Обзор игровой ТВ-приставки NVIDIA Shield TV. NVIDIA Shield TV — безжалостный палач рынка Android-боксов Arduino wifi shield посоветуйте какой лучше
За последний год я вам рассказал почти о всех ключевых игроках на рынке Android-боксов: Xiaomi Mi Box (Amlogic S905X-H), MINIX Neo U9-H (Amlogic S912-H), Ugoos AM3 (Amlogic S912), Zidoo X8/X9S/X10 (Realtek RTD1295DD). Осталось рассказать только о HiMedia Q10 Pro на HiSilicon HI3798CV200 и NVIDIA Shield TV на NVIDIA Tegra X1. HiMedia Q10 Pro уже должен был быть у меня на обзоре, но возникли накладки со службой доставки, и бокс летит обратно к компании HiMedia. Он обязательно вернётся, чуть позже. Ну, а сегодня я расскажу вам о NVIDIA Shield TV. Нет, я, конечно, знал, что NVIDIA Shield TV - это крутой Android-бокс, но чтобы настолько… Это в реальности дьявольская шарманка для широкого круга потребителей (от «я вообще ничего не знаю и не умею, просто хочу включить бокс и получать удовольствие» до «что ты тут мне лепишь про автофреймрейт, равномерность, вывод HD звука и прошивки, я без тебя всё знаю»). У меня даже произошла профессиональная деформация - как в руки брать другие боксы, не скривив лицо, я теперь не знаю, но буду стараться. Любая компания, которая делает Android-боксы, должна раздать NVIDIA Shield TV всем своим ключевым сотрудникам, чтобы они чётко понимали, на какой продукт надо равняться.
Технические характеристики
| Модель | NVIDIA Shield TV (2017) P2897 Комплект без геймпада |
| Материалы корпуса | Пластик |
| SoC | NVIDIA Tegra X1 4 ядра ARM Cortex-A57 + 4 ядра ARM Cortex-A53 до 2 ГГц GPU GeForce 6 ULP (GM204) |
| ОЗУ | 3 Гбайт DDR3 |
| Внутренняя память | 16 Гбайт (eMMC) Расширяется с помощью USB-накопителя |
| USB | 2 x USB 3.0 |
| Поддержка карт памяти | Нет |
| Сетевые интерфейсы | Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac, 2,4 ГГц и 5 ГГц, MIMO 2x2 Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с) |
| Bluetooth | Bluetooth v4.1 |
| Видеовыходы | HDMI 2.0b (до 3840x2160@60 Гц, Rec. 2020, HDCP 2.2) |
| Аудиовыходы | HDMI |
| Пульт | Bluetooth + ИК Микрофон |
| Питание | 19 В / 2.1 А |
| ОС | Android TV 7.0 SHIELD Experience 6.2 |
Комплектация и внешний вид
Приставка NVIDIA Shield TV поставляется в крупной и плотной картонной коробке.
Сбоку нанесена техническая информация.
Внутри: приставка, блок питания с европейской (тип C) и британской (тип G) насадками, пульт, краткое руководство и справочная информация, в том числе и на русском языке. Скромно. Даже HDMI-кабеля в комплекте нет.
Блок питания фирменный, достаточно крупный. Напряжение 19 В, максимальная сила тока 2,1 А. Длина кабеля около 180 см. Коннектор проприетарный.
 |  |  |  |
 |  |  |
Корпус бокса выполнен из пластика. Рубленные формы очень необычно смотрятся. Часть элементов матовая, часть глянцевая. Глянцевая часть моментально покрывается микроцарапинами.
Сверху есть зелёная вставка, которая мягко светится, когда бокс работает.
Снизу специально покрытие от скольжения и вентиляционные отверстия. Ножек нет.
Сзади: вентиляционные отверстия, два порта USB 3.0, порт HDMI, порт Ethernet и разъём питания.
Разбор устройства и система охлаждения
Откручиваем два винта сзади и разъединяем части корпуса.
Сразу видна активная система охлаждения в виде радиатора с кулером-улиткой.
На обратной стороне платы установлена eMMC SanDisk SDIN9DW4-16G. По спецификациям её линейная скорость составляет 300/45 Мбайт/c (тесты продемонстрируют соответствующую скорость).
Откручиваем радиатор, саморезы крепления платы и переворачиваем.
Все ключевые элементы скрыты под экранирующими крышками. Антенны разведены на печатной плате. Не скрыты только контроллер питания и контроллер Ethernet Realtek RTL8111GS. Экранирующие крышки снимать не стал.
Хоть система охлаждения активная, но её практически не слышно в работе, даже при максимальной нагрузке. За всё время тестов и использования троттлинг замечен не был. Максимальная температура корпуса была в районе 45 °C.
Программное обеспечение
В качестве операционной системы выступает Android TV 7.0. Сама прошивка со всеми доработка от Nvidia называется SHIELD Experience. При первом запуске система предложила обновиться до SHIELD Experience 6.2. Это самая свежая прошивка на момент написания обзора.Кратко расскажу, что такое Android TV…
Android TV - это по сути классическая система Android с некоторой адаптацией. Более того, начиная с Android 7, разница между Android и Android TV ещё больше размыта. В Android TV:
- Нет навигационной панели и статусной строки.
- Жёстко зафиксирован лаунчер (домашний экран) - Google Leanback.
- Интерфейс адаптирован под экраны ТВ и управление с пульта.
- Программы и сервисы Google тоже адаптированы под экраны ТВ и управление с пульта.
- Google Play Store для Android TV содержит только те приложения, которые адаптированы для Android TV.
Лаунчер - Google Leanback. Интерфейс выполнен в виде плиток с горизонтальным скроллингом в нескольких разделах: поиск, рекомендации, приложения, игры, дополнительные функциональные элементы. Рекомендации настраиваемые - в Настройка можно указать, какие программы могут добавлять рекомендации. Приложения и игры можно сортировать автоматически или вручную. На скриншотах система с установленными сторонними программами и играми.
 |  |  |
Google Play Store выполнен в том же стиле. В нём присутствуют только программы, которые адаптированы для Android TV. Но многие программы и игры без адаптированного интерфейса прекрасно работают в Android TV. Если вам нужно установить программу, которой нет Google Play Store для Android TV, то тут несколько вариантов. Если программа не имеет никаких ограничений, и у неё просто не заявлен интерфейс Android TV, то откройте Google Play в веб-браузере на компьютере под той же учётной записью, что и на Shield TV. Выберите эту программу или игру, нажмите кнопку «Установить» и укажите, на какое устройство (в конкретном случае SHIELD TV). Или вы можете на боксе в браузере выполнить поиск этой программы или игры и открыть найденную ссылку в Google Play. Она без проблем откроется в Google Play Store для Android TV, и вы сможете произвести установку. Если в программе заявлены какие-то ограничения, тут только вариант установки из apk файла.
 |  |
В системе работает Google Cast. В любой момент с любого устройства в поддерживаемых программах можно транслировать контент прямо на телевизор (Shield TV). Например, можно открыть Google Play Фильмы на смартфоне и запустить проигрывание на Shield TV. Управлять воспроизведением можно прямо на смартфоне (при этом на смартфоне само видео не воспроизводится). При необходимости Google Play Фильмы на смартфоне можно закрыть, а воспроизведение будет продолжаться на боксе.
 |  |
Запустить HD VideoBox. Запускается программа HD VideoBox.
Погода в Москве. Отображается погода.
Куда впадает река Дон? Азовское море.
вДудь. Открывается список роликов на YouTube.
Paradise Lost. Открывается список клипов Paradise Lost на YouTube.
Валериан и город тысячи планет. Открывается полная информация по фильму, актёрам и пр. Можно сразу перейти, например, HD VideoBox, если этот фильм там есть.
Что сегодня идёт в кино? Открывается актуальные список фильмов в кинотеатрах.
Поддержки root в системе нет. Но при необходимости вы легко сможете установить TWRP и добавить поддержку root. Желающие даже могут установить обычную чистую систему Android 7 на бокс.
Чтобы наслаждаться системой Android TV, нужно принять её идеологию управления пультом.
О всех других особенностях и настройках системы вы узнаете по ходу обзора.
Пульт, геймпады, HDMI CEC
Штатный пульт Shield Remote работает по Bluetooth (для связи с боксом) и по ИК (для работы с техникой в определённых случаях). На пульте есть сенсорная панель для регулировки громкости. Пульт достаточно удобный.
После первого запуска система сразу предложила обновить ПО пульта.
Краткое описание функций пульта:
Длительное нажатие кнопки Назад - меню питания (Сон или Перезагрузка).
Полностью выключить бокс можно через меню «Об устройстве».
Двойное нажатие кнопки Домой - список ранее запущенных программ.
Длительное нажатие кнопки Домой - меню записи видео с экрана, трансляция на Twitch, скриншот.
Поддержка HDMI CEC должна работать следующим образом в идеальной ситуации:
- A. Отправляете в сон бокс с помощью Shield Remote, ТВ/ресивер выключается (переходит в режим ожидания).
- B. Будите бокс с помощью Shield Remote (любой кнопкой), ТВ/ресивер включается.
- C. С помощью Shield Remote можно регулировать громкость ТВ/ресивера (если включена такая опция).
- D. Включаете ТВ/ресивер штатным пультом ТВ/ресивера, Shield TV включается.
- F. Выключаете ТВ/ресивер штатным пультом ТВ/ресивера, Shield TV выключается.
- G. Пультом от ТВ можно управлять боксом.
В Настройках можно включить поддержку CEC для функций питания. Там же можно включить поддержку ИК для определённой модели ТВ/ресивера и выбрать, как будет регулироваться громкость: на боксе, на ТВ/ресивере с помощью CEC, на ТВ/ресивере по ИК.
 |  |
- A. Нет. Только по ИК. При этом в момент перевода бокса в сон пульт нужно направлять в сторону ТВ.
- B. Да.
- C. Нет. Только по ИК.
- D. Да.
- F. Да.
- G. Да.
У меня в обзоре версия бокса без комплектного геймпада. Дешёвый китайский геймпад (за 7$) и Xiaomi Mi Gamepad подключились по Bluetooth и работали без проблем. Конечно, дешёвый геймпад только для тестов. Играть на нём - врагу не пожелаешь. А вот Xiaomi Mi Gamepad я и мои дети просто обожаем. Он относится к тем геймпадам, которые не хочется выпускать из рук.
Производительность
В приставке используется SoC NVIDIA Tegra X1 - 4 ядра ARM Cortex-A57 и 4 ядра ARM Cortex-A53 до 2 ГГц, GPU GeForce 6 ULP (GM204). Это топовый процессор для боксов, и на рынке больше нет боксов с SoC аналогичного класса. Система и любые программы работают очень быстро и плавно. Про игры я расскажу отдельно в следующем разделе обзора. Нужно понимать, что главное в Android-боксах - это медиа-функциональность, т.е. VPU и реализация его возможностей в ПО. Об этом тоже речь пойдёт в отдельных разделах обзора. Но процессор и GPU должны обладать достаточной мощностью, чтобы работа с устройством была комфортной. NVIDIA Tegra X1 обладает мощностью, которая с огромным запасом покрывает комфортную работу. А мощность GPU вообще запредельная.
