "Xbee Shield", ali ne uvijek - na primjer, Libellium je razvio Communication Shield (goo.gl/OZDxl). Štit obavezno sadrži dva reda padova na koje je spojen modul u Xbee formatu.
Jedini nedostatak je, možda, cijena samog Xbee modula. Zauzvrat dobijamo brzine do 250 Kbps, domet linije vidljivosti do 90 metara (Xbee PRO modifikacija može doseći do 1,2 km), enkripciju, ekonomičnu potrošnju energije i mogućnost prenošenja podataka (dva modula transparentno komuniciraju sa jedan drugog kroz treći).
Odavno je uočeno da ako kompanija priča o bežičnu mrežu, prije svega, iz nekog razloga se sjećaju WiFi-a, mnogo rjeđe - o Bluetooth-u. Primjeri su WiFly Shield kompanije SparkFun (sparkfun.com/products/9954) i Bluetooth modul kompanije Libellium (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). Potonji je napravljen u Xbee formatu i radit će sa bilo kojim Xbee adapterskim štitom, a softverska konfiguracija sa Arduina podsjeća na dijalog s modemom - preko serijskog porta i AT komandi. Inače, svojevremeno je izašla originalna Arduino BT ploča (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth), koja nije imala USB interfejs, već je programirana i povezana sa računarom preko Bluetooth-a. Nije dobio široku distribuciju - možda zbog povećanja cijene.
Za razmjenu podataka putem GSM-a obično se koristi mobilni telefon koji može raditi na serijskom portu na TTL nivoima.
Ali sada ih je sve manje - zamjenjuje ih USB, što zahtijeva da budete domaćin (a ne uređaj, što je Arduino) za rad. Ali, srećom, proizvođači već dugo proizvode gotove GSM module na koje ostaje uvrnuti eksternu antenu i konektor SIM kartice. Ne morate daleko tražiti primjer - Libelliumov GPRS Quadband modul za Arduino (goo.gl/KueFH), koji je baziran na SAGEM GPRS modemu.
Karakteristika ovog konkretnog modela je da je GRPS modul uklonjiv, a ne možete prenositi samo podatke - izlaz na eksterni spikerfon je ožičen.
Razni štitovi
Sumirajući, možemo sa sigurnošću reći da rješenja za gotovo sve tipične probleme odavno postoje u obliku štitova. Ali nemojte misliti da se tu sve završava. Evo nekoliko primjera: Libelliumova ploča senzora zračenja (Geigerov brojač).
Uradi sam štit
Kao primjer, napravimo vlastiti LCD štit. Dijagram povezivanja popularnog 1602 alfanumeričkog LCD-a na kontroleru HD44780 dostupan je u dvije verzije - osmobitnoj magistrali ili četverobitnoj. Vrijeme je da otkrijete strategiju izgradnje Arduino štita: nikad nema previše igala! Trudimo se da ih iskoristimo na minimum i stoga biramo četverobitnu shemu (na našu sreću, podrška za takvu shemu je uključena u ArduinoIDE distribucijski komplet, u obliku biblioteke LiquidCrystal).
Koristimo poseban blank za izgradnju našeg štita - protoshield, koji je matična ploča s nekoliko nabora. Njegova najvažnija vrijednost su pravilno raspoređene rupe za igle za savršeno spajanje sa Arduinom. Desilo se da se svi blokovi pinova nalaze na mreži sa nagibom od 2,54 mm, osim jednog (da nije ove dosadne činjenice, mogao bi se uzeti bilo koji komad "perforirane matične ploče" i zalemiti PLS priključne utikače u to). To je učinjeno namjerno kako primalac, iz rasejanosti, ne bi umetnuo štit obrnuto i spalio buduće remek-djelo u pupoljku.
Imajte na umu da krug uključuje varijabilni otpornik za podešavanje kontrasta. Važno je! Ako zaboravite na to, uz ispravan ostatak šeme i skice, ništa se neće vidjeti. Bilo koji 10-20 kOhm će biti dovoljan, a konkretno na ovom protoshield-u je već predviđen - iako je spojen na analogni0 ulaz, tako da morate lemiti dodatne žice.
Uzmimo komad PLS pin češlja i zalemimo ga prvo na kontakte ekrana, a zatim na štit. Nakon toga, trebate uzeti montažnu žicu i pažljivo, zauzvrat, skinuti i zalemiti žice od zaslona do Arduino pinova prema dijagramu - na sreću, jednostavno je. Većinu toga sam intuitivno uspio sakriti ispod ekrana.
Stavimo rezultat na Arduino i učitamo prvu probnu skicu iz LiquidCrystal direktorija. Ništa na ekranu? Ili gomila crnih kvadrata? Nema veze, vrijeme je da zategnete varijabilni otpornik - siguran sam da će se nešto sigurno pojaviti! U ovom slučaju, možete odahnuti - sada imate prvi štit koji ste sami napravili. Pa, pošto je zaradio - možete to istovremeno i rusificirati. Svojevremeno sam promijenio standardnu biblioteku tako da su ćirilični znakovi ispravno prevedeni iz UTF-8 u generator znakova za prikaz. Traži najnoviju verziju biblioteke na github.com/mk90.
Jedna od ključnih prednosti Arduino platforme je njena popularnost. Popularnu platformu aktivno podržavaju proizvođači elektronskih uređaja, izdajući posebne verzije raznih ploča koje proširuju osnovnu funkcionalnost kontrolera. Takve ploče, sasvim logično nazvane ploče za proširenje (drugi naziv: arduino štit, štit), služe za obavljanje širokog spektra zadataka i mogu uvelike pojednostaviti život arduinista. U ovom članku ćemo naučiti šta je Arduino ploča za proširenje i kako se može koristiti za rad sa raznim Arduino uređajima: motori (štitovi vozača motora), LCD ekrani (LCD štitovi), SD kartice (data logger), senzori (senzorski štit) i mnoge druge.
Hajde da prvo razumemo pojmove. Arduino ploča za proširenje je kompletan uređaj dizajniran za obavljanje određenih funkcija i povezan je s glavnim kontrolerom pomoću standardnih konektora. Još jedno popularno ime za ploču za proširenje je Arduino shield na engleskom jeziku ili jednostavno štit. Ploča za proširenje sadrži sve potrebno elektronske komponente, a interakcija sa mikrokontrolerom i ostalim elementima glavne ploče se odvija preko standardnih arduino pinova. Najčešće se štit napaja i iz glavne arduino ploče, iako ga je u mnogim slučajevima moguće napajati iz drugih izvora. U svakom štitu postoji nekoliko besplatnih pinova koje možete koristiti po svom nahođenju tako što ćete na njih povezati bilo koje druge komponente.
Engleska riječ Shield je prevedena kao štit, ekran, ekran. U našem kontekstu to treba shvatiti kao nešto što prekriva kontrolnu ploču, čime se stvara dodatni sloj uređaja, ekran iza kojeg se kriju različiti elementi.
