Category: техника

Category was added automatically. Read all entries about "техника".

Почему я сталинист?

Collapse )

Засим приглашаю вас в мой дневник, и да не будет душа сталиниста для вас потёмками: мои рубрики (tags).

ДОПОЛНЕНИЕ: Ниже следует одна из лучших коротких публикаций о Сталине.

Оригинал взят у albert_lex в Споры о Сталине
Collapse )


Сергей Рыченков, Публикуем товарища Сталина. Заметки на полях издания «Сталин. Труды». Заметка 24.

https://ljsear.ch/ Поиск по архивам Живого журнала 2000–2017 годов

Открой для себя Arduino! : Часть четвёртая -- печатная плата

Бьётся в тесной головке мысля (©) -- Открой для себя Arduino! : Часть третья

Разработка печатной платы оказалась довольно тяжким трудом, но, к счастью, китайские товарищи замечательно сработали для меня её первый вариант -- качественно, быстро и поразительно недорого (5 плат за одну неделю, включая доставку курьером FedEx в Канаду из Шеньчженя, что в Китайской Народной Республике, -- всего US$20):



IC3 -- микроконтроллер ATmega328P, который используется в Arduino Uno Rev 3; слева от него -- соединитель J19 для жидкокристаллического дисплея (2 строки по 8 символов). В вырезе справа будет помещаться батарейка "Крона". Толстые проводники слева должны выдержать ампер 200, как я предполагаю.

Плата уже сильно доработана, но пока спаяю эту для проверки.

Бьётся в тесной головке мысля (©) -- Открой для себя Arduino! : Часть третья

Открой для себя Arduino! : Часть вторая

Не хотел раскрывать свои планы до полного завершения моего проекта, но сегодня (впрочем, уже вчера) у меня произошла цепь революционных умозаключений, которая эти планы изрядно подрихтовала. Эти умозаключения не видны окружающим (да они и не смотрят особенно...), и они не понимают, какие изумление и радость вызывают творческие акты, пусть и столь незначительные. Вот я и решил поделиться здесь своими яркими переживаниями конструктора-радиолюбителя.

Мой замысел начался с того, что я внезапно решил воспроизвести мой проект образца 1993 года (подробнее здесь: Хождение по звукам: Как мы, туповатые мужики, ищем причины ошибок или неисправностей), завершённый на Родине за год до отъезда в Канаду, на новой почве расцветшей буйным цветом фантастически прекрасной полупроводниковой технологии, которой мы обязаны, по преимуществу, американским товарищам. (Как я обычно говорю в таких случаях, русские бы до этого никогда не дошли. Не в смысле "не додумались бы", а просто даже думать в эту сторону не стали бы. Зачем, когда есть уже солёный огурец?!)

Итак, я еще молодым радиолюбителем начал думать о том, чтобы построить прибор для проверки наличия прямого металлического соединения хорошего качества, то есть, попросту говоря, "прозвонки", и при этом прибор не должен был сопряжен ни с малейшим риском повреждения оборудования, которое бывает и очень нежным, и очень дорогим. Зачем мне это было нужно? Ну, например, инструкции по применению интегральных схем часто пишут, что развязочные (? термин, возможно, уже забыл) конденсаторы, подсоединяемые параллельно подводимому к микросхеме питанию, должны устанавливаться как можно ближе к этой микросхеме; обычная прозвонка не заметит, если это правило нарушено, лишь бы они были как угодно подсоединены, а я хотел обнаружить эти неправильные несколько миллиом, свидетельствующие о недостаточно близком соединении, причем, возможно, осуществленном через какие-то диодные переходы. Другой пример использования -- качество контактов, номинально в пределах десятков миллиом, что может быть заметно хуже при старении этих контактов.

И, самое главное, повторюсь: я хотел бы, чтобы от моего прибора не было бы никакого риска измеряемому оборудованию, куда бы я ни ткнул измерительные щупы. По этой причине я решил, что прибор вообще не должен "видеть" полупроводниковые переходы как проводящие, а, учитывая, что мы, советские люди, еще помнили о германиевых диодах с напряжением на переходе милливольт в 250, я установил максимальное значение измеряющего напряжения, исходящего из моего прибора, на уровне около 50-ти милливольт.