В NVIDIA Shield TV интерфейс отображается с максимальным разрешением 1920x1080. Даже если выбрать разрешение 3840x2160 в системе, интерфейс и все программы будут продолжать работать с разрешением 1920x1080 и масштабированием до 3840x2160. Как и во многих боксах, только объекты SurfaceView могут выводить реальное разрешение 4К. Именно такой вывод используются в видеоплеерах (и не только в них - программы для просмотра фотографий тоже могут использовать такой вывод, даже игры в теории), чтобы обеспечивать реальное разрешение 4К для видео. Т.е. по сути не имеет значения, с каким разрешением запускать тестовые программы и игры - при 1920x1080 и 3840x2160 результат будет идентичен. Но для чистоты тестов я использовал системное разрешение 3840x2160.
CPU
GPU
| NVIDIA Shield TV | |
| 3DMark Sling Shot Extreme | 4100 |
| Bonsai | 4200 (60 к/с) |
| GFXBenchmark T-Rex | 60 к/с |
| GFXBenchmark T-Rex 1080p Offscreen | 121 к/с |
| GFXBenchmark Manhattan 3.1 | 46 к/с |
| GFXBenchmark Manhattan 3.1 1080p Offscreen | 47 к/с |
| GFXBenchmark Car Chase | 29 к/с |
| GFXBenchmark Car Chase 1080p Offscreen | 30 к/с |
Игры
Игры для NVIDIA Shield TV можно разделить на три группы:- Игры для Android (это игры из Google Play)
- Стриминг игр с ПК через NVIDIA GameStream
- Облачный стриминг игр через GeForce NOW
Сначала я хотел составить таблицу с некоторыми играми (как я делал в предыдущих своих обзорах). Попробовав около 10 игр, я плюнул на эту затею. Нет ни одной игры для Android, которая не работала бы идеально по скорости на боксе Shield TV. Отличную и огромную подборку игры можно посмотреть на сайте NVIDIA (раздел Library) . Там же сразу можно сразу перейти в Google Play для загрузки или покупки. Все игры поддерживают геймпад или пульт. Как это обычно бывает, для Shield TV есть эксклюзив, например: Metal Gear Solid 2/3, Half-Life 2, Portal, Doom 3, Never Alone и пр.
Стриминг игр с ПК через NVIDIA GameStream
В из своих обзоров я вам уже рассказывал о потрясающей программе Moonlight Game Streaming для Android, с помощью которой на многих Android-боксах можно пользоваться сервисом NVIDIA GameStream, т.е. играть в игры, которые установлены у вас на ПК с видеокартой Nvidia - стримить их на бокс. Для Shield TV вам не нужны никакие сторонние программы. Всё уже есть в системе. Программа называется NVIDIA Games. Она объединяет в себе сервис GeForce NOW и NVIDIA GameStream, и локальные игры, установленные на боксе. Просто подключаетесь к ПК в локальной сети, выбираете любую игру на нём и играете. Можно задать разрешение и частоту кадров (до 2160p60).
 |  |  |
Облачный стриминг игр через GeForce NOW
Это облачный сервис от компании NVIDIA. Игра запускаются удалённо на серверах компании NVIDIA с картами GeForce GTX 1080 (серверы распределены по зонам в разных странах, можно вручную при необходимости выбрать лучший вариант). Выбор игр достаточно большой. Стоимость подписки составляет 650 рублей в месяц. Есть бесплатные и платные игры. Играть комфортно.
 |  |  |
 |  |  |
Внутренний и внешние накопители
В свежей системе пользователю доступно около 10 Гбайт внутренней памяти. Линейная скорость чтения находится на запредельном для боксов уровне, а вот линейная скорость записи на уровне бюджетных боксов - 252/27 Мбайт/с.
Подключённый по USB 3.0 накопитель может выступать в роли отдельного съёмного накопителя или может быть объединён в единое целое с внутренней памятью устройства. Необходимость внешнего накопителя, выбор его роли, выбор типа накопителя (USB-флешка, жётски диск, SSD) зависят от сценария использования бокса.
Проверка поддерживаемые файловые систем.
| FAT32 | exFAT | NTFS | HFS+ | |
| USB | чтение / запись | чтение / запись | чтение / запись | чтение / запись |
Я подключал разные накопители. Диск 3,5" объёмом 2 Тбайт работал без проблем. Вот для примера скорость быстрой USB-флешки (она соответствует скорости на PC):
Сетевые интерфейсы и сетевые сервисы
За проводную сеть отвечает контроллер Realtek RTL8111GS. За беспроводную сеть отвечает контроллер (он скрыт под металлическим экраном) с поддержкой 802.11a/b/g/n/ac, 2,4 ГГц и 5 ГГц, MIMO 2x2. Антенны выполнены на печатной плате.Приставка находится в 5 метра от маршрутизатора Xiaomi Mi Roiter 3G через одну железобетонную стену - это место, в котором я тестирую все Android-боксы и мини-ПК. Рекордсменом на данный момент является Xiaomi Mi Box 3 Enhanced (802.11ac, MIMO 2x2) - 150 Мбит/с.
Тесты проводились с помощью iperf 3. Сервер iperf запущен на компьютере, который подключён к локальной сети по Gigabit Ethernet. Выбран ключ R - сервер передаёт, устройство принимает.
Реальная скорость передачи данных по проводному интерфейсу находится на уровне 945 Мбит/с.
Скорость Wi-Fi при подключении по стандарту 802.11ac составляет 166 Мбит/с. И это рекордные значения для Android-боксов.
За всё время тестов (большую часть времени я провёл именно с Wi-Fi подключением) разрывов связи и переподключений не было. IPTV (разные провайдеры), Torrent Stream Controller, VOD-сервисы, BDRip, BDRemux, UHD BDRip, UHD BDRemux с NAS проигрывались без проблем. BDRip, BDRemux с торрентов напрямую тоже. А вот и UHD BDRip и UHD BDRemux с торрентов напрямую стабильно уже только по проводной сети.
В системе есть встроенные Samba/CIFS клиент и сервер. Можно подключать сетевые хранилища (NAS) в Настройках. При этом они монтируются в папке /storage (т.е. полноценно на уровне файловой системы). Минус в том, что они монтируются только для чтения. Похоже на баг, потому что, когда эта функция появилась в одном из обновлений, в описании значился доступ для записи.
Сервер тоже включается в Настройках. При этом вы получаете полный доступ (чтение и запись) к внутреннему и внешнему накопителю (если он подключён).
 |  |
Общая информация о декодировании и выводе аудио/видео
У каждого бокса есть определённые нюансы при работе с аудио и видео. Ключ к комфортному использованию бокса лежит через знания этих нюансов и правильному подбору ПО для определённых задач (видеоплеера).NVIDIA Shield TV не имеет лицензии для декодирования (downmix) звука в форматах AC3, DTS и пр., следовательно, в системе нет таких декодеров, ни в StageFright, ни в MediaCodec. Подобные потоки нужно декодировать программно (средствами видеоплеера) или отдавать в исходном виде на ресивер/ТВ (видеоплеер должен это уметь).
В NVIDIA Shield TV декодеры в библиотеках StageFright и MediaCodec имеют равнозначное качество. В обоих вариантах поддерживается качественное устранение чересстрочности. Каждое поле преобразуется в отдельный кадр, т.е., например, поток 25i на входе превращается в 50p на выходе.
NVIDIA Shield TV поддерживает так называемый «современный» автофреймрейт, т.е. в системе реализовано API для переключения частот развёртки. Автофреймрейтом управляют сами программы. Это значит, что выбирать нужно видеооплееры именно с поддержкой современного автофреймрейта.
SoC Tegra X1 не поддерживает декодер VP9 profile 2. Это значит, например, в YouTube не будет поддержки HDR.
В системе нет функции конвертации HDR в SDR. Это значит, что вы не сможете комфортно смотреть HDR контент на ТВ без поддержки HDR.
ViMu Media Player . Этот лёгкий плеер с удобным и простым интерфейсом великолепно подходит для Shield TV. Особенно в связке с HD VideoBox, Torrent Stream Controller (и подобных P2P IPTV), IPTV менеджеров с внешним плеером. Он идеально подходит для проигрывания видео, вплоть до BDRemux локально, с NAS и торрентов напрямую через Ace Stream. Он поддерживает современный автофреймрейт (включается в настройках). У него есть программный декодер AC3. У него есть удобная фнукция масштабирования видео (с индивидуальными настройками для 4:3, 16:9, 2.35:1). Он умеет пропускать AC3 и DTS на ресивер/ТВ для декодирования (HD форматы я с этим плеером не тестировал). У ViMu Media Player v6.50 на момент написания обзора наблюдались проблемы с проигрыванием контента HEVC Main 10 на Shield TV (с HEVC никаких проблем).
Kodi 17+ . Это очень мощный медиа-комбайн с каталогизатором. Но в конкретном случае нас интересует только его плеер, который является очень продвинутым и по реализации, и по детальным настройкам аудио и видео. У него есть все актуальные программные декодеры (downmix) звука. На NVIDIA Shield TV он умеет отдавать напрямую все актуальные форматы звука (в том числе и DTS:X, Dolby Atmos, PCM 2.0 24/192). Он поддерживает современный автофреймрейт. Он идеально подходит для проигрывания видео, вплоть до UHD BDRemux (4K с HDR), локально, с NAS и торрентов напрямую через Ace Stream.
Поддержка звуковых форматов и вывод звука
Вывод звука осуществляется через HDMI, USB ЦАП или Bluetooth. Посмотрим, как в реальности обстоят дела с выводом звука по HDMI. Для теста использовался ресивер Onkyo.Вывод по HDMI
С выводом многоканального звука и Hi-Res всё идеально.
Поддержка видео форматов и вывод видео
NVIDIA Shield TV имеет выход HDMI 2.0b. Поддерживается разрешение до 3840x2160 60 Гц с HDR (Rec. 2020). Можно выбирать цветовое пространство HDMI. Интерфейс выводится с максимальным разрешением 1920x1080. Даже если выбрать разрешение 3840x2160 в системе, интерфейс и все программы будут продолжать работать с разрешением 1920x1080 и масштабированием до 3840x2160. Как и во многих боксах, только объекты SurfaceView могут выводить реальное разрешение 4К с поддержкой HDR, они и используются во многих плеерах.
Тестирование я выполнял на обычном потребительском материале (он был в сети на NAS), используя ViMu и Kodi.
Приставка справляется с декодирование H.264 до 2160p60. 60 кадров честные. Любые BDRip, BDRemux и видео с экшн-камер (2160p60) проигрываются без проблем. Приставка справляется с декодирование H.265 Main 10 (10 бит) до 2160p60. 60 кадров честные. Любые UHD WEBRip, UHD BDRip, UHD BDRemux с HDR проигрываются без проблем в Kodi. С ViMu v6.50 возникли какие-то странности. Плеер отказывался играть и 1080p, и 2160p HEVC Main 10 (при этом с HEVC не было никаких проблем). Это какой-то баг в программе. В любом случае это не так критично, т.к. для «тяжёлого» контента UHD BDRip, UHD BDRemux лучше подходит именно Kodi. Никаких проблем с переключением звуковых дорожек и перемоткой тоже не было. К качеству видео и HDR визуально у меня претензий нет.
Возникла проблема только с одним тестовым файлом LG 4K Demo: View the Feeling (HEVC 2160p29.97). Была нарушена равномерность.
В системе нет собственного специализированного плеера, BD ISO проигрываются в Kodi без поддержки меню.
Чересстрочное видео проигрывается с корректным устранением чересстрочности. Каждое поле превращается в отдельный кадр.