Zašto su potrebni arduino štitovi?
Sve je vrlo jednostavno: 1) da uštedimo vreme i 2) da neko na tome zaradi. Zašto gubiti vrijeme na dizajniranje, postavljanje, lemljenje i otklanjanje grešaka nečega što možete uzeti već sastavljeno i odmah početi koristiti? Dobro dizajnirane i sastavljene na visokokvalitetnom hardveru, ploče za proširenje su obično pouzdanije i zauzimaju manje prostora u konačnom uređaju. To ne znači da morate potpuno napustiti samomontažu i ne morate razumjeti princip rada određenih elemenata. Na kraju krajeva, pravi inženjer uvijek pokušava razumjeti kako funkcionira ono što koristi. Ali moći ćemo napraviti složenije uređaje ako svaki put ne izmislimo točak, već usmjerimo pažnju na ono što je malo ljudi riješilo prije nas.
Naravno, morate platiti za prilike. Gotovo uvijek će cijena završnog štita biti veća od cijene pojedinih komponenti, uvijek možete učiniti sličnu opciju jeftinijom. Ali ovdje je na vama da odlučite koliko je za vas kritično utrošeno vrijeme ili novac. Uzimajući u obzir svu moguću pomoć kineske industrije, cijena ploča se stalno smanjuje, pa se najčešće odabire u korist upotrebe gotovih uređaja.
Najpopularniji primjeri štitova su ploče za proširenje za rad sa senzorima, motori, LCD ekrani, SD kartice, mrežni i GPS štitovi, štitovi sa ugrađenim relejima za povezivanje na opterećenje.
Povezivanje Arduino štitova
Da biste spojili štit, samo ga trebate pažljivo "staviti" na glavnu ploču. Obično se pinovi štita tipa češlja (muški) lako umetnu u konektore Arduino ploče. U nekim slučajevima potrebno je pažljivo podesiti pinove ako sama ploča nije uredno zalemljena. Ovdje je glavna stvar pažljivo postupati i ne primjenjivati pretjeranu silu.
U pravilu, štit je dizajniran za vrlo specifičnu verziju kontrolera, iako, na primjer, mnogi Arduino Uno štitovi rade prilično dobro s Arduino Mega pločama. Pinout na mega je napravljen na način da se prvih 14 digitalnih kontakata i kontakti na suprotnoj strani ploče poklapaju sa lokacijom kontakata na UNO, tako da štit od arduina lako postaje to.
Arduino programiranje štita
Programiranje kola s pločom za proširenje ne razlikuje se od uobičajenog programiranja arduina, jer smo sa stanovišta kontrolera jednostavno povezali naše uređaje na njegove uobičajene pinove. U skici morate navesti one pinove koji su povezani u štitu sa odgovarajućim pinovama na ploči. Proizvođač u pravilu navodi podudarnost pinova na samom štitu ili u zasebnom priručniku za povezivanje. Ako preuzmete skice koje je preporučio proizvođač ploče, nećete to morati ni raditi.
Čitanje ili pisanje signala štita se također obavlja na uobičajen način: korištenjem funkcija i drugih komandi poznatih svakom arduinistu. U nekim slučajevima mogući su sudari kada ste navikli na ovu šemu povezivanja, a proizvođač je odabrao drugu (na primjer, povukli ste dugme na tlo, a na štitu - na napajanje). Ovdje samo treba biti oprezan.
U pravilu, ova ploča za proširenje dolazi u arduino setovima i stoga se s njom najčešće susreću arduino ljudi. Štit je prilično jednostavan - njegov glavni zadatak je pružiti praktičnije opcije za povezivanje na Arduino ploču. To se radi preko dodatnih konektora za napajanje i uzemljenje, dovedenih na ploču na svaki od analognih i digitalnih pinova. Također na ploči možete pronaći konektore za povezivanje vanjskog izvora napajanja (potrebno je instalirati kratkospojnike za prekidač), LED i dugme za ponovno pokretanje. Opcije štitova i primjeri upotrebe mogu se naći na ilustracijama.
Postoji nekoliko verzija ploče za proširenje senzora. Svi se razlikuju po broju i vrsti konektora. Najpopularnije verzije danas su Sensor Shield v4 i v5.
Ovaj arduino štit je vrlo važan u projektima robotike. Omogućava vam da spojite obične i servo motore na Arduino ploču odjednom. Glavni zadatak štita je da omogući kontrolu uređaja koji troše struju koja je dovoljno visoka za običnu arduino ploču. Dodatne mogućnosti ploča je funkcija kontrole snage motora (pomoću PWM) i promjene smjera rotacije. Postoji mnogo varijanti ploča za zaštitu motora. Zajedničko za sve njih je prisutnost u krugu snažnog tranzistora kroz koji je spojeno vanjsko opterećenje, elementi za uklanjanje topline (obično radijator), krugovi za povezivanje eksterno napajanje, konektori za povezivanje motora i pinovi za povezivanje na arduino.
Organizacija rada sa mrežom jedan je od najvažnijih zadataka u savremenim projektima. Za povezivanje na lokalna mreža preko Etherneta postoji odgovarajuća ploča za proširenje.
Izrada prototipa ploča za proširenje
Ove ploče su prilično jednostavne - imaju kontaktne pločice za montažne elemente, prikazano je dugme za resetovanje i moguće je priključiti eksterno napajanje. Svrha ovih štitova je povećanje kompaktnosti uređaja, kada se sve potrebne komponente nalaze neposredno iznad glavne ploče.
Arduino LCD štit i tft štit
Ovaj tip štita se koristi za rad sa LCD ekranima u arduinu. Kao što znate, povezivanje čak i najjednostavnijeg tekstualnog ekrana u 2 reda daleko je od trivijalnog zadatka: morate pravilno spojiti 6 kontakata na ekranu odjednom, ne računajući napajanje. Mnogo je lakše umetnuti gotov modul u arduino ploču i jednostavno učitati odgovarajuću skicu. U popularnom LCD Keypad Shield-u, od 4 do 8 tipki se odmah povezuje na ploču, što vam omogućava brzo organiziranje i prednji kraj za korisnika uređaja. TFT Shield također pomaže
Arduino Data Logger Shield
Još jedan zadatak koji je prilično teško samostalno implementirati u svoje proizvode je pohranjivanje podataka primljenih od senzora s vremenskom referencom. Gotovi štit omogućava ne samo spremanje podataka i primanje vremena od ugrađenog sata, već i povezivanje senzora na zgodan način lemljenjem ili na ploči.
Kratak sažetak
U ovom članku razmotrili smo samo mali dio ogromnog asortimana raznih uređaja koji proširuju funkcionalnost arduina. Ploče za proširenje vam omogućavaju da se fokusirate na najvažniju stvar - logiku vašeg programa. Kreatori štitova osigurali su ispravnu i pouzdanu instalaciju, potrebno napajanje. Sve što vam preostaje je da pronađete ploču koja vam je potrebna koristeći dragu englesku riječ shield, spojite je na arduino i otpremite skicu. Obično se svako programiranje štita sastoji od vršenja jednostavne radnje već o preimenovanju internih varijabli završen program. Kao rezultat, dobijamo jednostavnost korištenja i povezivanja, kao i brzinu sklapanja gotovih uređaja ili prototipova.
