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YAVDR 2.0

VDR und Kodi im Wohnzimmer - Version 2.0

Hier dient ein schickes HTPC-Gehäuse von Silverstone als Grundlage für einen leisen Wohnzimmer-PC mit DVB-S2 Empfang

YAVDR

Diese Teile habe ich für den Wohnzimmer-PC verwendet:
1x Gehäuse Silverstone Grandia GD04B mit USB3.0
1x Mainboard ASrock Alive NF6G-DVI
1x CPU AMD 64 X2 3800+ EE
1x Artic Cooling Freezer 64 LP
1x RAM 2GB DDR2-800
1x picoPSU 120W
1x AC-Adapter Bicker TRG70A120-CECV
1x Festplatte HGST Travelstar 5K1000 - 1TB 2,5" SATA
1x BluRay Combo-Laufwerk LG CH08NS10
1x DVBSky S952 Twin
1x Grafikkarte Fujitsu Nvidia Geforce 9300GE mit 2xDVI
1x Slotblech mit optischem SPDIF-Ausgang
1x selbst gebaute Lüftersteuerung mit NTC und L200 (5-beiniger Spannungsregler)

Als Software dient yavdr:
http://www.yavdr.org/

Hier folgt nun die Beschreibung des Systems.

1. Das Gehäuse

Bei der Auswahl des Gehäuses musste ich die örtlichen Begebenheiten sowie mein Ziel eines leisen, aber dennoch flotten und ausbaufähigen Rechners im Auge behalten.
Hauptproblem ist die geringe Gehäusetiefe, da ein "normales" PC-Gehäuse mit über 45cm Tiefe einfach nicht auf meinen Wohnzimmerschrank passt. Tiefer als der Dolby-Digital-Verstärker SONY STR-DA 50ES, den ich dort schon stehen habe, sollte die Kiste nicht werden. Das schränkt das Angebot schon gewaltig ein.
Ich hatte mir auch als Vorgabe gesetzt, dass zumindest ein Micro-ATX-Board rein passen sollte.
Flache Gehäuse sehen zwar schick aus, dafür passen meist keine oder nur eine hohe PCIe-Karte mit Riser in das Gehäuse. Zudem sind bei flachen Gehäusen meist die Lüfter deutlich kleiner und daher auch lauter.
Die Wahl fiel daher auf das Silverstone Grandia GD04B mit USB3.0:
http://www.silverstonetek.com/product.php?pid=233&area=de
Das Gehäuse gibt es übrigens auch in Silber.
Es wird mit 3 Lüftern geliefert, diese sind 120mm groß und selbst bei voller Drehzahl mit 12 Volt noch tolerabel. Verringert man mittels Lüftersteuerung die Drehzahl auf 500-700 U/min sind diese kaum noch hörbar.
Im Gehäuse ist Platz für ein Micro-ATX-Board, ein Standard ATX-Netzteil, 2 Festplatten (3,5" und 2,5") und ein optisches Laufwerk mit Standardmaßen (5,25").
Zudem lassen sich alle Steckkarten in der vollen Bauhöhe nutzen, also auch große Grafikkarten passen da rein.
Beim CPU-Kühler muss man allerdings auf die Bauhöhe achten, sofern man ein optisches Laufwerk benutzt, da hier nur ca. 80 mm für den Kühler samt Lüfter zur Verfügung stehen.

2. Das Mainboard

Warum in die Ferne schweifen, wenn das Gute liegt so nah?
Ich hatte noch ein AsRock Alive NF6G-DVI in meinem Fundus und brauchte dafür nur eine sparsame CPU und etwas RAM.
Da fiel die Entscheidung leicht, dieses Board zu verwenden, kann man hier doch eine der AM2-CPUs verwenden, die ich auch noch da habe.
Einziges Manko bei diesem Mainboard, was sich später herausstellte: Die Lüftersteuerung war nur sehr schlecht zu handhaben, da die Einstellmöglichkeiten gar nicht zu den Lüftern und zum Gehäuse passten.