Автофреймрейт
Автофреймрейт работает отлично. Поддерживаются все частоты развёртки: 23.976, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60 Гц. В ViMu переключение происходит с полным соответствием. В Kodi происходит удвоение частоты развёртки для 25, 29.97, 30 к/с. Но это стандартный режим работы автофреймрейта для Kodi, в конфигурационном файле это можно изменить.
Во всех режимах равномерность была идеальной. Лучше уже быть не может. Вот снимки тестового материала в ViMu (они идентичные для Kodi): 24p (бегущий квадрат) при 24 Гц, 24p (стрелка) при 24 Гц, 25p при 25 Гц, 30p при 30 Гц, 50p при 50 Гц, 60p при 60 Гц.
 |  |  |  |  |  |
Поддержки 3D нет. MVC MKV отображается в 2D. BD3D ISO в Kodi 17.6 отображается только в 2D.
DRM и легальные VOD-сервисы
В системе есть поддержка Google Widevine DRM Level 1 и HDCP 2.2.
Более того, бокс NVIDIA Shield TV сертифицирован для использования с ключевыми VOD-сервисами - Netflix и Amazon Prime Video. Клиенты предустановлены в системе и обладают полноценной поддержкой 4К, HDR и выводом многоканального звука (для соответствующего контента).
VOD-сервисы и проигрывание видео с торрентов напрямую
Одной из самых популярных программ для Android-боксов в России является HD VideoBox. Это агрегатор нелегальных онлайн-кинотеатров и удобный поисковик по торрентам с продуманной навигацией, поиском и управлением. В связке с ViMu работает прекрасно. Естественно, работает автофремйрейт. |  |  |  |
Связка HD VideoBox + Ace Stream + ViMu работает на NVIDIA Shield TV безупречно вплоть до BDRemux с любым объёмом (хоть 40 Гбайт). При этом не используется внутренняя память или внешний носитель для кэширования, только ОЗУ. Пару кликов в HD VideoBox, просто выбираете нужный торрент и смотрите видео с потрясающим качеством, автофремйрейтом и многоканальным звуком. Переключение звуковых дорожек и перемотка работают очень быстро.
C UHD BDRip и UHD BDRemux немного сложнее, т.к. накладываются дополнительные условия. Нужна высокая пропуская способность вашего канала Интернет. Нужно много сидеров, которые обеспечат высокую скорость загрузки торрента. 3 Гбайт ОЗУ в Shield TV уже недостаточно для кэширования, и нужно использовать внешний накопитель и достаточно быстрый (быстрый жесткий диск или SSD). Если эти условия соблюдены, то HD VideoBox + Ace Stream + Kodi сделают всю работу для вас на NVIDIA Shield TV. UHD BDRemux (4К с HDR) проигрываются отлично с выводом HD звука без предварительной загрузки. Автофреймрейт работает корректно, звуковые дорожки переключаются, перемотка работает (но долгая с буферизацией). Будущее уже тут. Пусть оно и не совсем легальное, но сам факт - бокс NVIDIA Shield TV к такому готов.
IPTV
IPTV от EDEM, OTTClub, локального провайдера работало идеально. Проблем ни с одним каналом не возникло. Perfect Player (одна из лучших программ для IPTV) с декодером HW+ переключала каналы за доли секунды. А модифицированная версии (которая переключает частоту развёртки на 50 Гц при работе) отображала видео с идеальной равномерностью для 99% каналов (там потоки 25p, 50p, 25i).
С Torrent Stream Controller + ViMu тоже всё хорошо. Все каналы (большинство из которых - это прямые потоки со спутника без пережатия) шли с корректным устранением чересстрочности и автофреймрейтом.
YouTube
Клиент YouTube для Android TV (2.02.08) без проблем воспроизводит видео вплоть до 2160p60. Только не доступна поддержка HDR (Tegra X1 не поддерживает декодер VP9 profile 2, который нужен для YouTube). Я проверил варианты со всеми частотами кадров, которые используются на YouTube (загрузив туда тестовые ролики). Во всех случаях использовалось корректное преобразование (т.к. автофреймрейт YouTube для Android TV не поддерживает, вывод осуществлялся при 60 Гц), пропусков кадров не было. 24p - 2:3 pulldown, 25p - 2:3:2:3:2 pulldown, 30p - дублирование кадров, 50p - 1:1:1:1:2 pulldown.
 |  |  |  |  |
Заключение
NVIDIA Shield TV - это очень функциональный и качественный Android-бокс прямо из коробки от А-бренда. Его возможности - это предел того, что вообще могут современные Android-боксы. Конечно, устройство такого уровня просто не может стоит дёшево. И NVIDIA Shield TV стоит дороже большинства боксов на рынке. Перечислю основные плюсы и минусы устройства.ПЛЮСЫ
- Очень высокая производительность.
- Стабильность работы (за всё время тестов не было ни единого системного сбоя).
- Качественная и быстрая работы Wi-Fi (поддержка MIMO 2x2).
- Поддержка «современного» (через системное API) автофреймрейта для всего спектра частот развёртки, в том числе и для дробных частот.
- Вывод HD звука (в том числе DTS:X и Dolby Atmos) в Kodi 17+ (и не только).
- Вывод Hi-Res стерео в формате 24/192.
- Технологичный пульт и продуманные режимы регулировки громкости.
- Идеальная поддержка стриминга игр GameStream с локального ПК и GeForce NOW.
- Максимальная поддержка легальных VOD-сервисов.
- Способность проигрывания торрентов напрямую, вплоть до UHD BDRemux, с перемоткой.
- Встроенный Samba/CIFS клиент (с монтированием на уровне файловой системы) и сервер.
- Работа YouTube вплоть до 2160p60 (VP9)
- Android TV 7.0 с Google Ассистент и дальнейшие обновления от А-бренда.
- Нет поддержки HDR в YouTube (VP9 profile 2).
- Нет поддержки вывода 3D (имеется в виду вывод Frame Packing) и MVC (проигрывается только 2D).
- Нет отдельной кнопки питания на пульте, и ИК-передатчик слабой мощности.
- Высокая цена.
Медиаприставка с игровыми сервисами
Первый публичный анонс однокристальной системы Nvidia Tegra X1 состоялся более двух лет назад. К сожалению, с реализацией реальных продуктов, несмотря на впечатляющие аппаратные характеристики, дела шли очень неторопливо. Однако компания продолжала прикладывать усилия в этом направлении и недавно представила новую модель в серии - Nvidia Shield TV, которая уже доступна для покупки в том числе и на нашем рынке.
Это компактное устройство позиционируется как многофункциональная приставка для телевизора, так что парой слов передать все ее возможности непросто. Из ключевых ее особенностей компания отмечает поддержку 4K и HDR, мощную графическую подсистему, голосовое управление, игры через облачный сервис GeForce Now и трансляцию игр с компьютера через GameStream, комплектацию пультом и игровым контроллером, работу под управлением Android TV и поддержку стриминговых видеосервисов.
Отметим, что компания использует одно слово «Shield» для обозначения сразу нескольких устройств разных поколений и их контроллеров, что может немного путать пользователей. В данной статье рассматривается модель с артикулом P2897.
Технические характеристики
Приставка работает под управлением SoC Nvidia Tegra X1. Эта микросхема изготовлена по техпроцессу 20 нм, имеет два блока по четыре вычислительных ядра (Cortex A57 и Cortex A53), реализованных в архитектуре ARM big.LITTLE. Их максимальная частота работы составляет 2 ГГц. Судя по всему, в данном чипе реализован режим миграции между кластерами, так что одномоментно работают только четыре ядра. Отметим, что в настройках системы есть опция выбора производительности. При этом на скорость в приложениях этот параметр влияет незначительно.
Также в SoC есть мощный графический процессор - 256 ядер Maxwell, работающих на частоте 1 ГГц, поддержка API DirectX 12, OpenGL 4.5 и OpenGL ES 3.1, декодирование видео до 4K включительно с 60 fps и кодеками H.265 и VP9, видеовыход до 4Kp60 и 1080p120. Есть и модуль для кодирования видео, что может пригодиться для организации видеотрансляций с приставки. По вычислительной производительности этот блок превосходит игровые консоли прошлых поколений и сравним с топовыми видеокартами для ПК десятилетней давности.
Объем оперативной памяти приставки составляет 3 ГБ. Сегодня это значение уже сложно назвать исключительно флагманским, но с учетом преимущественно однозадачного режима работы проблем быть не должно. Для хранения прошивки и пользовательских данных в обычной модели установлен флэш-накопитель на 16 ГБ, на котором пользователю доступно около 11 ГБ. Если вы планируете интенсивно использовать игры под Android, возможно потребуется установка дополнительного накопителя.
Заметим, что в линейке есть также модификация «Pro», имеющая более крупный корпус. В ней применяется гибридный жесткий диск объемом 500 ГБ. Отметим, что речь идет именно об основном накопителе устройства, включающим и системный раздел. Такой объем может быть полезен для хранения игр и приложений Android, а также записи медиафайлов. Также эта версии оборудована слотом для карт памяти microSD и поддерживает управление по ИК-каналу.
Увеличить объем локального хранилища можно с использованием USB-накопителей - приставка оборудована двумя портами с поддержкой версии 3.0. Они же могут пригодиться и для подключения различной периферии. А вот слота для карт памяти в этой модели нет.
Для подключения к локальной сети и Интернет устройство имеет гигабитный проводной порт и встроенный двухдиапазонный беспроводной адаптер с поддержкой протоколов 802.11n/ac. При этом последний имеет две антенны, реализованные на основной печатной плате. Так что в конфигурации MIMO он способен обеспечить скорость подключения 867 Мбит/с. Но конечно для этого потребуется соответствующий роутер. Отметим также наличие Bluetooth 4.1 с поддержкой BLE, который, кроме обслуживания штатных пультов, может использоваться для подключения наушников, клавиатур и другого оборудования.
Подключение к телевизору или иному устройству отображения осуществляется через интерфейс HDMI 2.0b с поддержкой HDCP 2.2 и CEC. Отметим, что максимальный режим видеовыхода здесь - 4Kp60. Есть и поддержка технологии HDR.
Для охлаждения мощной начинки применяется центробежный вентилятор. Он имеет автоматическую регулировку скорости вращения и в большинстве случаев (от бездействия до работы под нагрузкой, запуска графических тестов, игр и других ресурсоемких программ) его не было слышно. Хотя корпус устройства в некоторых местах немного нагревается, никаких негативных последствий отмечено не было. Формальное значение TDP для используемого процессора составляет 15 Вт.
Штатный блок питания имеет мощность 40 Вт. Реальный уровень энергопотребления тестового экземпляра без подключенных дополнительных внешних устройств, измеренный «из розетки», составлял от 5 Вт в режиме сна или бездействия до примерно 20 Вт во время работы теста 3DMark Sling Shot Extreme.
Приставка работает под управлением операционной системы Android 7.0 в специальной ориентированной на подключение к телевизорам версии Android TV. В прошивке есть пункт онлайн-обновлений. Тестирование проводилось с версией 5.1(24.27.403.124). Отметим, что компания явно уделяет серьезное внимание поддержке своих продуктов и после их выхода. Выходящие обновления OTA не только исправляют недочеты прошлых версий, но и добавляют новые функции и возможности.
Комплектация и внешний вид
Формально компания Nvidia не может похвастаться богатым опытом по поставке своих продуктов для массового сегмента в розничные магазины. Однако плотное взаимодействие с партнерами по данным вопросам принесло свои плоды - к упаковке Nvidia Shield TV нет замечаний: крепкий картон, строгий дизайн в стиле минимализма, глянцевые вставки на фотографиях, краткое описание и все такое.