Loša strana korištenja kartica za proširenje je njihova cijena i mogući gubitak efikasnost zbog raznovrsnosti štitova koja leži u njihovoj prirodi. Za vašu specifičnu aplikaciju ili krajnji uređaj, sve funkcije štita možda neće biti potrebne. U ovom slučaju, štit bi trebao koristiti samo u fazi prototipa i testiranja, a kada kreirate konačnu verziju svog uređaja, razmislite o zamjeni dizajnom s vlastitim izgledom i tipom izgleda. Na vama je, sve mogućnosti za pravi izbor ti imaš.
- Procesor: NVIDIA Tegra X1, 64-bit, 20 nm procesna tehnologija, 64-bit, četiri Cortex-A57 procesorska jezgra (sa 2 MB L2 keš memorije) i četiri Cortex-A53
- Grafika: NVIDIA, 256 jezgara
- Memorija: 3 GB RAM, 16 GB ugrađena + eksterni diskovi
- OS: Android 7.0 (Nougat) koji pokreće Android TV i Google Cast (Chromecast ugrađen)
- Mreža: Wi-Fi b/g/n/ac MiMO, Dual Band, Gigabit Ethernet, Bluetooth verzija 4.1, HDMI-CEC 2.0b (HDCP 2.2 + HDR10)
- Zvuk: Dolby Digital Plus, Dolby Atmos 7.1/5.1 Pass-though
- Karakteristike igara: NVIDIA GeForce NOW™ usluga streaminga igara, NVIDIA GameStream™, NVIDIA Share
- Težina i dimenzije konzole: 250 g, 158x98x9-25
- Težina kontrolera: 260g
- Težina daljinskog upravljača: 55g
Uvod
Ne tako davno, NVIDIA je na rusko tržište predstavila napredni set-top box sa širokim multimedijalnim funkcijama: od reprodukcije gotovo bilo kojeg video formata u bilo kojoj rezoluciji do striminga igrica sa vašeg računara na TV ekran. Osim toga, Shield TV je opremljen najnovijim operativni sistem Android, koji vam omogućava da koristite sve Google usluge, bilo da se radi o filmovima, muzici, knjigama ili igricama. Među originalnim karakteristikama kojima se nijedan drugi set-top box ne može pohvaliti je mogućnost igranja igrica na računaru u oblaku putem usluge GeForce Now. Štaviše, gadžet vam omogućava da kontrolišete "pametnu kuću": podesite nivo osvetljenja, temperaturu, uključite ili isključite muziku, kontrolišete brave na vratima i još mnogo toga.
Na našem tržištu trenutno postoje dvije verzije uređaja. Jedan se zove Shield TV (ugrađeno 16 GB interne memorije i manjih dimenzija), drugi je Shield TV Pro (500 GB disk i veće dimenzije). Prva verzija će vas koštati 18.000 rubalja, a druga - 26.000 rubalja.
Sadržaj isporuke
Unutar bijele lijepe uske kutije nalaze se set-top box, Shield kontroler, Shield daljinski, mrežni adapter, UBS-microUSB kabel, evropski utikač, brzi vodič za početak i sigurnosne informacije. Imajte na umu da ovdje nema HDMI kabla. Sve je upakovano sigurno i kvalitetno.
Shield stalak se mora kupiti zasebno. Uređaj i njegova dodatna oprema će se prodavati samo i isključivo na NVIDIA web stranici u odjeljku "Kupi".
Izgled set-top box-a, kontrolera i kontrolne table
set-top boxs na testu sam imao dosta, i svi su, po pravilu, izgledali isto: ili pravougaona kutija ili ovalna kao Xiaomi Mi TV. U NVIDIA Shield uređaju su krenuli malo originalnijim putem: oblik se teško može nazvati pravilnim pravougaonikom, čini se da je vizuelno iskošen u stranu; sastoji se od zasebnih nejednakokrakih trouglova, koji se nalaze negdje iznad, negdje ispod. Veći trougao ima sjajnu završnu obradu, dok ostatak gornje ploče ima mat završnu obradu. Ispod ovog trougla nalazi se zeleni umetak. Kada uključite gadžet, on je istaknut. Izgleda veoma originalno i slatko. Sjajni NVIDIA logo je utisnut u donjem desnom uglu. Stranice su sjajne. Iskreno, ja sam protiv sjajnih površina takve stvari: na ovaj ili onaj način, površina će se brzo prekriti prašinom, drugi tragovi, ogrebotine će biti uočljivije itd.
Donji dio uređaja također se sastoji od geometrijskih oblika, prekrivenih nečim poput mekog dodira za stabilnost. Na poleđini su otvori za ventilaciju, isti su prisutni i na zadnjoj strani uređaja.
Dodatno, možete kupiti poseban Shield Stand dock tako da set-top box prihvata vertikalni format. Košta, ne verujte, 2.500 rubalja.
Sljedeći konektori nalaze se na poleđini NVIDIA Shield-a: ulaz za napajanje (veoma sličan Type-C, ali ne, pokušao sam spojiti kabel - ništa se nije dogodilo), standardni Ethernet za povezivanje na Internet, HDMI-CEC 2.0b (podrška za protokol zaštite digitalnog sadržaja HDCP 2.2 + HDR10) i dva USB port verzija 3.0.
Kontroler izgleda sasvim tipično za takve stvari, ali tekstura i reljef su slični poligonalnoj mreži, što nas podsjeća da je gadget dizajniran za igračke. Uprkos ovakvom izgledu, kontroler je udoban za držanje, ne osjećate nikakvu nelagodu. Površina je mat, blago hrapava, sva udubljenja i izbočine su napravljene tako da dlanovi tačno obavijaju gadžet.
Štapovi su na vrhu gumirani; dugmad, križ, branici i okidači su sjajni. Između dva štapića nalazi se touch traka za kontrolu jačine zvuka, ispod nje - "Nazad", "Start" i "Home". Posljednja dva dugmeta imaju i druge funkcije: "Start" - puštanje/zaustavljanje muzike ili videa, "Home" - pokretanje menija emitovanja (video snimak sa ekrana, snimci ekrana).
Ispod njih je 3,5 mm priključak za slušalice. Na prednjoj strani se nalazi NVIDIA logo, takođe je dugme za aktiviranje glasovnog asistenta, pored njega je mikrofon (možete snimati na njega proces igre). Na poleđini - microUSB za punjenje gamepada. Pošto set-top box imam tek oko mjesec dana, teško je pratiti koliko dugo kontroler radi na jednom punjenju, ali definitivno više od tri sedmice (zvanično oko 60 sati).
