Mittwoch, 28. Januar 2015

Odroid U3 Einplatinen-Computer als Smart-TV

Seit dem Raspberry Pi sind Einplatinen-Computer in Scheckkartengröße bei technikbegeisterten Elektronikern in aller Munde. In Zeiten von leistungsfähigen Smartphones und Tablet-Computern lässt die Entwicklung von noch leistungsfähigeren Prozessoren nicht lange auf sich warten. Das habe ich zum Anlass genommen und meinen Fernsehermit einem Odroid U3 zum "PC" hochgerüstet.










Damit's funktioniert:
Um ein Projekt dieser Art durchführen zu können benötigt man nahezu keine Kenntnisse in der Elektronik. Computerkenntnisse wären aber von Vorteil. Da möchte ich mich an dieser Stelle bei einem Kollegen von mir bedanken, der mir beim Linux ein wenig unter die Arme gegriffen hat. Danke Peppi :-)

Da wären wir auch schon beim Punkt:
Das Betriebssystem.

Windwos ist leider bei diesen ARM-Prozessoren nicht möglich. Angeboten werden Android und das Linux-Betriebssystem Xubuntu. Ich habe mich für letzteres entschieden, aufgrund der einfachen Handhabung bzw. der unkomplizierten Erweiterung der Hardware. Ausserdem ist dieses Xubuntu einem Windows Betriebssystem sehr ähnlich. Android ist sicher auch eine sehr gute Entscheidung, kennt man ja bereits von vielen Smartphones. Lizenzgebühren sind für keine der Beiden fällig (Stichwort: Open Source)

So sieht die Hardware aus:

1: Micro USB
2: Micro HDMI
3. Stromversorgung (5V/2A)
4: 3x USB 2.0
5: Ein/Aus Taster
6: LAN 10/100Mbps
7: Audio Ausgang
8: eMMC
9: Micro SD Steckplatz

CPU: SAMSUNG Exynos4412 Prime Cortex-A9 Quad Core 1,7 Ghz
Arbeitsspeicher: 2GB DDR2

Das Betriebssystem kann ebenfalls "fix und fertig" auf einer eMMC Karte mitbestellt werden. Ein wenig "rumbasteln" bleibt einem aber nicht erspart, zumindest beim Xubuntu nicht.

Der Fernseher oder ein Monitor kann mittels dem Micro-HDMI Ausgang angesteuert werden. Hier sollte man einen Micro HDMI auf HDMI Adapter gleich mit bestellen. Die meisten Elektrogeschäfte bieten meist nur Kabel mit Preisen von einem kompletten Kabelwerk an. Ich frage mich was einem 40€ HDMI Kabel so toll ist und was das um 8€ nicht kann?! Vielleicht kann's mir ja jemand erklären, denn ich bin schon 10 Jahre weg von der Consumer Elektronik....Ist Jitter das Problem? Ich denke nicht, dass man die Goldkontakte im Bild sieht.

Inbetriebnahme

Hat man erfolgreich ein Bild am Monitor sollte man mittels USB Maus und Tastatur das Betriebssystem an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen. Beim Linux ist das weniger ein Problem.
Ich hatte einige Probleme damit, ein Bild am Fernseher angezeigt zu bekommen. Durch einige Male ein- und ausstecken des HDMI-Kabel bzw. Strom aus/ein hat's dann doch funktioniert. Das ist angeblich ein Odroid Problem.

Gehäuse

Natürlich braucht der Computer auch ein entsprechendes Gehäuse. Ich habe  ein Standard-Kunststoffgehäuse dazu mistbraucht. Hierzu habe ich bei den Steckern das Gehäuse ausgesägt. Es sollte kontrolliert werden ob die Ausnehmungen auch groß genug sind, um bei geschlossenem Gehäuse die Stecker noch einstecken zu können.











Für ausreichend Kühlung sollte ebenfalls gesorgt werden. Den Odroid in eine Schachtel zu stecken und zu verschließen wird auf Dauer nicht funktionieren. Bei rechenaufwendigen Anwendungen kann der Prozessor so schnell überhitzen, obwohl bereits ein Kühlkörper bestückt ist. Dieser hat natürlich ohne Konvektion auch keine Wirkung.
Im Elektronikfachgeschäft sind sogenante Wärmeleitpads erhältlich. Diese habe ich so auf den Kühlkörper geklebt, dass sie anschließend mit mit dem Deckel der Dose kontakt haben. Der originale Deckel ist aus Kunststoff (=schlechter Wärmeleiter) und daher nicht zu gebrauchen. Ein zu recht gesägtes Aluminiumblech mit 3mm Dicke bietet den nötigen Abtransport der Wärme an die Umgebung.











Restliche verwendete Hardware:

1: Funksteckdose. Je nach Verwendung  kann mittels Dieser der Odroid ab- bzw. eingeschalten werden.

2: Der Odroid Einplatinen-Computer im Gehäuse.

3: Adapter Kabel Micro HDMI auf HDMI zum Anschluss an den Fernseher (wird beim Odroid an die Micro-HDMI Buchse gesteckt).