3. Die CPU

Als CPU wollte ich zuerst ein AMD 2650e verwenden. Das ist aber nur ein Einkerner und hat zudem eine recht geringe Taktfrequenz. Diese CPU funktioniert zwar mit dem Board, wurde aber vom BIOS und von Linux nicht korrekt erkannt.
Sparsam ist diese CPU ja, ein kleiner Passivkühler reicht dafür vollkommen aus. Die Leistung der CPU war aber selbst für den VDR schon recht schwach, da bei HD doch einiges über die CPU geschoben wird. Eine Full-Feature-DVB-Karte gab es damals für HD noch nicht und gibt es auch nicht mehr. Auch zum Konvertieren konnte man etwas mehr Leistung gut gebrauchen.
Die Wahl fiel dann auf den AMD Athlon 64 X2 3800+ ADO3800IAA5CU mit 2x2GHz und Sockel AM2

4. Der CPU-Kühler

Als Kühler hatte ich vor, einen Arctic Cooling Alpine 64 zu verwenden und den Lüfter einfach abzubauen. Durch die großen Gehäuselüfter ist die Luftbewegung im Gehäuse ausreichend und mit Lüfter hätte der eh nicht ins Gehäuse gepasst.
Ich konnte aber noch einen Arctic Cooling Freezer 64 LP ergattern (wird leider nicht mehr hergestellt). Der passte optimal und war deutlich besser in den Eigenschaften, wenn man die Lüfter abbaut.

5. RAM

Als Speicherriegel verwende ich einen Riegel mit 2GB DDRII-800 und möglichst wenigen Chips.

6. Das Netzteil - Die Stromversorgung

Da habe ich nicht lange überlegt. Aufgrund der sehr geringen Wandlerverluste und daher auch ohne störenden Lüfter kam nur ein picoPSU in Frage.
Die Wahl fiel auf das picoPSU 120W (gelb) incl. externem Netzteil mit 12V und 10A. Ich musste mir nur noch einen Adapter für die 12V ATX des Mainboards zusammen löten und noch 2 Adapter für die Sat-Karte sowie die Festplatte besorgen.
Das externe 120W-Netzteil erwies sich aber als recht schlecht im Wirkungsgrad. Es wurde ganz schön warm. Da der Rechner nur etwa 50W bei Volllast zieht, habe ich das Netzteil gegen ein Bicker TRG70A120-CECV ausgetauscht. Das hat einen guten Wirkungsgrad von 85% und wird kaum warm.
Damit der  Netzteilschacht im Gehäuse nicht hinten offen ist (es ist ja kein Standardnetzteil eingebaut), habe ich einfach ein altes defektes Netzteil zerlegt und mir das hintere Blech herausgeschnitten. Noch eine Hohlstecker-Buchse rein und ein Wippschalter in die vorhandene Öffnung gesteckt und dann sieht das sauber aus und funktioniert tadellos.

Mainboard YAVDR 1.0

Hier sieht man das Innenleben, noch ohne Laufwerke, ohne Grafikkarte und ohne DVB-Karte. Ganz rechts sind 2 Gehäuselüfter, der Dritte befindet sich (hier nicht sichtbar) auf der anderen Gehäuseseite links, Die CPU versteckt sich unter dem Freezer 64 LP-Kühler. Davor befindet sich das 2GB-RAM-Modul. Oberhalb der CPU erkennt man links das 120W picoPSU. Auf der Rückwand sind hier 3 Slots noch frei: Von links kommt da zuerst die DVB-S2-Karte, dann das SPDIF-Slotblech mit Toslink-Buchse und ganz rechts dann die Grafikkarte. Links oben erkennt man auch das Lochblech, das den Netzteilschacht abdeckt. Darin befindet sich die Stromzufuhr mittels Hohlstecker-Buchse und Wippschalter, sowie eine DB9-Buchse für die serielle Schnittstelle. Man erkennt auch die beiden Adapter für die Stromversorgung der SATA-Festplatte und der DVB-Karte. Ganz oben ist noch der NTC (Temperaturfühler) mit seinem blau-grau-verdrilltem Kabel für die Lüfterregelung zu sehen.