Не понравилось только, что открыть коробку не так уж и просто - две ее части очень плотно прилегают друг к другу.
В коробке в специальных вставках расположены все элементы комплектации: само устройство, фирменный блок питания для него со сменными блоками под розетки разных стандартов, минимальная документация, пульт дистанционного управления и геймпад с кабелем зарядки (стандартный USB-Micro-USB длиной 1,5 м).
Параметры блока питания приставки - 19 В 2,1 А. Разъем у него нестандартный, а длина кабеля составляет 1,8 м. С одной стороны это позволяет обеспечить стабильную подачу питания и надежное соединение, а с другой - требует использования только оригинальной версии.
Подробнее об устройствах управления мы расскажем далее. В любом случае, стоит признать, что подобную комплектацию стоит записать в плюсы устройства. Дополнительно вы можете приобрести такие же пульт и контроллер, а также специальную подставку для вертикальной установки устройства. Полная версия документации доступна на сайте производителя в виде гипертекстовых документов. Отметим, что есть версия и на русском языке.
Приставка получила корпус из черного пластика со строгими геометрическими формами. Его габаритные размеры составляют 158×98×26 мм, а вес устройства - около 250 г. В целом это сравнимо с распространенными моделями медиаприставок и существенно меньше современных стационарных игровых консолей, не говоря уже о компьютерах. Так что при желании ее можно даже брать с собой в путешествия.
Пластик преимущественно матовый, но боковые стороны и вставка на верхней панели глянцевые. Под ее выступающим углом находится индикатор состояния, как можно догадаться, зеленого цвета. Кстати, его яркость можно регулировать через настройки. Он светится во время работы приставки и выключается в режиме сна. Плоская часть дна покрыта резиновой вставкой, которая обеспечивает надежное удержание устройства на полке.
Сзади и на нижней стороне видны решетки вентиляции. Обращаем внимание на то, что в устройстве используется достаточно мощная начинка, так что закрывать решетки строго не рекомендуется.
Все коннекторы для подключения расположены на задней панели. Здесь можно найти: два стандартных порта USB 3.0, порт HDMI, порт локальной сети, вход блока питания. Штатные пульты работают по радиоканалу, так что устанавливать приставку на открытом пространстве и обеспечивать прямую видимость не требуется.
При работе в режиме медиаприставки можно использовать комплектный пульт дистанционного управления. Он имеет компактные размеры (143×36×9 мм) и небольшой вес (52 г). Нижняя часть его корпуса изготовлена из матового металла, а для верхней панели применяется черный матовый и глянцевый пластик. Питание осуществляется от двух батарей формата CR2032, которые устанавливаются в лоток специальной формы в ближнем к пользователю торце. По информации от производителя, их хватает на год работы.
В переднем торце пульта есть ИК-светодиод, предназначенный для управления телевизором или другой техникой. Подробнее об этих возможностях мы расскажем далее в тексте. Около него есть индикатор сопряжения Bluetooth. На верхней части установлены следующие органы управления - крестовина навигации с кнопкой подтверждения в центре, кнопки «Назад» и «Домой», кнопка голосового поиска/команд, а вертикальное поле между матовыми вставками в нижней части пульта используется для регулировки громкости и операций «Воспроизведение/Пауза». Все кнопки имеют матовое покрытие и легко находятся на ощупь.
Как мы видим, здесь полностью реализован традиционный набор для устройств с Android. Кроме того, двойное нажатие на «Домой» позволяет получить доступ к списку недавно запущенных приложений, а ее длительное удержание открывает настройки сервиса для записи и онлайн-трансляций видео из игр, поддерживающего голосовые и видео комментарии.
Отметим, что отдельно может продаваться и немного видоизмененный пульт - без ИК-передатчика, с выходом для подключения проводных наушников и с питанием от аккумулятора.
Поскольку одним из главных сценариев использования приставки являются игры, то, конечно, не обошлось без фирменного геймпада. Высокое качество изготовления и надежность понимаешь сразу, как только берешь его в руки. Конструкция из матового черного пластика выглядит совершенно монолитной, как будто вырубленной из цельного куска материала.
Размеры можно считать стандартными для данного класса устройств. Ширина составляет примерно от 11,5 до 15 см. Максимальная толщина ручек - около 4 см. Вес контроллера немного выше, чем у самой приставки, - 262 г. Питание осуществляется от встроенного аккумулятора, производитель заявляет о 60 часах автономной работы. Для зарядки применяется стандартный кабель USB-Micro-USB. От адаптера требуется около 450 мА, так что подойдет любая модель. Добавить реализма в играх помогут встроенные в контроллер вибромоторы.
Набор основных органов управления включает в себя - крестовину слева, кнопки A/B/X/Y справа, два аналоговых джойстика с поддержкой нажатия, по бамперу и аналоговому триггеру слева и справа. В этом устройстве также есть встроенный микрофон и кнопка активации голосового поиска/управления - она находится сверху в центре геймпада на вставке из серебристого пластика. Над кнопкой расположен светодиодный индикатор сопряжения.
В центре внизу между джойстиками установлены две кнопки управления Android («Назад», «Домой»), а также «Воспроизведение/Пауза». Глянцевая полоса над этим блоком имеет сенсор для регулировки громкости. Дополнительные действия с «Домой», как и на пульте, реализуют переход к списку программ и управлению записью или трансляции видео из игр. Кроме того, в этом контроллере тоже есть встроенный ИК-передатчик для управления внешней аудио-видео техникой.
На верхнем торце в центре находится порт Micro-USB для зарядки и подключения к ПК. С противоположной стороны, снизу, присутствует стандартный миниджек 3,5 мм для подключения наушников или гарнитуры (во втором случае применяется стандарт LRMG/OMTP). Отметим, что кнопки гарнитуры в этом случае не работают. Впрочем, потеря невелика, поскольку управление есть на самом контроллере. Учитывая множество способов подключения устройств для воспроизведения и записи звука, стоит ознакомиться с приводимой в документации таблицей с указанием приоритетов для разных режимов.
В настоящий момент устройство может использоваться и с компьютерами при подключении по проводу. Поддержку работы через Bluetooth обещают реализовать в скором времени. Всего приставка поддерживает одновременное подключение четырех контроллеров.
Также стоит сказать о том, что контролеры имеют собственные прошивки с возможностью обновления через приставку. В этом же меню можно узнать их уровень заряда батарей.
Программное обеспечение
На приставке используется ориентированный на работу с Android TV фирменный лаунчер Google, который несколько непривычен для пользователей «обычного» Android. Внешний вид домашней страницы напоминает другие рассчитанные на подключение к ТВ устройства. На экране предусмотрено несколько зон с крупными значками. Если их достаточно много, то в каждой зоне будет свое пролистывание вправо.
В верхнем блоке отображаются динамические рекомендации от установленных на устройстве программ. Это могут быть приложения, фильмы, сериалы, игры и другая подобная информация, а также информация о наличии обновлений для приставки или контроллеров. Причем результаты зависят от действий в вашем аккаунте на всех привязанных к нему устройствах. При необходимости можно «отлучить» от публикации в этот блок конкретные приложения.
Второй блок состоит из значков установленных на приставке программ. В третьем блоке представлены игровые приложения, включая программу-портал «Nvidia Games». Все идет единым списком без возможности группировки, но вот порядок их можно изменить. Можно также включить автоматическую сортировку согласно частоте запуска. Узнать названия оптимизированных для платформы игр можно на .
Завершающий блок - доступ к настройкам устройства, просмотр информации и подключенных контроллерах, статус беспроводного подключения, управление питанием (переход в режим сна и перезагрузка).
Кроме того, с этого экрана можно запустить сервис поиска с голосовым вводом или вводом с клавиатуры. Заметим, что поиск на платформе Android TV поддерживается не только в сервисах Google и известных источниках на устройстве, но и в приложениях, если это было реализовано их разработчиками. Пользователь может отключить в настройках обращение сервиса к определенным программам.
В прошивке, как и ожидалось, полноценно реализованы сервисы Google. Однако обратите внимание, что магазин приложений для Android TV отличается по содержанию от варианта для «обычных» мобильных устройств. Эта версия операционной системы старается еще больше «скрыть» от пользователя свою внутреннюю структуру.
Кроме того, в меню не отображаются и некоторые приложения, которые уже установлены на приставку. Так что для доступа к ним может потребоваться инсталляция стороннего менеджера, например Sideload Launcher. В нем, в частности, будет виден и браузер Google Chrome. При необходимости можно попробовать исправить ситуацию установкой программ через файлы APK, но это может быть небезопасно. Также остался неясным вопрос о покупках одного приложения в магазинах Android и Android TV. Вполне вероятно, что специальные версии программ, оптимизированных для Android TV, могут продаваться отдельно.
В штатной прошивке из программ установлены следующие: сервисы Google Play (Store, Movies, Music, Games), YouTube, Netflix, Plex (клиент и сервер), Photos & Videos и конечно самая главная - Nvidia Games. Именно последняя утилита открывает доступ к каталогам игр в различных исполнениях - локальном, стримингу из сервиса GeForce Now и с персонального компьютера, а также предоставляет информацию о наиболее интересных проектах для данной платформы.
Кроме того, в прошивке есть множество фоновых утилит, которые используются для обслуживания контроллеров, реализации трансляции игр, организации записи видео и решения других задач. Доступа root здесь, конечно, нет. В сети можно найти инструкции для его получения и других подобных операций. Что касается меню разработчика, то его можно открыть стандартным способом.
Кроме описанных выше вариантов, компания также указывает возможность выступать в роли элемента «Умного дома». На январской выставке CES было заявлено об интеграции в устройство технологий Google Assistant и SmartThings Hub в следующих обновлениях программного обеспечения. При этом можно будет управлять системой голосом из любой комнаты с применением аксессуара Nvidia Spot - устанавливаемого прямо в настенную розетку специального беспроводного модуля.
Подключение и настройка
Минимальный вариант подключений для работы - питание приставки и кабель HDMI (в комплект не входит) к телевизору. Опционально можно использовать проводную сеть и различные USB-устройства. Отметим, что явной кнопки включения питания устройство не имеет. В меню оболочки есть пункт «Перейти в режим ожидания», а если зайти немного глубже в настройки, то там можно найти и «Выключить питание». Вот только обратно включить устройство с пультов уже не получится, так что вероятно у большинства пользователей оно будет находиться в режиме ожидания/сна, когда не будет использоваться. Кстати, кнопок сброса или перезагрузки здесь тоже нет. Вероятно производитель уверен в надежности работы своего продукта. Нам за время тестирования эти возможности ни разу не потребовались.
При взаимодействии с телевизорами может оказаться полезной поддержка протокола HDMI-CEC, так что с пульта вы сможете регулировать громкость именно телевизора. Есть и обратный вариант - навигация по меню и управление просмотром видео с пульта ТВ. Кроме того, штатный пульт приставки можно научить передавать ИК-сигналы управления громкостью и питанием для вашей аудио-видеотехники. Для этого потребуется через меню подобрать подходящий код. В списке представлены многие популярные бренды телевизоров, ресиверов и звуковых панелей. Но рассчитывать, что все это наверняка сработает с вашим оборудованием не стоит.
Кроме штатных пультов управления, можно применить и фирменную утилиту Google для удаленного контроля устройств с Android TV. В ней есть реализация навигации, эмуляция сенсорной панели и экранная клавиатура. Плюс вы можете использовать управление с пультов Logitech Harmony, поддерживающих Bluetooth.