Gamepad je sastavljen vrlo kvalitetno, nema se šta zamjeriti. Postoji povratna informacija vibracijom.
Daljinski upravljac daljinski upravljač("prijatelji" sa prefiksom preko Bluetooth-a) napravljen je od plastike i metala ( stražnja strana). Dio prednje ploče daljinskog upravljača je sjajan. Centralno područje je odgovorno za kontrolu jačine zvuka na dodir. Iskreno, ovo je najveći promašaj, jer sam skoro uvijek, kada sam zgrabio daljinski upravljač, slučajno povećao ili smanjio jačinu zvuka.
Daljinski upravljač ima, sa moje tačke gledišta, ne najbolju ergonomiju. Prvo, već sam opisao: jačina zvuka se podešava nasumično. Drugo, najčešće vam je i dalje potreban džojstik, a ne veliko dugme glasovnog asistenta, ali da biste do njega došli, morate prebaciti daljinski upravljač u dlanove. Treće, oblik kućišta nije baš prikladan.
U donjem dijelu nalazi se utor za dvije CR2032 3V baterije.
Dimenzije priloga u poređenju sa Apple iPhone 5
Dimenzije daljinskog upravljača u odnosu na Apple iPhone 5
Tehnička komponenta konzole
Novitet pokreće NVIDIA Tegra X1 procesor. Najava ovog čipa održana je još 2015. godine na Sajmu potrošačke elektronike i predstavljena CEO NVIDIA Jen-sen Huang.
Tegra X1 čip (kodnog naziva NVIDIA Erista) je šesta generacija Tegra porodice i proizvodi ga Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Šta je X1: izolovane šine napajanja, četvrta generacija komutacionog sistema, 20nm proces, 64-bit, četiri Cortex-A57 procesorska jezgra (sa 2MB L2 keš memorije) i četiri Cortex-A53.
Grafički sistem NVIDIA Shield TV ima 256-jezgarni grafički procesor NVIDIA Maxwell arhitekture, podržava DirectX 12, OpenGL 4.5, NVIDIA CUDA, OpenGL ES 3.1, Vulkan API i AEP (Android Extension Pack).
Test performansi
Čipset podržava 4K H.265, VP9 i 60 fps video, 4K x 2K na 60Hz, 1080p na 120Hz.
Ispod su dvije tabele sa mogućnostima set-top box-a i poređenje sa najbližim konkurentima:
Uređaj je bez problema pročitao sve testne video zapise.
Video
- Reprodukcija do 4K HDR pri 60 fps (H.265/HEVC)
- Reprodukcija do 4K pri 60 FPS (VP8, VP9, H.264, MPEG1/2)
- Reprodukcija do 1080p pri 60 fps (H.263, MJPEG, MPEG4, WMV9/VC1)
- Podržani formati: Xvid/DivX/ASF/AVI/MKV/MOV/M2TS/MPEG-TS/MP4/WEB-M
Zvuk
- Višekanalni audio Dolby Atmos i DTS-X surround zvuk preko HDMI-ja
- Reprodukcija zvuka visoke definicije do 24bit/192kHz preko HDMI i USB konektora
- Povećanje zvuka do 24bit/192kHz preko USB-a
- Podrška: AAC, AAC+, eAAC+, MP3, WAVE, AMR, OGG Vorbis, FLAC, PCM, WMA, WMA-Pro, WMA-Lossless, DD+/DTS (pass-through), Dolby Atmos i Dolby TrueHD (pass-through) , DTS-X i DTS-HD (prolazni)
Nema pitanja o brzini set-top box-a, sve radi brzo, bez kašnjenja, kašnjenja i kočnica. Igre za Android rade lako i prirodno :) Svi rade na maksimalnim postavkama.
Rad sa prefiksom
Prva stvar koju treba napomenuti je prisustvo PLEX aplikacije za streaming bilo kojeg videa na TV. Ovaj program je dostupan u TV i TV Pro verziji. Značenje je vrlo jednostavno: preuzimate sadržaj sa PC-a ili Mac-a na set-top box i emitujete ga na TV-u. Sve je jednostavno i jasno.
GeForce Now
Sledeći adut u NVIDIA Shield uređaju je GeForce Now funkcija. Nalazi se u odeljku NVIDIA igre na početnom ekranu. Posjetom ovog odjeljka pronaći ćete mnogo različitih PC igara kao što su Just Cause 2, The Witcher 3, Trine, Tomb Raider, Hitman, Doom 3, Resident Evil 5, BorderLands 2, Mad Max, saint row, Dead Island, Sniper Elite, Sonic, Star Wars, Portal i slično vječne igre kao Half-life 2 Epizoda 1 i 2. Lista igara.
Ostaje samo da trči.
Odmah vas želim upozoriti da će ova usluga zahtijevati visoku kvalitetu brzi internet sa pristojnim ruterom, jer će sve informacije biti strimovane sa različitih servera. Koliko sam shvatio, u Rusiji još nema takvih servera.
Na testu sam imao Samsung SUHD TV serije 7000 i ruter sa podrškom od 5 GHz. Pod svim povoljnim uslovima, skoro sve igračke se vrlo brzo pokreću. Rezoluciju birate u samoj igrici.
Ako mreža ne usporava i brzina veze je veća od 50 Mbps, onda je detalj u igri prilično visok. Međutim, u nekim igricama nisam uspeo da dobijem 4K sliku, pa je slika bila HD (sa čime je to povezano nije sasvim jasno, pošto su PC igrice mirno „razumele“ barem FullHD). Što se kašnjenja tiče, jeste, ali u većini slučajeva možete igrati bez problema, posebno u igricama koje ne zahtijevaju brze reakcije.
Općenito, originalna karakteristika GeForce Nowa, koja vam omogućava da igrate PC igre na maksimalnim postavkama (iako ne uvijek u najnovijim) bez moćan kompjuter(U vrijeme testiranja, još uvijek sam imao iMac, znate, nećete se puno igrati na njemu).
Snimke ekrana iz igre Metro 2033 (GeForce Now tehnologija)
Snimke ekrana iz igre MadMax (GeForce Now tehnologija)
Gadget je radio vrlo brzo, nije bilo problema s igračkama čak ni u 4K rezoluciji i sa gotovo svim uključenim grafičkim postavkama. Lansiran Metal Gear Solid V: The Phantom Pain i, naravno, GTA V.
Streaming GameStream igara će zahtijevati aplikaciju GeForce Experience. Nakon instaliranja aplikacije, instalirajte igru i dodajte je u GE. Zatim će se ikona igre pojaviti na konzoli u odjeljku GameStream. Možete pokrenuti i na PC-u i preko prefiksa.
U ovom slučaju, kvaliteta slike na TV-u ovisit će ne samo o brzini mreže, već i o snazi računala s kojeg se igra prenosi. U slučaju MSI GT62VR nije bilo problema. Testiran GTA V na maksimalnim postavkama u 4K rezoluciji.