При этом, как понятно из первой части, я хотел измерять очень малые сопротивления, скажем, с верхним пределом 1 ом, что принуждает к довольно большом измерительному току: закон Ома все помнят? Чёта я не уверен, ну да ладно: 50 милливольт/1 ом = 50 миллиампер. Прибор должен быть с батарейным питанием, и с такими рабочими токами батарея будет быстро разряжаться. Отсюда требование: измерение должно производится импульсами с длительностью не более нескольких десятков микросекунд и периодом в миллисекунды.

Здесь уважаемый читатель, проявивший достаточную волю, чтобы дочитать до этого места, может вздохнуть с облегчением. Если совсем просто, я хотел построить очень экономичный и безопасный миллиомметр для прозвонки, причём частота звука должна была отображать измеряемое сопротивление: чем меньше сопротивление, тем выше звук. Это для того, чтобы не смотреть на стрелку осциллографа: звук проще воспринимать.

Но и стрелку тоже надо: в 1993 году у меня был стрелочный прибор, а сейчас-то -- цифровизация! Поэтому прибор должен быть цифровым: и эффективнее, и проще!

Ну а что надо для миллиомметра? Показывать миллиомы от 0 до 999, поэтому я решил, чтобы всё было попроще и подешевле, применить трехразрядный жидкокристаллический семисегментный индикатор, который можно видеть на фотографии по ссылке, с которой начинается этот текст.

А несколько дней назад меня осенило: ведь я же измеряю сопротивление путем измерения напряжения при фиксированном токе в 50 миллиампер, то есть у меня подспудно есть еще и милливольтметр с пределом в 50 милливольт! А подсоедини шунт в 50 ом к входным гнездам, и получится еще и микроамперметр с пределом в 1 миллиампер! А это всё функциональность, которая хоть и редко, но бывает нужна (например, как оценить скорость разряда батареи?), и которой совершенно нет в расхожих мультиметрах.

Таким образом, решил я, мой прибор станет миллимультиметром! Значит, нужен орган управления для переключения режимов. Если с переходом от миллиомметра и милливольтметру особых проблем не было, так как у меня входные гнезда все равно были защищены мощными ключами на полевых транзисторах MOSFET, то с микроамперметром дело было немного сложнее: измерительный шунт должен быть всегда представлен измеряемой цепи, и эта цепь может ненароком его сжечь. Поэтому я решил поставить обычный ползунковый переключатель, так что его контакты будут подключать шунт -- он выдержит перегрузку, да и не очень его жалко.

А вчера вечером я обнаружил прекрасные электронные реле с оптической гальванической развязкой, так что и для микроамперметра механических контактов не надо. Что же получается? Ползунковый переключатель будет только использоваться для чтения микроконтроллером? Но ведь он довольно неудобен, да и очень уж архаичен...

Ну что тут можно придумать? То, что делают сейчас все: вместо механического переключателя использовать многократные нажатия на кнопку, которые и будут переключать режимы работы. Но надо же тогда как-то текущий режим работы отображать, а иначе пользователь не будет знать, что он измеряет: сопротивление, напряжение или ток! А индикатор у меня совсем минималистический: кроме трех цифр и двух точек на нём ничего нет...

Ну тогда поставлю три светодиода с надписями: тот, который горит, указывает на режим работы. Но ведь это тоже архаика и безвкусица!

В результате сегодня моя конструкторская мысль заставила меня принять то, о чём я до этого почти не думал, рутинно держа в голове изначальный замысел: мой минималистический индикатор неприемлем! Его нужно заменить на что-то более информативное и современное!