Порты USB 3.0 приставки могут использоваться для подключения накопителей, веб-камер, устройств ввода, звуковых карт и другого оборудования. В случае необходимости работы с более чем двумя устройствами, можно использовать хабы.
На накопителях поддерживаются файловые системы NTFS, FAT32 и exFAT. При этом вы можете реализовать не только доступ к файлам на них, например к медиабиблиотеке большого объема, но и применить специальный режим замены штатного встроенного внешнего хранилища на внешний диск. Во втором случае накопитель будет отформатирован и зашифрован для работы только с данной приставкой.
Если у вас есть кабель USB-USB с одинаковыми портами Type A (заметим, что это достаточно редкий вариант), то можно подключить приставку к вашему компьютеру для записи в ее память контента, как это происходит с обычными смартфонами. Для этого применяется первый из двух портов.
Кроме того, здесь есть интересная опция по предоставлению сетевого доступа ко встроенной памяти с других устройств в локальной сети по стандартному протоколу SMB (имя пользователя и пароль для защиты можно указать в настройках). Скорость при работе в гигабитной сети в этом случае будет на уровне 50 МБ/с.
Для веб-камер требуется их совместимость с классом UVC. Например, подойдут Logitech C920 или даже немолодая С525. Можно использовать и модели с высоким разрешением. Поддержка устройств ввода позволяет подключить стандартные клавиатуры, мышки и даже геймпады. Например, у нас «из коробки» заработал беспроводной Logitech F710, позволив добавить второго персонажа прямо во время игры из серии LEGO. Если обычной клавиатуры у вас не подключено, при необходимости появляется стандартная наэкранная.
Интересно, что в прошивке предусмотрен штатный способ удаленного доступа к файлам - встроенная поддержка сетевых хранилищ. Так что вы можете смонтировать ваш сетевой накопитель (или несколько) к приставке по протоколу SMB. В результате появятся новые виртуальные папки и все программы на устройстве смогут использовать файлы из них. Это один из простых вариантов для реализации сетевого медиаплеера для существующей у вас медиабиблиотеки. Хотя есть и пара замечаний - список доступных ресурсов на сетевом накопителе формируется только в момент подключения. Если вы позже добавляете какую-то новую общую папку на нем, потребуется удалить и снова создать подключение. При этом в нем будут присутствовать все доступные указанному пользователю папки на сетевых накопителях в одном большом списке. Кроме того, приставка создает служебные папки с названием «Android» на каждом общем ресурсе. Также мы столкнулись с пропаданием ресурсов после перезагрузки устройства, что конечно неприемлемо для постоянного сценария использования.
Приставка использует штатные возможности настройки Android TV. В целом, данное меню похоже на версию в обычном Android. В частности здесь есть опции для настройки времени, языка (русский присутствует в полном объеме), клавиатуры, речи, поиска, сетевых подключений, управление приложениями и их правами и так далее.
Часть специфических параметров мы уже упоминали - режим работы процессора и яркость индикатора (можно и совсем его выключить). Также здесь есть настройка пары опций для главного экрана, управление контроллерами, настройка заставки, установка опций видеовыхода, управление внешними устройствами и другие возможности. Что касается доступа к сервисам и синхронизации, то здесь реализована поддержка аккаунтов Google и Nvidia.
При первом включении или после сброса настроек предлагается два варианта начала работы с приставкой: локальная настройка с применением пульта или контроллера и использование другого устройства с Android и сервисами Google. Второй вариант позволяет вам не использовать экранную клавиатуру приставки для ввода данных аккаунта и других параметров. После настройки собственно Android нужно будет указать данные аккаунта Nvidia Games для доступа к его ресурсам.
Производительность
Учитывая, что перед нами уникальное по своим характеристикам устройство, особого смысла в оценке его производительности для сравнения с другими моделями в традиционных тестах Android нет. Nvidia Shield TV будут выбирать за поддержку 4K и игровых сервисов Nvidia, а не за «попугаи» в бенчмарках. Но традиционно мы все-таки уделяем внимание этим моментам, так что и в этот раз не пропустим.
Прежде всего, отметим, что для данного устройства вопрос скорости работы имеет достаточно специфическое значение. Если говорить о сценарии медиаплеера, то здесь важнее иметь качественный блок декодирования видео, который будет справляться с нужными форматами. Для потоковых игровых сервисов скорость процессорных ядер и графических блоков также не имеет существенного значения. Единственный сценарий, где важно иметь быструю платформу - игры под Android. Но здесь часто встречается ситуация, когда разработчики игровых приложений ориентируются на средний уровень устройств и поэтому реальные требования у их проектов невелики, как и качество графики. Компания Nvidia для предоставления «наилучших впечатлений» для пользователей своих платформ выпускает под брендом Nvidia Lightspeed Studios пару десятков , которые используют возможности SoC Tegra X1 и выглядят очень впечатляюще.
Для сравнения в таблице ниже представлены результаты смартфона Xiaomi Mi Note 2 на четырехъядерной платформе Qualcomm Snapdragon 821 с графическим ускорителем Adreno 530 и найденными в сети показателями медиаплеера на распространенной платформе Amlogic S912.
Тестирование Nvidia Shield TV проводилось в двух доступных режимах - «Макс. производительность» и «Оптимизировано», которые выбирались в настройках. В качестве бенчмарков использовались 3DMark, PCMark, GFXBench, AnTuTu и GeekBench. Результаты приводятся в таблице.
| Nvidia Shield TV Макс. | Nvidia Shield TV Опт. | Xiaomi Mi Note 2 | Amlogic S912 | |
| 3DMark Sling Shot, баллы, больше – лучше | 4928 | 4653 | 2634 | 594 |
| 3DMark Sling Shot Extreme, баллы, больше – лучше | 4100 | 3878 | 1820 | - |
| PCMark Work 2.0, баллы, больше – лучше | 7388 | 6631 | 5268 | - |
| PCMark Computer Vision, баллы, больше – лучше | 5607 | 5639 | 3260 | - |
| GFXBench Car Chase, fps, больше – лучше | 29 | 27 | 17 | - |
| GFXBench Manhattan 3.1, fps, больше – лучше | 45 | 42 | 26 | - |
| GFXBench Manhattan, fps, больше – лучше | 56 | 54 | 36 | - |
| AnTuTu Benchmark, баллы, больше – лучше | 138608 | 131126 | 122938 | 42664 |
| GeekBench Single-Core, баллы, больше – лучше | 1488 | 1429 | 1844 | 456 |
| GeekBench Multi-Core, баллы, больше – лучше | 4061 | 3967 | 4246 | 2307 |
Превосходство над Adreno 530 в графических тестах составляет от 50% до 110%. В PCMark решение Nvidia также заметно быстрее, чем продукт с SoC Qualcomm.
При этом в AnTuTu выигрыш относительно невелик, а в GeekBench, учитывающим преимущественно возможности процессорных ядер, мы видим ожидаемое отставание решения Nvidia, работающего на меньшей частоте. Медиаплеер на чипе Amlogic в данных тестах отстает очень сильно и как конкурент рассматриваться не может. Впрочем, и стоят такие продукты в разы меньше.
Кроме того, мы протестировали скорость беспроводного контроллера приставки. Проверка проводилась совместно с роутером Zyxel Keenetic Ultra II, поддерживающим скорости соединения 300 Мбит/с и 867 Мбит/с в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц соответственно. Тест проводился на расстоянии около пяти метров через одну некапитальную стену и деревянную дверь.
| 802.11n, 2,4 ГГц, соединение на 144 Мбит/с | 802.11ac, 5 ГГц, соединение на 867 Мбит/с | |
| Передача | 37 Мбит/с | 60 Мбит/с |
| Прием | 26 Мбит/с | 110 Мбит/с |
| Передача и прием | 41 Мбит/с | 99 Мбит/с |
Как мы видим, из-за региональных ограничений в диапазоне 2,4 ГГц устройство может использовать только 20 МГц канал, что сказывается на производительности. В этом случае она составляет 25-40 Мбит/с. Этого будет достаточно для многих стриминговых сервисов, но для потоковых трансляций игр в максимальном качестве хватать не будет. Переключение на диапазон 5 ГГц существенно меняет картину. Максимальная скорость получения данных приставкой в этом случае превышает 100 Мбит/с, что позволяет реализовать все заявленные сценарии ее использования.
Что касается проводного подключения, то приставка, например, при работе с сетевым накопителем, обеспечивает максимальные для гигабитного соединения скорости более чем в 900 Мбит/с.
Дополнительно приведем результаты теста Speedtest.net, полученные на кабеле, 5 ГГц и 2,4 ГГц (по три запуска в каждом режиме). Канал доступа в интернет имел скорость 100 Мбит/с.
Использование в режиме медиаплеера
Установленная в приставке SoC является одним из немногих решений на рынке, способным декодировать видео с кодеком H.265 в формате 4K с 60 fps и вывести его на ТВ по HDMI 2.0b в этом же режиме, причем с использованием технологии HDR. Вопрос о существовании подобных записей и их преимуществах выходит за рамки этого материала, но максималистам данная модель точно понравится. Общий список возможностей микросхемы включает в себя декодирование популярных кодеков H.265, H.264, VP9, VP8, MPEG4, MPEG2 и поддержку всех популярных аудиокодеков, Hi-Res аудио до 24/192 включительно, а также вывод многоканального цифрового звука (включая Dolby Atmos и DTS:X) через HDMI на ресивер. Кроме того, приставка поддерживает внешние звуковые карты/DAC с интерфейсом USB. А вот лицензии на декодирование многоканального звука в продукте нет. Для решения этой задачи придется воспользоваться возможностями стороннего программного обеспечения.
Отметим, что проверку устройства для данной статьи мы проводили с несколькими телевизорами, включая модель Samsung UE40KU6020K, в которой есть и 4K и HDR, а также ресивером не самого последнего поколения, но с поддержкой распространенных вариантов HD-звука. Разрешение 4Kp60 на совместимом телевизоре включилось сразу, а для активации HDR потребовалось через меню телевизора изменить один пункт в настройках. По фотографии выше можно оценить сравнительные размеры приставки и 40″ телевизора.
Тестирование в Kodi и Plex показало, что указанные аппаратные возможности действительно могут быть реализованы в этой медиаприставке. Видео формата 4K с кодеками H.264 и H.265 проигрывается плавно. Корректно декодируется и профиль Main10 для H.265, реализующий 10-битную глубину цвета. Нет проблем и с имеющим высокий битрейт (100-200 Мбит/с) контентом.
На специальных видеороликах с градиентами, если очень постараться, с пары метров можно заметить отличия при выводе в режимах с разной глубиной цвета. Но нужно именно очень стараться и верить, что они есть.
Многоканальный звук успешно выводится на ресивер, в том числе и в HD-вариантах, автовыбор кадровой частоты видеовыхода в зависимости от параметров файла в Kodi работает. Про формат 3D компания ничего не говорит, да и интерес к нему в последнее время существенно снизился, так что проверять не будем. В любом случае, «половинные» форматы, которые по факту не отличаются от обычных медиафайлов, можно будет просматривать, включая режим 3D на стороне ТВ.
Немаловажную роль в данном сценарии играет и программное обеспечение. Как ни странно, если не считать Plex, о котором мы расскажем позже, никаких интересных медиаплееров для обычных файлов в базовой прошивке не предусмотрено. Есть только стандартный для Android «Видеопроигрыватель», который в сочетании с проводником «Photos & Videos» теоретически может быть использован для решения этой задачи, но процесс будет очень неудобным. Впрочем, в магазине, кроме Kodi и Plex, присутствуют также MX Player, VLC и другие известные продукты, так что определенная свобода выбора здесь есть.