Naravno, bilo je zabavnije sa strimovanjem igračaka sa računara: prvo, možete igrati bilo koje igrice (pa, skoro da postoji lista), a drugo, slika je mnogo bolja nego u GeForce Now modu. Nisam primetio nikakva kašnjenja, barem sam mirno završio nekoliko misija u GTA. Da, primetio sam zaostajanje, ali su bili pojedinačni. Drugo pitanje je da nisam navikao da koristim gamepad, pa mi je bilo potpuno neobično igrati :)
Metal Gear Solid V: Primjer Phantom Pain Streaminga sa MSI GT62VR
Primjer GTA V streaminga sa MSI GT62VR
Štit je dodatna ploča. Predlažem podjelu štitova na module pune veličine i samostalne module. One u punoj veličini prate oblik Arduino ploče, bilo da je UNO, Nano ili MEGA. Pojedinačni moduli su ploče slobodnog oblika dizajnirane za obavljanje određenog skupa funkcija. Oba mogu biti i univerzalna i za obavljanje usko fokusiranih zadataka.
U trgovinama možete pronaći veliki broj štitova, a uz određenu kvalifikaciju i sami možete uzgajati tiskanu ploču koja po obliku i rasporedu pinova ponavlja Arduino i sastaviti svoju vlastitu jedinstvenu. Na slici je prikazan set štitova.
Počnimo sa štitom, koji nema nikakve posebne funkcije, ali je stvoren za praktičnost montiranja vaših projekata. Dakle, prvi u našem pregledu će olakšati instalaciju projekata sa Arduino Nano pločom, iako mala veličina “NANO” u ovom slučaju nije od koristi.
Na ploči se nalazi konektor za spajanje utikača iz jedinice za napajanje, stabilizatora napona, kao i terminalnih blokova. Potpisani su i odgovaraju zaključcima Nanke. Pored toga, tu je i dugme "reset" i LED "Power".
Drugi štit je za Uno ploču. Sadrži matičnu ploču bez lemljenja za sastavljanje projekta i zaključke koji dupliraju one na samom arduinu - zgodno rješenje.
Bilo kojem analognom senzoru treba napajanje i negativni kontakt, kada ih ima puno - ima toliko skakača da će biti vrlo teško shvatiti krug. Stoga su dizajneri osmislili štitove za takva rješenja. U njima su prikazani svi ulazi i izlazi, a kontakti napajanja su duplirani i postavljeni jedan pored drugog.
Evo primjera takve ploče za Arduino Mega verziju.
Žičani i bežičnu vezu
Koristeći ove ploče, možete upravljati mikrokontrolerom preko mreže putem Ethernet kabla, na primjer, ili bežično putem GSM veze umetanjem SIM kartice.
Ova ploča se zove w5100 - sadrži Ethernet modul i modul čitača SD kartica. To znači da možete pohraniti podatke, kao što je dnevnik mjerenja senzora na memorijsku karticu, i kontrolirati sistem putem web sučelja. Da povežete arduino na njega, koristite biblioteke:
Ethernet biblioteka;
Obratite pažnju spolja, ponavlja koncept Arduino UNO R3, osim toga, uklopit će se i na Mega.
Ako vam se W5100 čini prevelikim, onda će ENC28J60 zauzeti manje prostora. Nažalost, više nema SD modul.
Nedostatak je što se ne može montirati na ploču, već je napravljen kao poseban modul.
W5500 je još jedna opcija Ethernet štita. U suštini, ovo je modifikovana verzija W5100, optimizovana u smislu brzine i energetske efikasnosti.
Imajte na umu da su na štitovima pune veličine sve pinove duplicirane terminalnim blokom. Nažalost, štitovi koriste portove. Ovaj konkretan koristi MOSI, MISO, SCK i pin 10 za CS (Communication Destination Select) signal.
Ako vam je potrebna bežična veza, vaš izbor su Wi-fi štitovi, ako imate internet vezu i ruter, a ako nemate, onda GSM moduli ili GPRS štitovi.
Na slici je službeni štit. Ima slot za Micro SD memorijsku karticu, a sa mikrokontrolerom komunicira preko SPI protokola, možete ga ažurirati preko Mini-USB-a softver. Podržava 802.11b/g.
Gore možete vidjeti GPRS štit sa Amperke. Antenu možete zamijeniti snažnijom. Bliže gledaču je slot za SIM karticu, malo dalje slot za CR1225 bateriju. Baterija na ploči je potrebna za vrući sat realnog vremena, a ovo je važan dodatak mogućnostima GPRS štita. Možete slati SMS na njega i sa njega.
Sa ovom pločom možete kontrolisati i davati komande (ili bilo kom drugom projektu vaše implementacije) sa bilo koje udaljenosti. Važno je da se nalazite u zoni za prijem mobilne telefonije.
Kako pohraniti podatke na Arduino?
U projektima se sve informacije ne stavljaju u memoriju mikrokontrolera. Ponekad morate pohraniti određenu količinu informacija. Prvo što mi pada na pamet je već rečeno - to je snimanje informacija sa senzora kako bi se dalje proučavalo kako se okruženje mijenja tokom sati, dana, godina. Odličan primjer je kućna meteorološka stanica. Korisno je ne samo naučnicima istraživačima, već i amaterima za opšte obrazovanje i razvoj.
To nije štit, već modul. To je minijaturno i lako se ponavlja, usput, evo njegove sheme.
Tu je i štit za skladištenje podataka pune veličine. Radi sa SD memorijskim karticama, na ploči se nalazi modul sata realnog vremena koji se napaja 3V CR1220 baterijom, što je lijep bonus.
Snažno opterećenje kontrolišemo iz mikrokontrolera
Prva stvar koja pada na pamet je relej. Uz njihovu pomoć možete prebaciti oba DC kruga, a oni će se s praskom nositi s 220-voltnom kućnom električnom mrežom.
Konkretno, modul koji je prikazan ispod može prebaciti opterećenje od 1 kW 220 V (ili 5A) za svaki od kanala, da biste povećali snagu, možete ili paralelno povezati nekoliko kanala, ili uključiti ovaj relej. U ovom slučaju, releji sa štita će igrati ulogu međupojačala.
Naravno, možete prebaciti relej kao što sam opisao u članku, preko tranzistora i trebate odabrati relej za struju, ali korištenje gotove ploče bit će pouzdanije, praktičnije i izgledati bolje.
Relej ima jedan nedostatak - ograničen broj operacija - to je posljedica izgaranja kontakata. To se događa zbog pojave luka, kada se otvori snažno opterećenje (posebno induktivne prirode - ovo je motor itd.). Takav štit možete napraviti na sljedeći način:
A evo kako izgleda sastavljeno:
Pesma za uključivanje opterećenja naizmjenična struja mogu se koristiti tiristori i trijaci. Jedan problem je što se ne mogu direktno spojiti na arduino, ako se pokvari pn-spoj kontrolne elektrode, 220 V može biti na ploči mikrokontrolera i spaliti ga. Izlaz iz ove situacije je korištenje optosimistora.