7. Die Festplatte

Bei der Festplatte habe ich mich für eine HGST 1TB mit 2,5" entschieden. Diese ist deutlich sparsamer als 3,5"-Modelle und die Geschwindigkeit ist für diese Zwecke vollkommen ausreichend.

8. Das optische Laufwerk

Beim Gehäuse, das ich gebraucht in der eBucht gekauft habe, war ein BluRay-Combo-Laufwerk CH08NS10, also ein DVD-Brenner mit BluRay-Lesefunktion dabei. Die Abdeckung der Schublade war schon angeklebt. das Laufwerk hat einen SATA-Anschluss. Was schon mal da ist, wird dann auch einfach weiter verwendet.

9. Die DVB-Karte

Als DVB-Karte kommt für mich nur eine Satelliten-Karte in Frage, also eine DVB-S2. da ich nur 2 PCIe-Slots auf dem Mainboard habe und der PCIe-x16 für die Grafikkarte reserviert ist, benötige ich eine Karte mit Twin-Tuner und daher auch 2 F-Anschlüssen. Verfügbar war die DVBSky S952 mit Kabelsatz und Fernbedienung zum kleinen Preis. Nachteil dieser Karte: Die nötigen Treiber sind nicht im Kernel und müssen erst installiert und nach jedem Kernelupdate frisch eingespielt werden.
Sollte aber kein Problem sein.

10. Die Grafikkarte

yavdr läuft quasi nur ordentlich mit ein VDPAU-fähigen Grafikkarte. Das Mainboard hat zwar eine Onboard-Grafik, die hat aber kein VDPAU und auch keinen digitalen Bildausgang (DVI/HDMI). Also muss man da Nachrüsten.
Aufgabe: Finde eine VDPAU-Karte, die nur einen Slot Breite beansprucht, passiv gekühlt ist und mindestens einen DVI-I oder DVI-D-Ausgang hat.
Bezahlbar sollte sie auch noch sein. Grafikmonster mit 3 Riesenlüftern und zusätzlichem Stromanschluss kommen nicht in Frage, ich will ja nicht die Bude damit heizen, sondern "nur" fernsehen.
Die Wahl fiel hier auf eine Nvidia Geforce 9300 GE, hergestellt von Fujitsu-Siemens mit 512MB RAM und 2 DVI-I-Ausgängen. Von da geht es dann mit Adapter auf einen HDMI-Eingang des Flachbild-TV.

11. Slotblech als digitaler Audioausgang

Bei dem verwendeten Mainboard befindet sich eine Soundkarte onboard, die einen SPDIF-Ausgang in Form eines Pfostensteckers besitzt. Diesen Ausgang kann man leicht mittels eines passenden Slotbleches mit Adapter nach SPDIF coaxial und Toslink (Lichtleiter) wandeln, um den Ton auf bestmöglichem Wege einem Decoder, bzw. Vollverstärker zuzuführen. Aufgrund drohender Masseschleifen und der Tatsache, dass mein Hifi-Receiver, ein SONY STR-DA50-ES jede Menge optische Eingänge hat, schließe ich den kurzerhand optisch an. Das Slotblech mit der Platine stammt von ASUS und ist noch in der eBucht zu finden. Es wurde offenbar mal als Zubehör für ältere Mainboards beigelegt oder verkauft.

Twin DVB-S2-Karte & Grafikkarte

Links befindet ich die DVBSky S952, rechts die Geforce GE9300. Auch kann man dazwischen das Slotblech mit dem SPDIF-Ausgang noch erkennen.