Что касается Plex, то на устройстве установлен и клиент и сервер данного бренда, что является неплохим вариантом для тех пользователей, которым требуется красивое оформление медиабиблиотеки, удобный плеер, совместимость с разными платформами и удаленный доступ. В этой экосистеме вы можете создать несколько серверов и обеспечить работу с ними с разных плееров через механизм одного аккаунта. Все работает по известной схеме, но возможно придется потратить время на подбор параметров сервера и клиента для получения максимального качества. Заметим, что в данном случае интерес представляет именно клиент, которым можно подключаться к серверам расположенным, например, на сетевом накопителе. Серьезно рассматривать сценарий использования сервера на приставке мы бы не стали. Хотя с подключением внешних USB-дисков большой емкости он тоже возможен.
Справедливости ради, стоит сказать, что для «тяжелого» видео формата 4K более удобной и стабильной нам показалась работа через Kodi с подключением удаленных папок на сетевом накопителе штатными средствами этой оболочки. По крайней мере, в этом случае никто не пытается ничего транскодировать и возможности SoC раскрываются максимально эффективно.
Причину необычной ситуации с локальными плеерами легко понять, если вспомнить современные тенденции на переход к онлайн сервисам. Действительно, платформа Android TV ориентирована именно на потоковые сервисы. Можно было бы отметить, что для данного варианта возможности декодирования в SoC сегодня избыточны, но, вспоминая скорости развития технологий, они уже не кажутся лишними.
Из зарубежных сервисов в этом формате вещают, в частности, Netflix и Amazon Video. В первом месячный абонемент с Ultra HD стоит 11,99 евро (обычный - 7,99, HD - 9,99). Есть возможность проверить работу в течение месяца. Из технических требований, кроме собственно плеера, указывается минимальная полоса доступа к сети 25 Мбит/с и HDCP 2.2 в телевизоре. Реальные пользователи отмечают, что часто используется заметно меньшая полоса, сравнимая с HD-версиями. Что касается доступного контента, то его не так много, как хотелось бы. На конец прошлого года в списке присутствовало около 80 наименований (половина из них - сериалы, четверть документальных, восьмая часть - фильмы). Также надо отметить наличие контента с многоканальным 5.1 звуком. Amazon Video транслирует 4K только в некоторых странах. На конец прошлого года в нем было представлено 33 фильма в этом формате. Этот сервис можно получить отдельно в виде Prime Video ($8,99 в месяц) или как часть Prime ($10,99 в месяц или $99 в год), но некоторые фильмы требуют отдельной оплаты. Есть и другие сервисы с поддержкой 4K, включая YouTube, UltraFlix, Hulu, Vudu и Sony Ultra. Ожидается появление контента этого формата и в Google Play Movies. Кстати, в нем реализована интересная возможность - во время просмотра фильмов (в настоящий момент не всех) можно просмотреть информацию об актерах на экране и используемой музыке.
Что касается отечественных сервисов, то в каталоге программ для Android TV уже сейчас представлено достаточно много вариантов - Megogo, Showjet, SPB TV, Videomore, «Амедиатека», «Билайн ТВ», «НТВ», «Первый канал» и другие. Интересно, что многие программы имеют совершенно идентичный интерфейс. Вероятно это связано с рекомендациями Google для интерфейса приложений для данной версии Android. Заметим, что конечно все эти сервисы существуют и для других платформ, а использование их именно с приставкой Nvidia Shield TV не имеет существенных преимуществ, если не считать удобства управления в Android TV. Полной информации о трансляциях в формате 4K в данных программах практически нет. Встречались такие данные только о сервисе Showjet, но из-за отсутствия фильтра по формату, подтвердить наличие 4K контента в нем и оценить его количество невозможно.
Производитель также отмечает возможность просмотра эфирных трансляций с использованием внешнего цифрового тюнера, но никаких деталей о данном режиме, в том числе и список совместимого оборудования, не приводится. При наличии множества сервисов IPTV, такой вариант может быть интересен только при отсутствии быстрого доступа к Интернет.
Кроме описанных возможностей, приставка может выступать в роли приемника для трансляции видео, музыки и приложений с мобильных и портативных устройство по технологии Google Cast (Chromecast), в том числе для формата 4K. Интересно, что с Xiaomi Mi5 с чипом Qualcomm функция передачи экрана не сработала, а на Zopo ZP920 на Mediatek все получилось. Играть конечно не получится, поскольку заметны задержки, но для презентаций, просмотра фотографий, сайтов и видео, функция может быть полезна. Отметим, что отправка данных по этому протоколу реализована также в программах для iOS и настольных ПК. Правда мы не нашли опции по отключению этого режима или защите доступа паролем. Получается, что любой пользователь локальной сети в любой момент может прервать вашу игру, что все-таки неправильно.
Заключение
По итогам тестирования можно с определенностью сказать, что новинка произвела очень хорошее впечатление и может заслуженно называться уникальным решением. Устройство имеет компактные размеры, интересный дизайн и отличные контроллеры в базовой поставке. Работа под управлением Android TV действительно заметно удобнее при подключении к телевизору. В большинстве случаев нет необходимости подключать клавиатуру или мышку. Плюс предусмотрено голосовое управление. Кроме того, здесь мы имеем мощную аппаратную платформу, особенно в графической части - как в задачах декодирования видео, так и в трехмерных играх. Из других особенностей платформы отметим быстрый беспроводной контроллер, наличие двух портов USB 3.0 и адаптера Bluetooth.
Медиаприставка отлично показала себя в задачах просмотра видео и вполне может занять место универсального источника для домашнего кинотеатра, однако пользователю все-таки придется потратить некоторое время на подбор удобного для себя программного обеспечения и его настройку. Это один из очень немногих вариантов, способный составить достойную компанию современным моделям телевизоров с поддержкой 4K и HDR. Остается, конечно, вопрос доступности соответствующего контента, но иметь запас в данном случае, пожалуй, будет полезно. Что касается потоковых сервисов, то в настоящий момент большинство из них способно массово обеспечивать только Full HD и предпосылок резкого изменения ситуации не видно.
Оценивать по стоимости устройства, имеющие подобный широкий набор разноплановых возможностей, всегда непросто. А в данном случае приставка имеет еще и уникальные функции, которые доступны только на ней. На момент подготовки статьи цена рассмотренной версии Nvidia Shield TV в официальном российском интернет-магазине составляла 18 тысяч рублей с бесплатной доставкой по России. Цена заметно выше, чем у массовых медиаплееров, но ниже, чем у 4K-решений известных брендов. Прямое сравнение с игровыми консолями все-таки не очень корректно с точки зрения производительности последних, а также наличия у них эксклюзивных проектов и некоторых дополнительных технологий. Если же считать Nvidia Shield TV «устройством для игр» без учета этих особенностей, то данная приставка выигрывает по стоимости у консолей. Про игровые компьютеры можно здесь и не упоминать. Дополнительным плюсом в данном случае будет поддержка сервиса GeForce Now, позволяющего получить доступ ко многим проектам, хотя особой выгоды с точки зрения цены игр здесь может и не быть. Если говорить о совокупности характеристики и с учетом возможного распространения контента 4K и расширения экосистемы Android TV, а также увеличения числа поддерживаемых сервисом GeForce Now игр, мы бы сказали что текущая стоимость Nvidia Shield TV вполне оправдана.
Компании удалось создать действительно уникальное устройство, аналогов которому на рынке найти невозможно. Так что, несмотря на некоторые шероховатости в реализации части функций, Nvidia Shield TV заслуженно получает нашу редакционную награду Original Design.
В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор медиа- и игровой приставки Nvidia Shield TV:
Это подвид плат расширения, которые состыкуется с Arduino как бутерброд.
На наш взгляд, платы расширения можно поделить на два типа:
Пассивные
Они не несут особой смысловой нагрузки и созданы в большей мере для удобства пользователей. Ярким примером тому являются:
Служит для удобного подключения различных датчиков и модулей с помощью
Расширяющие функционал
Значительно расширяют возможности Arduino. Яркими примерами являются:
Позволит подключить Arduino к телефону с поддержкой Android, а также подключать различные устройства с USB интерфейсом
Расширяющие функционал шилды, так же как и Arduino модули ( ), имеют на своем борту конкретный элемент (драйвер двигателей, ethernet контроллер, дисплей и т.п.) со всей необходимой обвязкой для его работы. В отличии от модулей, которые можно подключить к произвольным пинам Arduino, выводы шилда, в большинстве случаев, жестко привязаны к выводам Arduino. Это расплата за очень простое и удобное подключение. Если свой проект вы хотите собрать в виде бутерброда из шилдов, то необходимо заранее обратить внимание на это и проверить, чтобы платы не задействовали одноименные выводы.
Данные платы значительно расширяют функционал платы Arduino. Из ярких примеров можно выделить
добавляет возможность подключить к Arduino моторы
Позволяет управлять Arduino платой через локальную сеть или Интернет
Плата вывода информации на текстовый 1602 дисплей, дополнительно оборудована кнопками
Позволит подключить Arduino к телефону с поддержкой Android, а также подключать различные устройства с интерфейсом USB
Шилд - это плата дополнения. Я предлагаю разделить шилды на полноразмерные и отдельные модули. Полноразмерные своими очертаниями повторяют форму платы Arduino, будь то UNO, Nano или MEGA. Отдельные модули - это платы произвольной формы, созданные для выполнения определенного набора функций. И те и другие могут быть как универсальными, так и для выполнения узконаправленных задач.
В магазинах можно встретить великое множество шилдов, а при определенной квалификации вы сами можете развести печатную плату, по форме и расположению выводов повторяющую ардуину и собрать свой уникальный. На картинке изображена с набором шилдов.
Начнем с шилда, который не несёт в себе никаких особенных функций, а создан для удобства монтажа ваших проектов. Итак первый в нашем обзоре облегчит монтаж проектов с платой Arduino Nano, правда толку от малых размеров «НАНО» в таком случае ноль.
На плате расположен разъём для подключения штекера от блока пиитания, стабилизатор напряжения, а также клеммные колодки. Они подписаны и соответствуют выводам «Нанки». Кроме того присутствует кнопка «сброс» и светодиод «Питание».
Второй шилд предназначен для платы Uno. На нем расположена беспаечная макетная плата для сборки проекта и выводы, дублирующие те, что на самой ардуине - удобное решение.
Любой аналоговый датчик нуждается в питании и минусовом контакте, когда их много - перемчек становится столько, что разобраться в схеме будет очень трудно. Поэтому конструкторы придумали шилды для таких решений. В них выведены все входы и выходы, а питающие контакты продублированы и размещены рядом.
Вот пример такой платы для Ардуино версии Мега.
Проводная и беспроводная связь
С помощью этих плат можно организовать управление микроконтроллером по сети через кабель Ethernet, например, или беспроводов - через GSM-связь, вставив сим-карту.
Эта плата называется w5100 - содержит Ethernet модуль и модуль SD-кардридера. Это значит, что можно хранить данные, например лог измерений датчиков на карту памяти и управлять системой через web-интерфейс. Чтобы связать с ним ардуино пользуйтесь библиотеками:
Ethernet library;
Обратите внимание внешне он повторяет концепцию Arduino UNO R3, кроме того, он подойдет и на Mega.