Budući da se ovaj zadatak često suočava sa pronalazačima, razvijeno je gotovo rješenje - triac shield, njegov puni naziv je ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield za Arduino. Prvobitno je bio namijenjen za kontrolu sjaja "fleksibilnog neona".
Ima 8 kanala na koje su spojeni AC mreža i opterećenje.
Štitovi za motore
Vožnja električnog motora nije uvijek lak proces. U nekim situacijama možda nećete imati dovoljno pinova da izvršite zadatak ili je algoritam upravljanja prilično kompliciran. Sa takvim daskama ćete mnogo brže savladati svoj robotski projekat.
Motor-SHIELD za arduino može upravljati DC motorima (4 komada) ili dva koračna motora.
Izgrađen je na bazi dva L293. Ovo mikrokolo je sklop od dva H mosta, što vam omogućava kontrolu sa mogućnošću obrnuta dva DC motora, ili 1 korak bipolarni motor. Šeme povezivanja:
A u gornjem lijevom uglu ploče nalaze se dva jastučića za servo (plus, minus i kontrolni signal). Crveni krug označava mjesto gdje je kratkospojnik instaliran. Ako jeste, onda se ova ploča napaja iz arduino osnovne ploče, a ako nije, iz vanjskog izvora od 5 V.
Sa ovim modulom iz domaći proizvođač možete kontrolisati dva DC motora, ima i kratkospojnik koji povezuje naponske vodove mikrokontrolera ili ih isključuje - za napajanje iz zasebnog izvora.
Možete upravljati motorima koji su dizajnirani za raspon napona od 5 do 24 volta. Umjesto 2 DC motora, možete koristiti 1 jednofazni koračni ili paralelni kanal i spojiti 1 moćni DC motor sa strujom do 4A, a to nije malo - 48 W pri naponu napajanja od 24 V.
Da biste povezali servo, potrebne su vam tri žice - plus, minus i signal, ali šta ako imate puno servo uređaja? Vaša ploča će se pretvoriti u nered od skakača. Da biste to izbjegli, postoji Multiservo štit.
I ovdje postoji mogućnost razdvajanja strujnih krugova, kao što je bio slučaj u prethodnoj verziji. Ukupno se može povezati 18 servo uređaja (brojanih od 0 do 17 na ploči).
Svuda ima svoje specifičnosti, štitove za neobične zadatke...
Atmega328, srce naše ploče, ima ADC. Glavni problem je što na arduino uno ploči vidimo samo 6 analognih ulaza. Šta ako imamo više analognih senzora?
Možete kombinovati dva arduina u jednu mrežu. Koristite jedan kao glavni, a drugi pomoćni za promjene, i od prvog šaljite mjerne signale na server ili ih prikažite na ekranu... Ali ovo je teško: trebate trošiti memoriju na dodatne linije programski kod implementirati takav sistem.
Šta ako svaki unos pomnožimo sa 16? Ukupno možemo imati do 16*6=96 analognih ulaza. Ovo je stvarno sa multiplekserom. Jednostavno prebacuje 16 analognih kanala zauzvrat na jedan analogni izlaz, koji povezujete na isti ulaz bilo kojeg svjetskog kontrolera.
Uz pomoć Atmega mikrokontrolera vrlo je teško osloboditi funkciju prepoznavanja glasa, ali arduinisti ne moraju očajavati, postoji posebno rješenje - EasyVR Shield 3.0.
Ovo je gotovo, ali skupo rješenje, u trenutku pisanja u Rusiji košta skoro 100 dolara. Prvo, štit će zapisati vašu naredbu, a zatim je uporediti s onim što je zapisano u memoriji, određujući broj - izvršit će je.
Možete dogovoriti "dijalog sa kompjuterom", on može reproducirati ono što je u njemu snimljeno. Bez dodatnih pojačala, preporučuje se "komunikacija" s ovom pločom s udaljenosti ne veće od 60 cm.
Prikaz slike
LCD ekran za tastaturu je pravi kontrolni panel. Sadrži LCD1602 displej (16 karaktera u dva reda) i set dugmadi. Zbog njih je uključeno dosta portova, na primjer A0 i D4 do D7 za tastaturu, a port D10 je PWM kontrola svjetline pozadinskog osvjetljenja. D8 i D9 - resetirajte i omogućite.
U stvari, postoji mnogo ekrana kompatibilnih sa arduinom. Ili bolje rečeno, one o kojima je napisano najviše informacija i lako ih možete pokrenuti na svom sistemu. Ekran NOKIA 5110 je prilično popularan u DIY krugovima, postoje i OLED i TFT ekrani koji rade preko I2C. Ali nisu u "štit" verziji.
Autonomno napajanje
Sasvim neobičan štit u ovoj kolekciji koji obavlja uobičajeni zadatak. Power shield - ovo je sa svim potrebnim zaštitama i konektorom za punjenje. Ne zvuči puno, ali će vašem projektu dati gotov izgled, a strujni krugovi neće morati biti postavljeni pored glavnih ploča.
Zaključak
Korištenje štitova za sve projektne zadatke izbjeći će nepotrebne skakače i veze, a to će smanjiti broj grešaka i nepotrebnih skakača. Nakon montaže, dobićete višespratni sendvič od montažnih ploča. Ovaj pristup se ponekad naziva "modularnim dizajnom". Između ostalog, to će olakšati održavanje, popravku i podešavanje opreme.
Entuzijasti se bave dizajniranjem, ožičenjem i sklapanjem jedinstvenih modula. Ovo je jedan od razloga velike popularnosti Arduina ne samo kao platforme za DIY, rasporede i prototipove, već i kao platforma za gotova rješenja.
Mnoge kompanije koje su proteklih godina bile poznate prvenstveno ili isključivo kao proizvođači kompjuterske komponente, prepoznao je novo pravilo uspjeha na tržištu potrošačke elektronike: dok korisničko iskustvo mobilnih i desktop računara postaje manje ograničeno performansama, više nije dovoljno za proizvodnju dobrog hardvera. Uvjerljivija je u očima kupaca ponuda gotovog proizvoda, ugrađenog u softverski ekosistem i usluge u oblaku.
NVIDIA je dosljedno integrirala elemente ovog modela u svoju osnovnu djelatnost, GPU-ove, koji su sada okruženi mnoštvom povezanih softverskih tehnologija, od specijaliziranih API-ja za sve zadatke vezane za GPU do GeForce Experience klijentskog softvera, koji je zapravo način organiziranja igranja igara. funkcioniše u pogodan za neiskusnog korisnika interfejs sličan konzoli.
Uz SHIELD ručnu konzolu, a zatim i SHIELD Tablet K1, NVIDIA je postavila pozornicu za svoju sljedeću inicijativu da postane posvećeni dobavljač igara i sadržaja uz Microsoft, Sony i Nintendo. A ako je mobilni SHIELD simpatičan prvenstveno štreberskoj publici, onda SHIELD TV kutije TV, najnoviji dodatak ovoj liniji, ima šansu za široko priznanje.
