家庭网络升级千兆

家里的主要文件都存在一个Linux服务器上。但是因为路由器实在太古老,每次传输文件到服务器上都限制在七八兆字节,实在是一种折磨。前几天买了一个千兆802.11ac无线路由器rt-ac66u,想把家庭网络升级一下。设置路由器的过程就不多说了,新路由器上线后发觉samba速度居然还是上不去。难道是因为当初布线用的超五类线支持不了千兆以太网?看来只能用备选方案,通过802.11ac的千兆无线网传输了。上网看了看mini-pcie网卡,价钱不太贵两百元,但是支持5.8G的天线一根就要85元,为了达到理想速度得买两根,网卡简直快赶上路由器了。

网卡和天线都快放到购物车里了,仔细想了想还是检查一下网络的瓶颈到底在哪里。

第一个原因很快就查出来了。家里的台式机因为离路由器近,偷懒用了一根电信送的网线,实际上只支持100Mbps,更换为路由器附送的网线后,连接变为千兆连接。从服务器下载文件速度稳定在10MB/s。继续检查。

接下来检查服务器端连接,确定为千兆连接无疑。于是用iperf检查服务器端到台式机的连接速度,发现双向速度都达到600Mbps,峰值800Mbps。好奇怪,难道是Samba配置有问题?上网搜了一堆Samba加速秘诀,各种修改,无果。然后又试了scp,速度也一样慢。看来不是samba配置问题。

不甘心随手将台式机上一个大文件拉到服务器上,发现速度100MB/s。不敢相信自己的眼睛,从服务器往下拖文件,还是10兆。应该是哪里出了问题。

上网搜”samba slow read fast write”,找标了”[SOLVED]”的帖子看进去。看了几篇讲Samba配置的帖子之后,看到有个人提到了RTL8169驱动的问题。查看了自己的机器,果然装的也是rtl8169驱动,于是按照介绍将驱动改为社区维护版,重启后从服务器拉文件,速度峰值达到100MB/s,稳定速度在50MB/s上,对新速度暂时满意。

很庆幸自己多检查了配置,否则如果千兆无线网卡买回后速度上去,多半就会认为是家里布线不行。其实很多时候根本原因只有仔细看才知道。另外也要谢谢ArchLinux论坛上的那位老兄,整个thread基本上就是他自己一个人自言自语在troubleshooting,最后解决了问题也不忘题目里加上‘[Solved]’。Archlinux的社区是我见过的论坛中最好的,所有的问题都有清晰的解答。

低电压IVB媒体中心

之前家里使用的离子平台已经使用有三年了(详情参见前文《兼做NAS的离子平台媒体中心》),一直都工作得很好没出什么问题。但是有一点让我感到不爽的是如果通过浏览器看flash视频的话,机器的性能有些跟不上。虽然XBMC可以通过插件看很多节目,但是也有少量节目因为插件出错等原因没法看。所以心里一直惦记着想要升级,但是却没有合适的低功耗平台在性能上有大的提高。Atom平台倒是出了几个版本,但是性能的提高都不如我想像中那么大。

年前出了一个平台叫NUC 4×4,顿时感到有了兴趣,但是仔细一看,却发现其实并不适合我。因为我的系统除了用来做家庭媒体中心以外,同时还要插两块3.5“硬盘用来做家庭文件服务器和备份的。NUC上面连SATA口都没一个,想接硬盘就得弄外置盒,一下就多了许多连线,还得多占用一个插座。我比较喜欢文件服务器和媒体中心合二为一的设计,这样就对功耗,性能,接口三者都有要求。虽然NUC不满足我的要求,但是这时就开始注意起IVB低电压版CPU了,代表的就是第一代NUC里装的Core i3-3217U,热设计功耗17W,内建HD4000图形处理器,支持H.264硬件编解码,实在是用来做低功耗媒体中心的利器。

可惜的是当时搜遍淘宝,除了NUC和一些对多媒体支持比较差的工控板子以外,并没有3217U的嵌入式板子卖,所以升级计划就一直搁置下来。

隔了半年,最近在逛淘宝的时候发现居然有了一票ITX规格的3217U嵌入式主板出售。仔细研究了一下,发觉符合我的需求:

1. 带两个SATA口

2. 外置DC供电

3. 支持mSATA

4. 带HDMI和VGA输出

5. 带3.5mm音频输出

6. 板上自带USB-IR,LVDS,GPIO等各种扩展接口,留有足够的DIY空间

除了第六点,其它都是我所需要的,于是在咨询之后,很快就下单买了一块。

具体是哪家店买的就不说了,根据我挖谷歌的结果,现在淘宝上所有3217U的主板其实都是这家渠道商出来的 http://www.yueson.com.cn/index.php?act=pShow&id=22,所以买哪个零售商的并不太重要,主要看谁的服务好就行了。其实零售商对这个产品本身也不是非常了解,比如一开始跟我说是12v/19vDC-IN通用,结果发觉19v电源点不亮,换了12v电源才能点亮。另外淘宝介绍里面说最大支持4G内存,但其实HM77芯片组支持单内存插槽最大8G内存,实际测下来单根8G内存也能用。这些都是尝鲜的代价吧,谁让一些大的主板厂商不生产这种主板呢。

在等板子到的时候还下单订了8G内存和60G mSATA。原本的主板不支持mSATA,所以系统是安装在第一块硬盘上。但是这样就带来一个问题。一是为了低噪音,两块盘都是低转速盘,所以系统性能受限。二是如果升级数据盘不但需要迁移数据分区,而且还需要迁移系统分区,这也搞得比较麻烦。所以趁着新主板支持mSATA,就买一块小SSD用来做系统分区。这样就实现了系统,数据,备份三块盘的分离。

板子到了以后就迫不及待的上电看一下,果然8G内存全部都能认出,没有只能认4G的说法。主板虽然不像大厂主板那样一看就是很豪华的做工,不过看起来也算可以了。稳定性究竟如何,还得看能不能经受3年24×7当文件服务器的折腾。之前用的索泰离子平台可是一点问题都没有。

接下来就是替换原来的系统,先拆下原来的离子平台。话说原来这块板除了性能不够以外,做工还是相当不错的,主板完全被动散热,只靠机箱风扇将热量排出,3年24×7从冬到夏跑下来一点问题都没有。

原来的浩鑫K45机箱,从2008年五月开始,这已经是这个机箱用的第三块板子了。两个硬盘位,无光驱和前置接口设计,从各方面都符合我对一台简约风格的HTPC的定义。

用了三年,机箱里和风扇上落了一层厚厚的灰,粗粗的的打扫了一下。

装机,过程相当容易。

从这个角度可以看出主板和硬盘间还有不小的空间,实际上机箱再短一些矮一些应该都没问题。不过我的机箱都是放在电视柜里,所以也不用计较这些空间了。

对于系统的选择,我还是选择惯用的Arch Linux,分区则是8G的SWAP,40G的根分区。这个分区方案留下了12G的未分配分区,算上SSD本身预留的4G不可见空间,整块SSD做了33%的over provisioning。对SSD性能和寿命比较感兴趣的朋友可以参考一下这篇文章http://www.edn.com/design/systems-design/4404566/Understanding-SSD-over-provisioning,预留未分配空间是最简单的防止SSD寿命缩短和提高性能的办法。

安装系统的过程就不详细讲了,安装了XBMC作为媒体中心,所有功能都是直接从之前的离子平台复刻过来的http://delock.peacewarfound.com/?p=1136,新版xbmc看起来没感觉界面好看很多,但是增加了对PVR的支持,可惜我们这里数字电视改造过,用不了这个功能。

系统信息和CPU信息。关于这颗Core-i3 3217U我在passmark上看过成绩,大约2200分,Atom D2700大约是830分,而我一直在用的Atom 330大约是590分,这也是为何好几代Atom平台升级我都没有升级的原因。因为虽然每一代Atom的图形性能都有所增强,但是对我最关心的flash播放性能来说,只有CPU性能成倍的提高才能解决我的问题。本来打算等flash慢慢死掉变成HTML5的,无奈国内一票网络视频供应商都没有迁移到HTML5的热情。否则我的离子平台多用个几年应该都没有问题。