4: Steckernetzteil (5V/2A) wird einerseits an die Funksteckdose gesteckt,  andererseits an den Computer.

5: Bluetooth Adapter (wird an einen USB-Port gesteckt). Mittels diesen werden die Tastatur und Maus mit dem Odroid verbunden.

6: WLAN Adapter. Stellt die Verbindung zum Internet her (wird an einem USB-Port gesteckt).

7&8: Bluetooth Maus und Tastatur. Da der Fernseher an der Wand hängt und ich auf der Couch gegenüber sitze will ich keine kabelgebundene Maus oder Tastatur verwenden.

Im Gegensatz zu einem Windows Betriebssystem war das Verbinden mit dem Internet oder Bluetooth keine große Herausforderung: Anstecken und Fertig- funktioniert einfach ohne großes zutun!

Verstauen hinterm Fernseher

Eine etwas größere Herausforderung war eher das alles hinter dem Fernseher zu verstauen
Schlussendlich hab's ich aber doch geschafft. Vom Odroid ist nichts mehr zu sehen.

Wichtig: Gaming-Mode aktivieren

Der Fernseher spielte mir jedoch auch noch einen Streich. Maus und Tastatur funktionierten nur verzögert. Zu Beginn gab ich den Bluetooth die schuld, was sich aber als falsch herausstellte. Der Fernseher verzögert die Wiedergabe des Bildes um ca. eine halbe Sekunde, was sich extrem störend auf die Bedienung auswirkt. Die meisten TV-Geräte haben für diesen Zweck einen Gaming oder Spiele-Mode, der die Verzögerung minimiert.

Bildschirmauflösung

Von der Qualität des Bildes bei Full-HD bin ich begeistert. Ein scharfes Bild mit guten Farben. Allerdings hatte ich bei dieser Auflösung (1920x1080 Bildpunkte) Probleme in 3m Entfernung die Schrift (5mm) zu lesen. Daher habe ich die Auflösung auf 1280x720 zurückgestellt. Der Fernseher hat 41" Diagonale.

Aufgrund der großen Rechenleistung kann der Odroid auch ohne Probleme Youtube und andere Flash-Player-Videos abspielen. Sollte jemand Flash-Videos in Full-HD abspielen wollen (vom Internet) rate ich zur größeren Odroid-Version Odroid XU3. Ein Abspielen eines Videos von der Speicherkarte in Full HD ist allerdings kein Problem.

Das Problem mit Bluetooth und WLAN

Schlussendlich gab's dann doch noch Probleme mit Bluetooth. Die beiden Adapter (WLAN&Bluetooth) haben sich nicht ganz vertragen. Sie scheinen auf ähnlicher Frequenz zu laufen, wobei es immer wieder zu Störungen kommt. Um eine gegenseitige Beeinflussung zu minimieren habe ich den Bluetooth Adapter über ein USB-Verlängerungskabel an eine andere Stelle hinter dem Fernseher gehängt. Dadurch funktioniert wieder Beides. Sollte es wer nachbauen wollen würde ich persönlich eine normale kabellose Maus und Tastatur verwenden, kein Bluetooth.

Abschließend noch ein Beweisvideo:
















Kommentare:

  1. Coole Sache, nur die Technik passt vermutlich nicht ganz mit meinem 74er Roehrengeraet zusammen....

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  2. ich empfehle mal zeitnah die temperatur des kühlkörpers (möglichst nah am prozzi) in dem aufbau zu messen. die installation eines monitoringtools für die kerntemp des prozzis wäre auch hilfreich nicht falsch. wärmeleitpads vollbringen keine wunder, da hilft auch ein blick auf den spezifischen thermischen widerstand dieser dinger. im vergleich zu metallen unter aller kanone.

    und dann delta t zum gehäuseblech zu bestimmen. das schaut aus als würde der originalkühler feinlich von jeglichem wärmeaustausch isoliert ...

    mfg

    RBT

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  3. Als Hardeware-Entwickler von Schaltnetzteilen ist das Entwärmen von elektonischen Bauelementen quasi mein täglich Brot. Das Aluminiumblech (Deckel) bekommt bei 25°C Umgebung und 90% Proszessorauslastung genau 62°C, während der Prozessor mit 79°C an seiner Oberfläche noch immer weit im grünen Bereich liegt.
    Die Wärmeletpäds sind nicht immer das gelbe vom Ei, da gebe ich dir recht. Allerdings ist es in jedem Fall besser die Wärme nach aussen zu leiten, als diese im kompletten Innenraum zu verteilen. Ich hätte beim originalen Gehäuse eher bedenken, dass sich bei den kleinen Schlitzen eine anständige Konvektion aufbaut.
    Die Pads sollten aber anständig am originalen Kühler aufliegen, das ist wichtig.
    Leider funktioniert das Monitoringtool beim U3 nicht, das hätte nämlich dei Thermomessung vereinfacht :-)

    Der größere Bruder des U3, der XU3, gibt sich allerdings mit einer Kühlung dieser Dimension nicht mehr zufrieden, da dieser lt. Messung eine deutlich höhere Verlustleistung hat, aber auch deutlich schneller ist.

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