Sudbina SHIELD TV-a leži na raskrsnici dvije funkcije - striming 4K videa s LAN-a i interneta, te reprodukcije u formatu punopravne kućne konzole. Međutim, SHIELD TV ne tvrdi da se takmiči sa PlayStation 4 i Xbox One. Neka NVIDIA ima sve tehničke mogućnosti da bi preduzela takav korak, kompanija je izabrala drugi pravac. SHIELD TV je prvenstveno dizajniran za striming igara sa platforme koja ima najbolje od bilo koje konzole performanse i mogućnosti - PC. U početku je NVIDIA nudila striming igara sa kućnog računara, ali sada u prvi plan dolazi GeForce NOW cloud servis, koji je izrastao iz eksperimentalnog NVIDIA GRID projekta.
Prefiks SHIELD TV uveden je u proljeće 2015. godine i nije službeno isporučen u Rusiju. Danas ćemo pogledati njegovu ažuriranu verziju, dostupnu za Ruse, i saznati šta je to - kompjuterske igrice u oblaku.
⇡ Specifikacije, cijene
Set-top box je baziran na Tegra X1 sistemu na čipu, proizvedenom po TSMC 20 nm procesnoj tehnologiji. SHIELD TV je jedan od rijetkih uređaja gdje je ovaj SoC našao primjenu, koji pripada rijetkoj klasi potrošnje energije među ARM čipovima (TDP Tegra X1 je 15 W), što ograničava njegovu upotrebu na ultrakompaktne laptope i ugrađene računare. Drugi dobro poznati primjeri su NVIDIA-ine ploče za automobile DRIVE CX/PX i konvertibilni laptop Google Pixel C. Konačno, možemo sasvim pouzdano reći da je upravo Tegra X1 bila osnova Nintendo Switch konzole.
S obzirom na to da Tegra X1 postoji već dvije godine, što je dosta vremena na potrošačkom tržištu, malo je vjerovatno da ćemo ga ponovo vidjeti u nekom drugom proizvodu, pa nećemo ulaziti u detalje o arhitekturi čipa i ograničavati se komentarisati nekoliko ključnih činjenica.
Poznato je da NVIDIA već dugo radi na sopstvenoj CPU arhitekturi - Denveru. Umesto četiri ili više jezgara koje mogu istovremeno da izvrše mali broj instrukcija (kao što je uobičajeno u arhitekturama licenciranim od ARM-a), Denver je opremljen sa dva izuzetno „široka“ cevovoda (do sedam instrukcija po taktu). Ovaj pristup, ranije dokazan u seriji čips Apple A6-A10, pruža visoke performanse i energetsku efikasnost u radnim opterećenjima sa više niti u jednoj niti – nešto čime se standardna Armov jezgra ne mogu pohvaliti. Međutim, Denver arhitektura je sazrela pre nego što je uvedena u komercijalne SoC-ove tek relativno nedavno (prošle jeseni), kada je NVIDIA objavila Tegra X2, gde je Denver kombinovan sa Pascal familijarnim GPU-ovima.
Tegra X1, nasuprot tome, uključuje osam licenciranih jezgara – četiri ARM Cortex-A57 jezgra visokih performansi i četiri energetski efikasna Cortex-A53 jezgra. Ovo je standard u okviru velike.LITTLE arhitekture, kombinacija, koji se može naći u mnogim mobilnim SoC-ovima (npr. Qualcomm Snapdragon 810 ili neki čipovi serije Samsung Exynos Octa). Međutim, Tegra X1 se ističe među sličnim čipovima po načinu distribucije niti između klastera visokih performansi i ekonomičnosti. Ako drugi SoC-ovi predstavljaju cijeli skup jezgri OS planeru (Globalno planiranje zadataka), onda kada radi s Tegra X1, OS planer "vidi" samo jedan ili drugi klaster, prebacivanje između kojih se automatski događa. Efikasnost ovog pristupa u slučaju Tegra X1 zasnovana je na zaštićenoj interkonektivnoj magistrali koja osigurava koherentnost keša.
Međutim, za dvije godine, mobilna SoC industrija je otišla daleko naprijed, a Tegra X1 više ne tvrdi da je lider u brzini procesora u odnosu na moderne konkurente (kao što su Apple A9X, Apple A10, Qualcomm Snapdragon 825), kao i nova NVIDIA čipovi - Tegra X2 i Tegra P1. Međutim, Tegra X1 u SHIELD TV-u ima prednost ograničenja snage, koje nije ograničeno kapacitetom baterije i pasivnim hlađenjem. TDP čipa je 15W, a Cortex-A57 jezgra dostižu frekvencije do 2GHz.
Ali glavna prednost Tegra X1 je izuzetno moćna za ovu klasu. GPU zasnovana na Maxwell arhitekturi, koja je, kao i sljedeće NVIDIA GPU arhitekture, kreirana s fokusom na mobilne SoC-ove. Tegra X1 sadrži dva SMM-a, identična onima koji se nalaze u Maxwell-ovim diskretnim GPU-ima, i ima vršne performanse od 512 GFLOPS na 1 GHz. Poređenja radi: ovo je nivo vrhunskih video kartica za igranje 2006-2008. - GeForce 8800 GTX i GeForce 9800 GT. Štaviše, čak i PlayStation 3 i Xbox 360 konzole imaju sporije GPU (400 odnosno 240 GFLOPS).
NVIDIA Tegra X1 GPU
Međutim, ljepota objedinjavanja građevnih blokova GPU-a na svim NVIDIA čipovima nisu samo performanse. Tegra X1 je kompatibilan sa OpenGL ES i moćnijim desktop API-jima kao što su OpenGL 4.5, DirectX 12, Vulkan i CUDA, što olakšava prijenos igara s PC-a na Tegra X1 pod Android kontrola. Međutim, u smislu podrške za OpenGL i DirectX, NVIDIA čipovi više nisu jedinstveni, jer su konkurentski SoC-ovi već stekli ovu funkcionalnost.
Još jedna prepoznatljiva karakteristika Tegra X1, koja se nedavno pojavila u diskretnim GPU-ovima, je podrška za format polupreciznih brojeva (FP16), operacije s kojima se CUDA jezgre izvode dvostruko većom brzinom od FP32. Istovremeno, dobar dio igara za Android radi sa FP16, a ne FP32 - formatom koji je standardan za shader kod desktop aplikacija.
Poseban ponos kreatora Tegra X1 je njegov multimedijalni blok. SoC je sposoban da dekodira H.264, HEVC (uključujući 10-bitnu boju) i VP9 formate do 4K rezolucije i 60Hz frame rate, kao i da kodira sve gore navedeno u 4K na 30Hz. Među ostalim modernim SoC-ovima koji mogu završiti u set-top box-ovima, možda samo Qualcomm Snapdragon 820 i noviji imaju uporedive mogućnosti. Najpoznatiji i najuspješniji rival SHIELD TV-a u ovom svojstvu - Apple TV - uopće ne podržava 4K i HEVC kao takve.