播放内置1080p视频的CPU使用。在没有打开HD4000硬件加速之前CPU占用都在200%左右,打开后CPU占用率就很低了。在播放过程中系统CPU主频一直智能降频到800M左右运行。

我最关心的FLASH播放,新平台播放flash即使是原画画质,也看不出画面有任何卡顿,对新平台可以说是相当满意。在功耗方面,系统的idle功耗应该在30W左右,和原来离子平台相比应该没有多大区别。

紧凑型卧室媒体中心remake — 扩展篇3

等USB DAC等了几天,这天终于到货了。要感谢淘宝,要是没有什么鸡零狗碎都能找到的淘宝,这个DIY项目是很难进行下去的。只是辛苦了物业的工作人员,每周都要帮忙代收几个包裹。每次去领包裹的时候都看到满满一柜子各家各户的包裹。帮业主代收包裹真的是很琐碎的工作。如果有天物业想对代收包裹的业务收费的话,我想一件一块钱我还是愿意付的。

接在电脑上听了一下,效果还不错。我对Hifi并不十分追求,只要有没杂音的音乐就行了。这个DAC推荐得人很多。淘宝价38块。当然,如果加个铝合金拉丝壳子,接上‘镀金’端口,当成“发烧耳放”,卖得就完全不是这个价了。接上单元以后发现DAC自带放大器,音量稍微调高点就很响了。看来还需要一个电位器调节下功放输入端的电压。

本想接上RPi试一下的,却发现USB HUB的线给我搞断了。赶紧把线的颜色排列拍下来。这两天不想动烙铁,暂时先放那儿了。

周末白天出门去附近的模型店买了模型板。做这个媒体中心在一开始并没有很详细的自顶向下逐渐分割到最细节。而是在完成功能需求后就着手搭建一个子系统,等一个子系统成型后再以此子系统为约束条件搭建相邻的子系统。比如音箱的箱体就是在测试完单元以后再确定款式和设计的。同样的,系统各电路板的摆放位置也是在音箱到货了以后再确定的。而外壳的搭建方案直到确定了模型板的大小厚薄后才真正成型。这样做可以最大限度的利用已有资源。避免了自顶向下设计中底层模块实现有缺陷,导致最终集成测试失败的尴尬。麻烦之处就在于一开始不知道需要哪些部件,没法一次买全,很多时间都花在等待部件到货上面。好在DIY不需要赶工期,本来就只有周末的时间可以利用,正好也不会让DIY占用了全部的业余时间。

切割了三块模型板,比划了一下。”Cyclops”的外壳初见成型了。

接下来就是固定这些板子,话说固定电路板用的铜柱好难找,找了很久才配齐。费了一番功夫以后还是固定好了。

上次那个USB HUB断了线,重新焊的时候把焊盘给弄掉了。好吧我的手艺确实很烂,没办法网上买了个紧凑型的USB Hub,每个端口都自带延长线。

说起来是很小巧的USB HUB,实际装进这个12cmx20cmx5cm的小空间里时就发现很难塞得下,在嵌入式系统中USB是体积很大的东西。我看到树莓派的论坛上有人干脆把USB口元件去掉,把USB线直接焊在树莓派上以减小体积。我对自己的焊接技术实在没信心,还是挤挤吧。

虽然是DIY项目,可是有些细节还是要注意的,给系统做了个电源插座,和一个电源开关,这样系统开关就很方便了。

在音箱螺丝孔位打洞,把单元拧上,装上四块隔板。上电,Cyclops单声道智能音箱毛坯搭好了。接下来的工作主要在软件和外观上了。当然硬件上还会有小小的修改。

听下来,感觉迷宫箱的低频量还是略显不足,可能跟放大器输出 端串联的隔直电容有关,也可能是箱子自己的问题。没有和倒相孔式箱子比较过,没法下结论。不过对三寸的全频单元来说,低频没法要求太高。这个箱子主要还是用来听流行歌曲的。