Если W5100 вам кажется слишком крупным - то ENC28J60 займет меньше места. К сожалению в нем уже отсутствует SD-модуль.
Минусом является то, что он не может быть монтирован на плату, а выполнен в виде отдельного модуля.
W5500 - еще один вариант Ethernet-шилда. По своей сути - это доработанная версия W5100, оптимизированная в плане скорости и энергоэффективности.
Обратите внимание, на полноразмерных шилдах все пины дублируются клеммной колодкой. К сожалению, шилды используют порты. Конкретно этот задействует MOSI, MISO, SCK, и пин 10, для сигнала CS (выбор адресата для связи).
Если вам нужна беспроводная связь - ваш выбор это Wi-fi шилды, если есть интернет и роутер, а если этого нет - GSM-модули или GPRS Шилды.
На фото официальный шилд. На нём установлен слот под Micro SD-карту памяти, а связывается с микроконтроллером он по SPI-протоколам, через Mini-USB можно обновлять его программное обеспечение. Поддерживает 802.11b/g.
GPRS-шилд от «Амперки» вы видите выше. Вы можете заменить антенну на более мощную. Ближе к зрителю виден слот для SIM-карты, чуть дальше слот под батарейку CR1225. Батарейка на плате нужна для хота часов реального времени, а это немаловажное дополнение к возможностям GPRS-шилда. Вы можете отправлять СМС на него и с него.
С помощью этой платы можно вести контроль и давать команды (или любому другому проекту вашей реализации) находясь на любом удалении. Важно, чтобы вы находились в зоне приема сотовой связи.
Как хранить данные на Arduino?
В проектах не вся информация помещается в память микроконтроллера. Иногда требуется хранить некоторые объемы информации. Первое, что приходит на ум, уже сказано - это запись информации с датчиков, чтобы в дальнейшем изучать как изменяется окружающая среда с течение часов, дней, лет. Отличным примером является - домашняя метеостанция. Это полезно не только ученым-исследователям, но и любителям для общего образования и развития.
Это скорее не шилд, а модуль. Он миниатюрен и легок для повторению, кстати, вот его схема.
Есть и полноразмерный шилд хранения данных. Работает с SD-картами памяти, на борту есть модуль часов реального времени, которые питаются от батарейки CR1220 напряжением в 3 В, что является неплохим бонусом.
Управляем мощной нагрузкой с микроконтроллера
Первое что может прийти в голову - это реле. С их помощью можно коммутировать как цепи постоянного тока, так и с бытовой электросетью 220 Вольт они справятся на ура.
Конкретно тот модуль что изображен ниже может коммутировать 1 кВт 220 В нагрузки (или 5А) по каждому из каналов, для повышения мощности можно либо запараллелить несколько каналов, либо включать этим реле . В таком случае реле со шилда будут играть роль промежуточных усилителей.
Конечно вы можете коммутировать реле так, как я описал в статье , через транзистор и подобрать нужно реле по току, но использовать готовую плату будет надежнее, удобнее и выглядит лучше.
У реле есть один недостаток - ограниченное количество срабатываний - это следствие выгорания контактов. Это бывает из-за возникновения дуги, при размыкании мощной нагрузки (особенно индуктивного характера - это двигателя и т.п.). Сделать такой шилд можно по следующей схеме:
А вот как это выглядит в сборе:
Поэму для включения нагрузки переменного тока можно использовать тиристоры и симисторы. Одна проблема - прямо к ардуине подключать их нельзя, при пробое pn- перехода управляющего электрода, 220 В могут оказаться на плате микроконтроллера и сжечь его. Выход из этой ситуации - использования оптосимистора.
Так как это задача часто становится перед изобретателями, было разработано готовое решение - симисторный shield, его полное название - ICStation 8 Channel EL Escudo Dos Shield for Arduino. Он изначально предназначался для управления свечением «гибкого неона».
У него есть 8 каналов, к которым подключается сеть переменного тока и нагрузка.
Шилды для двигателей
Управление электродвигателем не всегда легкий процесс. В некоторых ситуациях вам может не хватить пинов для реализации поставленной задачи, или алгоритм управления достаточно сложный. С такими платами вы гораздо быстрее одолеете проект своего робота.
Мотор-ШИЛД для ардуино может управлять электродвигателями постоянного тока (4 штуки) или двумя шаговыми моторчиками.
Он построен на базе двух L293. Эта микросхема представляет собой сборку из двух H мостов, это позволяет управлять с возможностью реверса двумя ДПТ, либо 1 шаговым биполярным двигателем. Схемы подключения соответсвенно:
А в левом верхнем углу платы есть две колодки под сервоприводы (плюс, минус и управляющий сигнал). Красным кругом обведено место куда устанавливается перемычка джампер. Если она стоит - то эта плата питается от базовой платы ардуино, а если нет - от внешнего источника на 5 В.
С помощью этого модуля от отечественного производителя можно управлять двумя двигателями постоянного тока, в нём тоже есть джампер объединяющий линии питания микроконтроллера или разъединающий их - для питания от отдельного источника.
Можно управлять двигателями, которые рассчитаны на диапазон напряжение от 5 до 24 Вольт. Вместо 2-х DC-моторов можно использовать 1 однофазный шаговый или запараллелить каналы и подключить 1 мощный DC мотор с током до 4А, а это не мало - 48 Вт при напряжении питания в 24 В.
Для подключения сервопривода нужно три провода - плюс, минус и сигнал, но что делать, если у вас много серв? Ваша плата превратится в месиво из перемычек. Чтобы это избежать есть Мультисерво шилд.
Здесь тоже есть возможность разделения цепей питания, как это было в предыдущем варианте. Итого можно подключить 18 сервоприводов (на плате нумерация от 0 до 17).
Везде есть своя специфика, шилды для необычных задач…
В атмеге328, сердце нашей платы, есть АЦП. Главная проблема в том, что на плате ардуино уно мы видим всего лишь 6 аналоговых входов. Что делать если у нас больше аналоговых датчиков?
Можно собрать две ардуино в единую сеть. Одну использовать в качестве основной, а вторую вспомогательную для изменений и с первой отправлять на сервер сигналы измерений или выводить их на экран… Но это сложно: нужно тратить память на дополнительные строки программного кода для реализации такой системы.
А что если умножить каждый вход на 16? Итого у нас может быть до 16*6=96 аналоговых входов. Это реально с помощью мультиплексора. Он просто переключает по очереди 16 аналоговых каналов на один аналоговый выход, который вы подключаете к такому же входу любого мироконтроллера.
Средствами микроконтроллера Атмега о-о-очень трудно релизовать функцию распознавания голоса, но ардуинщики могут не отчаиваться, есть специальное решение - EasyVR Shield 3.0.
Это готовое, но дорогое решение, на момент написания статьи он стоит почти 100 долларов в России. Сначала шилд запишет вашу команду, затем сравнит её с тем что записано в памяти, определив номер - выполнит её.
Вы можете устроить «диалог с компьютером», он может воспроизводить то, что в нём записано. Без дополнительных усилителей рекомендуется «общаться» с этой платой с расстояния не более 60 см.
Выводим изображение
LCD Keypad shield - это настоящая панель управления. На нём расположен дисплей LCD1602 (16 символов в две строки), и набор кнопок. Из-за них задействовано довольно много портов, например A0 и с D4 по D7 под клавиатуру, а порт D10 - ШИМ-регулятор яркости подсветки. D8 и D9 - сброс и включение.
На самом деле существует много дисплеев совместимых с ардуино. Вернее тех, о которых написано больше всего информации и вы легко их запустите в своей системе. Довольно популярен в кругах самодельщиков дисплей от NOKIA 5110, на выбор есть и OLED и TFT экраны, работающие по I2C. Но они не в «шилдовом» исполнении.
Автономное питание
Довольно необычный шилд в этой подборке, который выполняет обычную задачу. Power shield - это со всеми необходимыми защитами и разъёмом для зарядки. Вроде бы ничего особенного, но это обеспечит завершенный вид вашему проекту, а цепи питания не придется размещать рядом с основными платами.
Заключение
Использование шилдов для всех задач проекта позволит избежать излишнего числа перемычек и соединений, а это снизит количество ошибок и лишних перемычек. После сборки вы получите многоэтажный бутерброд из плат заводского изготовления. Такой подход иногда называют «модульная конструкция». Между прочим, это облегчит обслуживание, ремонт и наладку оборудования.
Энтузиасты практикуют проектирование, разводку и сборку уникальных модулей. Это одна из причин высокой популярности Ардуино не просто как платформы для самоделок, макетов и прототипов, но и как платформы для готовых решений.
Arduino - крохотная плата с большими возможностями, типичный представитель Open Hardware и одно из первых устройств, завоевавших широкую популярность у аппаратных хакеров. Не мудрено: удобный электронный конструктор позволяет даже новичкам быстро разобраться и начать с нуля разрабатывать собственные устройства.
Как быстро начать?
Для быстрого начала новичку проще всего купить готовую плату - стоит она примерно $30. На плате будет всего два чипа - микроконтроллер ATMEL и микросхема USB-интерфейса, к которой он подключен. Все остальные элементы добавляются самостоятельно по мере необходимости.
Программы для Arduino (называемые на сленге «скетчами») пишутся на языке Wiring. По сути, это обычный C++, расширенный специальными процедурами типа «digitalWrite» (записать значение в порт) или «analogRead» (прочитать значение из АЦП). Осваивается все это в один-два присеста, особенно если у тебя уже есть опыт программирования на C++. Написанные скетчи компилируются и загружаются в Arduino через USB с помощью среды ArduinoIDE (arduino.cc/en/Main/Software). Чтобы собрать простейший проект требуются какие-то минут тридцать, без необходимости глубокого погружения в даташиты ATMEL и конструкции ассемблера. Язык интуитивно понятен, а разобраться с нюансами поможет неплохой онлайн-хелп. Да и паять, кстати, тоже необязательно, если есть беспаечная макетка и набор проводков.
Все выводы микроконтроллера выведены на два аккуратных ряда колодок, к которым можно подключать датчики, кнопки, дисплеи и тому подобное. Однако, чем сложнее обвязка, тем больше с ней может быть геморроя. Если речь идет про пару светодиодов и кнопок, то никаких сложностей. Но вот если требуется управлять моторами или обмениваться данными через радиоинтерфейс, возникает ряд сложностей. Для борьбы с этим пороком и придумали шилд-платы - готовые платы для расширения функциональности.
Что такое Shield-плата?
Shield-плата - это готовое решение для реализации частых задач, встающих перед разработчиками железа. Примерами таких задач могут быть и передача данных через радиоинтерфейс, и работа с Ethernet, и управление электронными двигателями. Платы расширения легко устанавливаются на Arduino, стыкуясь с колодками пинов и образуя весьма жесткую бутербродообразную конструкцию.
Можно устанавливать несколько плат одновременно, главное, чтобы устройства не конфликтовали за одни и те же пины Arduino. Немного покопавшись в сети, можно найти таблицы со списком популярных шилдов и занятых ими пинов (shieldlist.org).
Дальше остается лишь подцепить соответствующую библиотеку к основному скетчу и опробовать работу схемы с помощью прилагаемого к библиотеке скетча-примера. При таком подходе время экономится дважды: сначала на разработку и отладку аппаратной части, а затем - программной. Однако по-настоящему удачных и популярных шилд-плат существует всего пара десятков. Чем хороший шилд отличается от плохого?