Конечно, сейчас в ходу дисплеи с технологией OLED, но вся моя система потребляет меньше 20 миллиампер, а такой дисплей это потребление по меньшей мере удвоит. Да и не к чему нам, радиолюбителям, такие роскоши: чай, не русские девушки, которых так завораживают мигающие разноцветные огоньки... В результате выбор пал на символьный (неграфический) жидкокристаллический дисплей с двумя строками по 8 символов. Будем писать...

Жаба, однако, долго душила: первый дисплей стоит чуть больше 3 долларов, а второй -- больше 11-ти. "Подумаешь, большая разница!" -- скажете вы. Но тут мне придётся открыть еще одну тайну: я попытаюсь производить прибор для продажи, а, чтобы продаваться, он должен быть максимально дёшев, и здесь каждый цент на счету.

Однако потом я осознал: новый дисплей уже, фактически, приходит с разъёмом, и его можно установить на основную плату, а для старого дисплея надо делать свою плату ($3) и установить 3 сдвигающих регистра для записи сегментов, поскольку в нём, кроме сегментов, ничего нет -- а это еще $2. Переключатель выкидываем -- еще минус полтора доллара, так что разница в цене почти исчезает.

Вот какая мешанина из творческих, технических и коммерческих соображений варилась сегодня в моей голове... А ведь я только что закончил разводку основной платы, которую теперь надо переделывать. Зато не надо делать вторую плату!

Wish me luck, как говорят американе, пожелайте мне успеха!

Открой для себя Arduino! : Часть вторая

Открой для себя Arduino! : Часть первая

Все компоненты устройства работают и выглядят пока так:



Принципиальная схема основной платы тоже почти готова, думаю в эти выходные послать заказ на изготовление плат (их будет 2, одна будут сидеть на другой в Arduin-ском стиле) американским товарищам. Сначала я работал с Eagle -- программой для разработки печатных плат, носящей теперь имя дитяти (а вы можете просклонять существительное "дитя" по падежам?) великой Autodesk, -- но очень скоро этот продукт сумрачного германского гения привёл меня в состояние сильной фрустрации, доходящей до омерзения; переключился на Kicad, и сразу стало как-то легко и радостно...

Открой для себя Arduino! : Часть первая

Arduino -- чрезвычайно удобная среда для обучения микроконтроллерным устройствам и их разработке. Не могу нарадоваться! Удивительным образом, её создали итальянские товарищи.

Я сейчас разрабатываю на Arduino одно очень интересное устройство с батарейным питанием и жидкокристаллическим индикатором на 3 цифры. Предполагаю пройти все стадии разработки и изготовления мелкой партии. Принципиальная схема уже практически разработана и испытана на изготовленном макете, так же как и основная часть программы. Следующие этапы: создание компьютерной версии принципиальной схемы и печатной платы, заказ печатной платы у американских товарищей, сборка опытного образца, разработка и изготовление корпуса на трехмерном принтере, заказ мелкой партии печатных плат у китайских товарищей.

А вот микроконтроллер, который используется в моём Arduino UNO R3: знакомьтесь -- ATMEGA328P в самой минимальной конфигурации с внешним осциллятором на 16 МГц, который будет работать после подключения питания через белый и красный провода1:



Примечание1: Чтоб два раза не вставать: ненавижу существительные, множественное число которых оканчивается на или ; это окончание кажется мне чересчур просторечным, в особенности низкопробное ударение на окончании. Я предпочитаю проводы, профессоры, тракторы, слесари, егери.

Что случилось с батареей толщиной 3 мм в ноутбуке

То, что литиево-ионно-полимерной батарее приходит конец, было ясно по тому, что после короткого заряда ноутбук показывал заряд 100%, но работал на этом заряде минут 10. Однако дальше стало хуже: ноутбук стал разбухать, потому что разбухать стала батарея. Процесс продолжался еще несколько недель после того, как его перестали использовать. В конце концов, несколько винтов, крепящих нижнюю крышку, были вырваны, и крышка разошлась с корпусом. (Я был слишком взвинчен, чтобы сделать эту драматическую фотографию.)