背面还是可耻的拖了两根小尾巴。USB线实在太大了这两根留在外面用来给手机充电用。

插件

这件事外观看起来是一个社会公平性问题,实质上只需要结合一些常见的现象来看就很明白:某人有体臭,旁人忍受不了而戴了个香囊。某人一想,你戴香囊不就等于告诉大家我有体臭了吗?于是约谈之。当然,谈话过程中是不会说自己有体臭的,只好扯些“戴香囊影响了别人”之类云云。

小论家庭太阳能发电的可能性

有人问我太阳能电池板的最大理论效率是多少,我就稍微计算一下。
首先是维基百科上的一些数据。
太阳发光功率 3.846×10^26 W
日地距离:1.496×10^11m
地球轨道的戴森球面积=4*3.14159*(1.496×10^11)*(1.496×10^11)=
2.812*10^23平方米
假设太阳是均匀发光的,地球轨道上每平方米接收到的最大日光能量为1368瓦。
考虑到大气的遮挡以及不是所有地方都是太阳直射的,太阳能电池板的典型最大效率应该为每平方米500~1000瓦左右。考虑到太阳能电池的效率还不高,每平米能输出300瓦应该很不错了,刚好能带动一台台式机。
如果想通过带动汽车可能是不太可能的了,小汽车的功率动则几十千瓦。汽车所有表面能提供的功率连个零头都不够。这就是为何你看到的太阳能原型车都是又轻又小的原因。
那么家庭太阳能发电能否供给家庭需求呢?
如果家住阳光充足的地区,又不是公寓房子,在屋顶全部装上太阳能电池板应该能供应一家白天的电力需求。如果有50平米的屋顶用来作为太阳能发电用,假设一天的日照产生的能量相当于四小时的最大日照。那么一天能够产生60度电,对于一家人来说应该很够用了。问题是太阳下山以后怎么办?
对于晚上的供电问题,使用蓄电池是一种效率不高的方法。但是其它在电厂广泛使用的方法也未必有效。抽水蓄电?如果住的地方足够大,可以考虑抽水蓄电。如果建一个储水量125吨水的水塔(5mx5mx5m),高度为十米,大约能存3.4度电,只够勉强使用,还不考虑到水力发电过程中的损耗。更加高级一些的办法是熔盐储电,不过可能这就不适合DIY了。当然125吨水的水塔大约也不适合DIY吧?其它方法还包括把水加热到一百度,然后在晚上通过加热沸点更低的物质发电。通过提升比水更重的物质(比如铅)来提高储能效率。不过这些东西中哪样听起来都觉得不该出现在你家的院子里。
所以发电并不难,难的是怎么储存住这么多能量。储能是如此的困难。我见过的最佳储能物质就是变形金刚用的能量块。这玩意无时无刻不在提醒人类我们的科技水平还多么的初级。
更合理的办法应该是把白天发的电输往本地的储能厂,然后在晚上储能厂把电送还给你,当然是收取一定费用的。储能厂当然很喜欢这个模式,因为买太阳能电池板绝对是一种赔钱买卖。如果家庭太阳能发电真的普及的话,白天的电能会变得很便宜,便宜到你的邻居都想把电白送给你。而晚上的电还是很贵。当然如果一连十几天阴天的话,你就看着智能电表上的单价蹭蹭往上蹿吧。
所以家庭发电什么的还是算了吧。如果家里有个大天台,种点花花草草的应该是不错的选择。

紧凑型卧室媒体中心remake — 扩展篇2

自己DIY如果想不浪费钱,就不能一次买一堆零件来试。每次都是试验好一个部件以后再思考下一步需要什么,该怎么做。很多时间也用来等待购买的零件到货。不过这也是DIY的乐趣之所在,如果零件没到,或者工作太忙,或者没有好的想法,就可以把DIY的东西放下一阵子。只是如果不想一放下就不想再拿起的话,大概的最终目标还是要的。