12. Die Lüftersteuerung

Für die Lüftersteuerung habe ich mich mal nach brauchbaren Fertigprodukten umgesehen. Leider sind diese entweder: a) schlecht, b) Funktionsweise unklar, c) teuer.
Da ich aber weiß, an welchem Ende man einen Lötkolben anfasst, ohne sich die Finger zu verbrennen, mache ich mir die Steuerung einfach selbst.
Pflichtenheft:
Alle drei vorhandenen Lüfter (12V, jeweils 0,3A max.) sollten gleichzeitig gesteuert werden.
Die Steuerung sollte temperaturabhängig sein.
Sie sollte einen Überlastschutz und Kurzschlussschutz haben.
Am Besten aus Bauteilen aufgebaut werden, die die Bastelkiste hergibt.

Zunächst experimentierte ich mit diversen Transistorschaltungen. Wenn man jedoch den Überlast- und Kurzschlussschutz dazu pfriemeln wollte, wurde es schnell aufwendig. Zudem sind die meisten Schaltungen instabil bei schwankender Betriebsspannung.
Also verwende ich doch ein IC, das von Haus aus alle Features mitbringt: Spannungsregler.
Die dreibeinigen Typen haben alle den Nachteil, dass man den Maximalstrom nicht einstellen kann, zudem ist der Steuereingang meist sehr niederohmig, was mit hochohmigen NTCs oder PTCs als Temperatursensor schwierig wird. Also bleibt da nur etwas mit mehr Beinchen übrig. Die Wahl fiel auf den L200.
Der wird seit Ewigkeiten gebaut, ist spottbillig und hat Alles was wir brauchen.
Die Schaltung ist ganz einfach. Der NTC bestimmt mittels Spannungsteiler die Referenzspannung und so die Drehzahl der Lüfter.
Damit die Lüfter auch sicher anlaufen, wurde mittels eines Transistors und eines RC-Glieds dafür gesorgt, dass beim Einschalten die Volle Spannung an den Lüftern anliegt, die nach einiger Zeit auf die gewünschte Drehzahl abfällt.
Der Widerstand am Pin 5 der L200 bewirkt eine Strombegrenzung auf 1A

Lüftersteuerung

Hier der Schaltplan:

Schaltplan Lüftersteuerung

Beschreibung der Schaltung:
Der 100uF-Elko blockt die Betriebsspannung gegen Störungen ab und verhindert Instabilitäten des L200. Das RC-Glied aus 470uF-Elko und 100k-Widerstand bildet zusammen mit dem Transistor die Anlaufschaltung, die beim Einschalten den 1,5k-Widerstand parallel zum NTC schaltet und damit die Ausgangsspannung auf den Maximalwert hochtreibt. Damit laufen die Lüfter sicher an. Sobald der 470uF-Elko geladen ist, bildet der Spannungsteiler aus 15k-Widerstand und 20k-NTC die Regelschaltung für die Ausgangsspannung. Der 220nF-Kondensator dient als Stützkondensator für den Ausgang. Am Pin 5 des L200 befindet sich zur Strombegrenzung der 0,47R-Widerstand, der damit den Ausgangsstrom auf ca. 1A begrenzt. Die Diode 1N4007 sorgt dafür, dass der 470uF-Elko beim Abschalten schnellstmöglich entladen wird und damit die Basis des Transistors keine negativen Spannungen erhält. Die 3 Lüfter werden parallel betrieben. Die Tachosignale der Lüfter legt man zweckmäßigerweise an die entsprechenden Eingänge an den Steckern am Mainboard. Die 12V Versorgung für die Schaltung habe ich vom Floppy-Molex-Stecker des picoPSU abgenommen.