SHIELD TV ne samo da može dekodirati 4K video, već ga i prikazati na ekranu pri 60 Hz preko HDMI 2.0b u svim njegovim punim mogućnostima: boja sa preciznošću od 10 bita po kanalu i subsampling (hroma subsampling) 4:4:4, visoka dinamička opseg (HDR). Osim toga, Tegra X1 podržava HDCP 2.2 zaštitu sadržaja, što je preduvjet za Netflix i slične 4K streaming servise. Zvuk SHIELD TV-a se emituje preko HDMI kabl, ili na eksternu zvučna kartica sa USB interfejsom ili preko analognog konektora na gamepadu.
| Proizvođač | NVIDIA | |
| Model | SHIELD | SHIELD PRO |
| SoC | NVIDIA Tegra X1 | |
| CPU |
4 × ARM Cortex A57 (2,0 GHz, 2 MB L2); 4 × ARM Cortex A53 (2.0GHz, 512KB L2) |
|
| GPU |
GM20B (Maxwell arhitektura): 256 CUDA jezgri; 16 blokova za prekrivanje teksture; |
|
| RAM | LPDDR4 SDRAM, 1600 MHz, 64 bit, 3 GB | |
| Uređaj za skladištenje | eMMC 5.1 SSD, 16 GB | 2,5" SATA HDD, 500 GB |
| I/O portovi |
2 x USB 3.0 (Tip-A) |
2 x USB 3.0 (Tip-A); 1 × USB 2.0 (Micro Type-A); 1 x Micro SDXC; 1 × infracrveni port |
| Net |
IEEE 802.11a/b/g/n/ac (2,4 i 5 GHz, MIMO 2×2); 1× Bluetooth 4.1 / BLE; 1 x Gigabit Ethernet |
|
| Težina, g | 250 | 654 |
| Ukupne dimenzije (D × V × D), mm | 159×98×25,93 | 210×130×25 |
| operativni sistem | Android 7.0 | |
| Garantni rok, godine | 1 | |
| Maloprodajna cijena (SAD, bez poreza), $* | 199,99 | 299,99 |
| Maloprodajna cijena (Rusija), rub.** | 17 990 | 25 990 |
* Prema www.nvidia.com.
** Prema www.nvidia.ru.
SHIELD TV prefiks postoji u dvije verzije koje se razlikuju po cijeni i vrsti pogona: debitantska verzija iz 2015. godine, koja se sada zove SHIELD PRO, i nova SHIELD u smanjenom kućištu. PRO varijanta sadrži HDD 500 GB, a "samo" SHIELD TV - fleš memorija 16 GB. Međutim, u potonjem slučaju nema govora o punopravnom SSD-u sa sabirnicom PCI Express, budući da je ROM povezan na Tegra X1 preko eMMC 5.1 interfejsa sa propusnim opsegom od 400 MB/s. Ovako ograničena količina nepromjenjive memorije odražava svrhu uređaja za usluge u oblaku, a ne za lokalna instalacija igrice. U potonjem slučaju, ako su igre dovoljno "teške", morat ćete se osloniti na njih eksterna tvrda disk ili fleš disk. Usput, eksterni diskovi se mogu formatirati u exFAT i NTFS.
Oba modela imaju Gigabit Ethernet konektor i podržavaju IEEE 802.11ac Wi-Fi sa MIMO 2×2 ( propusnost 866 Mbps na 5 GHz).
Uređaji se prodaju preko NVIDIA web stranice po cijenama od 199,99 dolara i 299,99 dolara ili 17 990 i 25 990 rubalja. Ovo je prilično skupo za TV kutiju. Na primjer, Apple TV sa 64 GB ROM-a košta 199 dolara ili 15.490 rubalja. Međutim, SHIELD TV dolazi sa gamepadom, da ne spominjemo neuporedivo više moćan procesor, mogućnosti proširenja i komunikacije.
⇡ Izgled, komplet za isporuku
Ažurirana verzija SHIELD TV boxa je stilski ista kao SHIELD PRO, ali zahvaljujući promjeni tvrdi disk na SSD-u su dimenzije kućišta (već kompaktnog, jer je napajanje eksterno) u ravni smanjene za 30%. Kutija se može postaviti i horizontalno i vertikalno uz pomoć posebno kupljenog postolja za 19 dolara.
Mehanika i ergonomija kontrolera su i dalje na vrhuncu. NVIDIA je upravo smanjila kontroler u odnosu na prethodnu verziju i zamijenila ugrađeni touchpad osjetljivom trakom koja kontrolira jačinu zvuka. Kursor miša, kada je potrebno, pomiče se desnim štapićem. Gamepad ima ugrađen DAC/ADC za povezivanje slušalica ili slušalica, mikrofon dugog dometa i infracrveni port za kontrolu audio-video opreme.
Takođe, za razliku od ranih gamepada uključenih u SHIELD TV iz 2015. i SHIELD Tablet K1, uređaj se povezuje na set-top box preko Bluetooth-a, a ne WiFi Direct. Potonji ima manje kašnjenja, ali sada se gamepad može lako povezati na PC preko radio kanala, a ne samo žice. Set-top box može istovremeno raditi sa četiri kontrolera.
Ako povežete običnu tastaturu i miša (i preko USB-a i preko Bluetooth-a), oni će raditi i u Android igrama i pri emitiranju igara iz oblaka ili lokalne mreže. U sučelju Android TV-a korištenje miša je moguće, ali se ne preporučuje: u nekim aplikacijama se pokazivač uopće ne pojavljuje ili se povremeno zamrzava.
Daljinski upravljač je također promijenjen u novom izdanju set-top box-a (dolazi sa SHIELD PRO stara verzija), uklanjanjem mini-jack konektora i zamjenom neizmjenjive USB napunjene baterije standardnom dugmastom baterijom. Da bi sačuvao posljednje, daljinski upravljač automatski zaspi ako nije u rukama korisnika. Poput gamepada, daljinski upravljač ima mikrofon dugog dometa i osjetljivu traku za kontrolu jačine zvuka.
Iako su manipulatori povezani na set-top box preko Bluetooth-a, i gamepad i daljinski upravljač imaju univerzalni IC predajnik koji se može koristiti za podešavanje jačine zvuka TV-a ili audio prijemnika. I obrnuto - možete kontrolirati neke od funkcija set-top box-a pomoću daljinskog upravljača bilo kojeg od uređaja u HDMI lancu, pod uvjetom da potonji podržavaju HDMI-CEC standard.
Pored izvornih uređaja, SHIELD TV podržava Xbox gamepade (koji koriste USB prijemnik), niz drugih kontrolera, džojstika i web kamera. Mnogi univerzalni daljinski Daljinski upravljač je također kompatibilan sa set-top boxom, ali moramo imati na umu da je ugrađeni IR prijemnik samo u SHIELD PRO.
Učitavanje...