В первую очередь, на нем обязана быть кнопка сброса. Оценить это может любой, кто отлаживал Arduino с одетым шилдом - штатная кнопка сброса становится недоступной и упражнения по ее нажиманию при помощи подручных продолговатых предметов порядком раздражают. Хороший шилд также должен быть совместим с Arduino Mega - если у тебя расширенная версия Arduino на ATmega1280 или ATmega2560, еще не факт, что с ней заработает шилд, созданный для привычной Uno или Duemilanova. А все из-за того, что в Mega отвечающие за аппаратный SPI пины перенесли в другое место! Так что если шилд общается с Arduino по шине SPI, обязательно изучи его «брюхо» - надеяться на совместимость с Mega можно, если ты увидишь там не только штырьки, но и черный квадратный разъем-розетку 2х3. Ниже я подготовил обзор лучших готовых Shield-плат для решения частых задач.
Управление моторами
Если необходимо управлять моторами, смело используй шилд Motorshield, созданный талантливым американским инженером Лимором Фридом aka ladyada (ladyada.net/make/mshield/).
Главное преимущество шилда заключается в его универсальности, поскольку он поддерживает до четырех моторов прямого тока, до двух шаговых двигателей и двух серво-приводов. Можно комбинировать: например, один шаговый и два двигателя постоянного тока. Основу шилда обеспечивают две микросхемы счетверенного H-моста L293D, способные выдавать ток до 600 мА на канал и работать напряжениями от 4,5 до 36 В. Запараллелив входы одной микросхемы, можно отодвинуть ограничение по току до 1,2 А.
С помощью этого шилда можно, например, управлять одновременно моторами и рулевой тягой модели гоночного автомобиля, шаговыми двигателями координатного стола. Для более мощных нагрузок можно использовать Ardumoto с чипом L298 от фирмы Sparkfun (два канала с токами нагрузки до 2 А) или ее более продвинутую версию Monster Moto Shield (sparkfun.com/products/10182) на двух чипах VNH2SP30, способную отдавать уже до 30 А с предельным напряжением 41 В. Если дело дойдет до последнего варианта, не забудь посоветоваться со знающими спецами: все-таки нагрузки довольно приличные, возможно придется обзавестись дополнительным радиатором, чтобы не обжечься.
Работа с Ethernet
Существуют два основных варианта шилдов для работы с Ethernet - на основе старого доброго чипа ENC28J60 от Microchip и более совершенного W5100 от Wiznet. Оба решения используют для обмена шину SPI, отнимая всего четыре пина Arduino. Но ENC28J60 появился много раньше и явно проигрывает продвинутому W5100: только 10 Мбит/с, нет аппаратной поддержки IP, UDP, TCP. Кроме того, W5100 позволяет работать с четырьмя сокетами (что означает поддержку до четырех одновременных соединений).
В общем, настоятельно рекомендую использовать именно W5100, потому что он существенно экономит ключевой ресурс микроконтроллера - оперативную память (SRAM), которую приходится экономить (у Atmega328 - всего один килобайт). Ну и все остальные преимущества предобработки налицо: пока W5100 сам переспрашивает пакеты по протоколу TCP и считает контрольные суммы заголовков, Atmegа может спокойно заниматься более важными вещами.
Другим образцовым примером является шилд Arduino Ethernet Shield (arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield) от команды Arduino. С его помощью можно создать скетч, который будет способен:
- получать динамический IP-адрес по DHCP;
- устанавливать время по протоколу NTP;
- резолвить имена через DNS;
- проходить авторизацию через RADIUS;
- выполнять функции несложного Web-сервера или выступать в качестве Web-клиента, формируя запросы и осуществляя парсинг ответов.
Из схожих плат можно отметить разработку Freetronics - EthernetShield with PoE (freetronics.com/products/ethernet-shieldwithpoe). Идея питания Ethernet-устройства от той же линии Ethernet, к которой оно и подключено, родилась в 2001 году, а два года спустя стала официальным промышленным стандартом IEEE 802.3af. По собственному опыту замечу, что нет ничего удобнее для питания автономных коробочек, которые общаются по Ethernet и разбросаны по зданию в радиусе 100 метров от специального питающего коммутатора. Стоит такой шилд чуть дороже, требует приобретения дополнительной микроплатки модуля PoE и вместо SD-разъема имеет макетное поле.
Применение такому шилду - исключительно в неподвижных конструкциях, требующих взаимодействия по сети TCP/ IP. Например, отображение в браузер состояния подключенных датчиков или удаленное управление какими-то механизмами.
Сразу вспоминается проект «твиттер-цветочка», в котором связка Arduino+Ethernet при помощи воткнутого в землю датчика влажности через твиттер жаловалась на сухость и требовала немедленного полива. При всем многообразии применения EthernetShield хочу предупредить о том, что каждая библиотека, безусловно, экономит время, однако и отнимает несколько килобайт флеш-памяти микроконтроллера. Поэтому, если рано или поздно упрешься в предельный размер 30 Кб своей Arduino Duemilanova - подумай о замене на Mega 2560, памяти для скетчей будет раз в восемь с половиной больше.
Использование SD-карт
В проектах, связанных с накоплением какой-либо информации (например, GPS-координат), часто требуется нарастить объем доступной энергонезависимой памяти. Проще всего это сделать, подключив стандартную SD-карту. Для этого есть несколько готовых шилдов. Самый симпатичный из известных мне вариантов - microSD module, разработан испанской фирмой Libellium, специализирующейся на мониторинге окружающей среды (goo.gl/iHCy4).
Шилд занимает всего одну колодку пинов Arduino и позволяет работать с SD и SDHC-картами, предварительно отформатированными на в FAT16 (предпочтительнее) или FAT32. Единовременно можно работать только с одним файлом, длинные имена не поддерживаются.
Беспроводные шилды
Самые простые RF-модули на амплитудной модуляции (ASK), работающие в нелицензируемом диапазоне 433 и 313 МГц хоть и могут использоваться с Arduino через библиотеку VirtualWire, но все равно представляются мне довольно плохим вариантом.
Слишком сильно они подвержены помехам, устойчиво работают только на низких скоростях, не имеют аппаратного разделения на каналы - несколько одновременно работающих передатчиков будут мешать друг другу. Может быть, именно поэтому шилд-плат для них я пока не встречал.
Полярную противоположность представляют платы семейства Xbee, основанные на протоколах Zigbee, идеально подходящие для организации распределенных сенсорных сетей с автономным питанием. Каждая такая плата сама по себе является устройством с микроконтроллером на борту, и от шилда требуется совсем немного - обеспечить согласование с Arduino. Называются такие шилды обычно «Xbee Shield», но не всегда - например, Libellium разработал Communication Shield (goo.gl/OZDxl). Шилд обязательно содержит два ряда колодок, к которым пристыковывается модуль в формате Xbee.
Единственный недостаток, пожалуй, это цена самого модуля Xbee. Взамен получаем скорость до 250 Кбит/с, дальность в пределах прямой видимости до 90 метров (модификация Xbee PRO может добивать до 1,2 км), шифрование, экономное энергопотребление и возможность ретрансляции данных (два модуля прозрачно общаются друг с другом через третий).
Давно замечено, что если в компании заходит речь про беспроводные сети, первым делом почему-то вспоминают про WiFi, гораздо реже - про Bluetooth. В качестве примеров подойдут WiFly Shield от SparkFun (sparkfun.com/products/9954) и Bluetooth module от Libellium (cooking-hacks.com/index.php/arduinobluetoothmodule-89.html). Последний выполнен в формате Xbee и будет работать с любым переходным шилдом для Xbee, а программная настройка из Arduino напоминает диалог с модемом - через последовательный порт и AT-команды. Кстати, в свое время была выпущена оригинальная плата Arduino BT (arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardBluetooth), которая не имела USB-интерфейса, но программировалась и подключалась к компьютеру именно через Bluetooth. Большого распространения она не получила - может быть, в силу увеличения цены.
Для обмена данными через GSM обычно используется мобильник, способный работать по последовательному порту на уровнях TTL.
Но сейчас таких все меньше и меньше - их вытесняет USB, для работы с которым требуется быть хостом (а не девайсом, каковым является Arduino). Но, к счастью, производители уже давно штампуют законченные GSM-модули, к которым остается при крутить внешнюю антенну и разъем симки. За примером далеко ходить не надо - GPRS Quadband module for Arduino от Libellium (goo.gl/KueFH), который базируется на GPRS-модеме от SAGEM.
Особенность именно этой модели - GRPS-модуль съемный, и можно передавать не только данные - разведен выход на внешний спикерфон.
Разные шилды
Подводя краткий итог, можно с уверенностью сказать - решения почти всех типичных задач давно существуют в виде шилдов. Но не стоит думать, что на этом все заканчивается. Вот несколько примеров: Radiation Sensor Board от Libellium (счетчик Гейгера).
Шилд своими руками
В качестве примера создадим свой собственный LCD-шилд. Схема подключения популярного алфавитно-цифрового ЖКИдисплея 1602 на контроллере HD44780 возможна в двух вариантах - восьмибитной шиной или четырехбитной. Самое время открыть стратегию шилдостроения Arduino: пинов много не бывает! Стараемся использовать их по минимуму и поэтому выбираем четырехбитную схему (на наше счастье, поддержка такой схемы входит в дистрибутив ArduinoIDE, в виде библиотеки LiquidCrystal).
Используем для построения нашего шилда специальную заготовку - протошилд, который представляет собой макетную плату с небольшими изысками. Самая главная его ценность - это правильно расставленные отверстия для пинов, для идеальной стыковки с Arduino. Так уж получилось, что все колодки пинов расположены на сетке с шагом 2,54 мм, кроме одной (если бы не этот досадный факт, можно было бы взять любой кусочек «дырчатой макетки» и впаять в него стыковочные вилки PLS). Сделано это было специально, чтобы реципиент по рассеянности не вставил шилд наоборот и не пожег на корню будущий шедевр.
Обрати внимание, что схема предусматривает наличие переменного резистора для регулировки контрастности. Это важно! Если забить на это, при правильной в остальном схеме и скетче ничего видно не будет. Подойдет любой на 10-20 кОм, а конкретно на этом протошилде он уже и так предусмотрен - правда подключен ко входу analog0, поэтому придется припаять лишний проводок.
Возьмем кусочек штыревой гребенки PLS и распаяем сначала на контакты дисплея, а затем - на шилд. После этого надо взять монтажный провод и аккуратно, по очереди, зачистить и напаять проводки от дисплея к пинам Arduino согласно схеме - благо, она несложная. У меня интуитивным образом получилось упрятать большую часть под дисплей.
Оденем полученный результат на Arduino и загрузим первый тестовый скетч-пример из каталога LiquidCrystal. Ничего нет на экране? Или куча черных квадратиков? Не беда, самое время подкрутить переменный резистор - уверен, что-то обязательно появится! В этом случае можешь облегченно вздохнуть - теперь у тебя есть первый шилд собственного изготовления. Ну и раз уж он заработал - можно заодно его русифицировать. В свое время я изменил стандартную библиотеку так, чтобы символы кириллицы корректно транслировались из UTF-8 в знакогенератор дисплея. Ищи последнюю версию библиотеки на github.com/mk90 .
Похожие записи:
Монокуляры с большой кратностью - особенности и преимущества Монокуляр увеличение 50
World of Tanks вылетает при запуске — исправляем ошибки World of tanks вылетает после каждого боя
Серверный ключ 1с по сети
Как включается WiFi на ноутбуках Добавить новую беспроводную сеть на ноутбук
Как узнать серийный номер iPhone?