上次说到为了通过单个电源给系统供电,还需要一个DC-DC。在淘宝上找了个外观看起来还不错的。12v转5v,这样通过一个12v电源就可以同时为系统提供12v和5v的电压了。

还需要为全频单元找一个音箱。因为3寸单元低频量感会不足,所以我选择了迷宫结构的箱体。所谓迷宫箱,就是在音箱内部折叠了曲折的声线,以达到增加低频谐振,提高低频音量的能力。我对hifi没什么研究,看见有人说这个好,就来尝试一下。

我这个箱子的开孔位置跟正常音箱的位置不同,而且只要一个,所以需要订做。大约一个礼拜后收到货了。这个就是箱子的外观。迷宫箱有两种工艺,一个是正常的箱子在内部用板材隔出声线形状。还有一种是将板材用切割机切割成剖面形状,粘合在一起后两边装上侧板。我比较喜欢后面这种工艺,结构看起来比较牢固,声线转弯的地方也可以圆滑很多。当然用料比前者也大大增加了。这样一个12cmx20cmx20cm的空箱子要99元。

这个音箱背板没有留接线盒的位置,而是把接线孔开在了单元仓的正上方,之后功放板会放在音箱上面,这样功放板到单元的线路长度达到最短。音箱内部的声线也少了单元线的干扰。这是我个人认为音箱的最佳开孔位置。

音箱内部的样子,和普通音箱不同,迷宫箱内部是曲折的空间,所以有迷宫的称号。

把单元放上去看了下效果,还挺不错。音箱的外观略显粗糙,还需要慢慢打磨。这个系统我打算给它起名叫”Cyclops”

Cyclops的图片,看看是不是有点像?

把树莓派和外围部件在箱子上边摆放了一下,大致的布局是这样的。布局还需要仔细调整一下,因为将来还有一个灯光效果要加在系统里面。5V DC输出连接在树莓派的USB口上,这样可以同时给树莓派和USB设备供电。实测下来树莓派的供电电压要稳定得多。

把系统接好以后,发现一个问题。Raspberry Pi的模拟输出效果不太好。开始播放的时候喇叭会“砰”一声。挖了论坛后发现树莓派的模拟音频输出精度只有11bit,而且还有输出电平匹配的问题。论坛上的意见都是不要用树莓派的模拟音频。于是我打算入一个usb dac。在比较了现成的usb声卡和usb dac两种方案以后,我决定还是使用基于PCM2704的usb DAC板。于是又进入了下单后的等待期。

BOM小记

Raspberry Pi: 350

无线网卡:69

TF卡:30

遥控器:99

USB电源线:8

开关电源:99

喇叭:56

功放板:21

DC-DC:7

迷宫全频音箱:100

线材:10

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合计:849,眼看就要超过一千大关了,我会尽量控制在一千以内的。

紧凑型卧室媒体中心remake — 扩展篇1

我的目标是紧凑型卧室媒体中心,所以紧凑是核心概念。总的来说,有以下几点要求:

1. 外观紧凑,紧凑不仅是指体积,同时也指外观应当呈现一个唯一的可搬动的物体的状态。不希望像现在这样声卡,网线,喇叭,usb红外等几个部件拖在外面的情况。

2. 没有不必要的连接线,外观上只有一根电源线连接到媒体中心,别的连接线全部没有。

3. 功能部件紧凑,不存在多余的部件。

4. 可以适当扩展增加视觉效果。

综合起来媒体中心的核心应该是综合喇叭,功放,电脑的一体式音响。电脑和音响做成一体,有利于内部走线。同时因为有处理器芯片和Linux操作系统的支持,功能的可扩展性也远远大于市售的插卡式音箱。可配置性也比市售的无线媒体音乐中心要灵活得多。当然,主要还是可以按照自己的需求进行配置,不用局限于市售系统预先搭配好的配置和功能。

首先就要开始搭配核心的音响系统。我选择了单声道输出,因为如果选择双声道的话,要追求音场就得选择分离式双箱体设计,这样结构上的紧凑性就无从谈起。要是采用单箱设计的话,箱体结构就是一门高深的学问,急切间学不来。而且对于卧室音箱的几个常见摆放位置来说,单箱体根本就无法提供合理的声场。不如还是采用单声道输出来得简单一些。