Hier noch die Rückseite mit den Anschlüssen:

Rückseite

Links erkennt man die Anschlüsse des Mainboards, hier wird außer dem Netzwerkanschluss später nichts verwendet. Dann folgen die beiden DVI-Buchsen der Grafikkarte, ein perforiertes Slotblech als Lückenfüller, das SPDIF-Slotblech mit dem Toslink-Ausgang und die DVBSky-Sat-Karte. Im Netzteilschacht ist das Lochblech, das ich von einem defekten Netzteil verwendet habe mit der seriellen Schnittstelle (die war gedacht für den LIRC-Empfänger, den ich noch hatte), darunter der Wippschalter und die Hohlsteckerbuchse für die 12V vom Netzteil. Die Luft wird von den seitlichen Lüftern angesaugt und strömt durch das Gehäuse nach hinten durch die zahlreichen Öffnungen wieder nach draußen.

Der Rechner selbst steht hinten relativ dicht an der Wand, der Abstand beträgt ca. 5-6cm. Für die Lüftung ist dies noch ausreichend, aber für die Anschlüsse erwies sich das als Problem. daher musste ich für die Sat-Kabel Winkelstecker und für den DVI-Anschluss einen speziellen Winkeladapter auf HDMI besorgen, damit ich den Rechner auch ordentlich platzieren konnte. Die anderen Kabel konnte man mit kleineren Radien zur Seite biegen.

Zur Software:

Als Software kommt, wie schon oben erwähnt, yavdr zum Einsatz. Es ist eine spezielle Distribution, die auf Ubuntu basiert und mittels VDPAU und Xine die Ausgabe von HD auf geeigneten Fernsehern (mit HDMI-Anschluss) ermöglicht. Die "alte" VDR-Version funktionierte nur mit einer Full-featured DVB-Karte vernünftig, da die Dekodierung des Signals in der DVB-Karte gemacht wurde. Diese Karten können aber kein HD und sind daher nicht für die Zukunft gerüstet.
Da es keine Full-featured DVB-S2 Karten (mehr) gibt (es gab mal ein eine Karte von TechnoTrend, die DVB-S2 6400, von denen aber nur sehr wenige gebaut wurden und die kaum noch erhältlich ist), muss man zwangsläufig eine andere Lösung finden.

Die hier verwendete CPU wäre mit HD-Material und Software-Dekodierung schon mehr als ausgelastet. Dies wäre also keine vertretbare Lösung. Mittlerweile gibt es zwar CPUs, die locker HD dekodieren können und dazu noch stromsparend sind, das war aber damals nicht so. Stromsparend ist eine Dekodierung mittels CPU ohnehin nicht, da die CPU quasi ständig unter Dauerlast steht.
Es gibt aber die Möglichkeit, diese Aufgabe der Grafikkarte zu überlassen. Auf Linux-Seite gibt es da VDPAU, das aber anfangs nur mit Nvidia Grafikkarten überhaupt funktionierte. Mit intel oder AMD-Grafikkarten war da kein Blumentopf zu gewinnen. Das Mainboard hat zwar eine AMD-Grafik onboard, diese wird aber nicht genutzt, da sie kein VDPAU hat und auch sonst für HD ziemlich unbrauchbar ist.

yavdr verbindet da die Möglichkeiten von VDR mit der Dekodierung von Xine und der Hardware-Beschleunigung von VDPAU. Dazu kommt noch XBMC als Media-Center, das so gut wie alle Video- und Audio-Formate und Container abspielen kann. Zusammen mit der Erweiterbarkeit des Ubuntu-Systems und aktueller Software durch ständige Updates ist es das Beste, was einem PC passieren kann ;-)

Tipps zum Betrieb:

Zeitweise kommt es vor, dass die Oberfläche mal hängenbleibt und nicht mehr reagiert. da aber das System und der VDR in den allermeisten Fällen darunter noch läuft, braucht man nur die Oberfläche neu starten:

sudo service openbox restart

Dies startet einfach die grafische Oberfläche neu. VDR selbst läuft weiter, eine programmierte Aufnahme läuft ohne Aussetzer weiter.

 

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