打定主意以后就开始了部件的采购工作,因为采取了单声道输出,所以这部分的成本也就减半了。首先购入了20w数字功放板,3寸15w全频喇叭,和12v4A开关稳压电源。

20w数字功放板。选择D类功放板主要是因为效率高,热损耗小。恰好找到这个单声道的功放板就买下了。这块板本身还支持外部信号控制开关,这样的话也可以在不播放时关闭喇叭防止底噪。效果不详,因为不知道是用什么芯片做的所以也没有资料可查。这个功率级别的功放板都不贵,有兴趣的也可以找一些模拟的功放板来搭建自己的系统。有些功放模块还是颇有口碑的。可惜我这块被磨掉了,看不出来。

三寸全频喇叭,在淘宝上找了个销量高的就下单了。我对音响远远没到发烧的级别,所以对单元的选择就比较随意了。选择全频喇叭主要是因为单个单元无需分频,连线和设计都很简单。像我这样的音响门外汉,少一个部件就少一个搞砸的机会。3寸15W4欧姆,这个功率不算大,但是对付卧室听一点睡前音乐足够了。全频喇叭的低音比较欠缺,但是可以通过箱体的选择弥补,这个稍后再提。

12v4A开关稳压电源,这个用来做媒体中心的总电源。计划中树莓派,喇叭,照明等都通过这个电源来供电。48W的功率应付这些需求足够有余了。

接下来是组装电路。把一根3.5mm对录线剪断,两个声道合并起来焊接在功放板的输入端。

功放板的喇叭端,电源端各连出引线。测试没有短路和断路以后和电源喇叭分别连接起来,音频接手机,接上电源以后试着播放一个mp3,一次性推响了。喇叭的声音听起来还不错,没有怪声发出。底噪貌似也没有。

下图是测试用的电路,功放板上有两根线未连,那是用来做外部控制的。如果系统装好后发现有底噪,那么不放音乐时就要通过这个端口来控制关闭功放电路。

接下来就要寻找音箱箱体了,同时为了能够通过单个电源给系统供电,还需要一个能输出5V的DC-DC,请等待《紧凑型卧室媒体中心remake — 扩展篇2》

BOM小记:

Raspberry Pi: 350

无线网卡:69

TF卡:30

遥控器:99

USB电源线:8

开关电源:99

喇叭:56

功放板:21

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总和:RMB732

LED光谱研究

最近看到了一种LED中蓝光成分对眼睛有害的说法。说起来这种说法是有一定科学依据的。因为人眼对蓝光相对不敏感,所以对于高亮度蓝色光线相对不容易受到刺激。另外蓝光的波长大约在400-500nm,属于高能量光线,和紫外线一样潜在具有对生物体造成伤害的作用。

但是存在科学依据并不代表在科学上就是正确的,否则科学家发论文就不用拿实验数据,只需要把自己的科学依据讲一下就行了。所以白光LED中的蓝光成份究竟有多大,还是应该通过实验来做一下。

上淘宝搜了一下,能分析光谱的仪器价格基本都超过一千,贵的上万。所以只能找简单的定性工具,至于定量测定,还是只能上网查文献。

这个就是探测用的教学用分光镜,没有电源和刻度,只能做定量分析。

先观察一下白炽灯,连续光谱,蓝色成分特别低。灯光颜色本来就是黄色的。

节能荧光灯,光谱是离散的。蓝色端有一根亮线。红绿成分比蓝色高很多。

白色LED,光谱也是连续的。蓝色端并不特别亮。红绿比蓝色亮一些。

结论,没有确定性的结论,但是以下几点可以参考:

1. 直视光源对眼睛总是潜在有害的,应当避免直视光源。

2. 在室内的照度下,反射光的强度应该不太大。

3. 避免使用纯蓝色的光源,眼睛在自然条件中很少有机会看纯蓝色的光,所以调节保护能力可能有限。