На картинки можно кликать (не бойтесь, не взорвётся):



Сейчас приближается новая батарея от Алибабы (а больше нигде не нашёл), но она не точно той же модели, хотя продавец утверждал, что подойдет. Хотел бы спросить у знающих товарищей: на первом снимке виден соединитель -- от плюса до минуса: 3 красных провода, 1 белый, 1 синий, 1 чёрный, пустое место и еще 3 чёрных. Знаете ли вы, почему так много проводов -- 9 вместо 2? И какое на них напряжение?

ДОБАВЛЕНИЕ 1: Как я выяснил, все 3 красных провода соединены вместе (хорошо, что батарея полностью разряжена), и это, очевидно, плюс; все 4 черных провода тоже соединены вместе -- это минус. (Почему так? Наверное, в очень тонком плоском соединителе каждый контакт не может выдержать достаточного тока.) Средние белый и синий провода ни с чем не соединены. Температурный датчик?

ДОБАВЛЕНИЕ 2 -- Post mortem: добавил фото отсоединённого соединителя -- как я и предполагал, три спаянных вместе черных провода слева -- минус (P-), три красных провода справа -- плюс (P+), одиночный чёрный провод (INT) кажется накоротко соединённым с остальными черными, а синий и белый провода отмечены THID -- что бы это значило?

В батарее -- две одинаковых секции; вздулась одна, вторая выглядит нормальной.

Хождение по звукам: Как мы, туповатые мужики, ищем причины ошибок или неисправностей

Как механик ищет неисправности в автомобиле? Как программист ищет ошибки в программе -- своей или чужой? Как электронщик ищет дефектный элемент?

Процесс этот весьма увлекательный и сродни работе детектива. Последний не знает, что, где и почему произошло. Он должен погрузиться в часто неизвестную ему среду и путем поиска, проб, ошибок и, возможно, экспериментирования найти причину проблемы. Хотя его решение обычно не создаёт нового интеллектуального продукта, это, тем не менее, процесс творческий: нужно осознать то, о чём сначала не имеешь никакого понятия. Человек с примитивным, стереотипным мышлением, привыкший руководствоваться подробными инструкциями и указаниями опытных людей, к такой работе не пригоден.

Я расскажу здесь о моей эпопее по исправлению дефекта, которая длилась не один год. Не то, чтобы я работал над ней денно и нощно; просто руки не доходили, но сейчас, когда приходится работать на своего работодателя дома в виду леденящей кровь угрозы Ковида XIX, этот дефект стал существенным: он мешал получить мне желаемую степень комфорта. Так что я, засучив рукава, решил взяться за него вплотную...

Collapse )

Вот так прорываемся мы через тернии технических дебрей...

Может ли потребность в познании быть болезненной?

Я думаю, у меня, по крайней мере, со среднешкольного возраста была большая потребность в познании, и она была болезненной.

У меня была потребность понимать всё. Если я чего-то не понимал, я испытывал жестокий комплекс неполноценности. Очевидно, по этой причине я поступил на физфак МГУ: физики понимают всё!

Я вспомнил сейчас про это своё, вероятно, очень нетипичное подростковое свойство, в связи с этим:



Я заинтересовался электроникой, когда мне было лет, может быть, 12, и родители по моей просьбе купили мне на день рождения набор для сборки приёмника прямого усиления на транзисторах. Приёмник я кое-как спаял, но он у меня не работал, и я совершенно не понимал ничего в его устройстве, и это меня вгоняло в уныние!

Однако я начал делать какие-то простые вещи. Одна из немногих моих радиолюбительских вещей, которые нашли практическое применение, был мультивибратор, который я сделал для "Запорожца" отца по его просьбе: он пищал, когда включался указатель поворота. И вот сейчас, через несколько десятилетий, я тряхнул стариной и снова собрал мультивибратор по памяти, без всяких схем -- см. фото выше. (Другая полезная вещь, которую я собрал -- цифровые часы с двумя будильниками; я подарил их своей девушке, которая стала моей женой и которые спустя несколько лет были уничтожены ненавидевшей меня тёщей.)

Мультивибратор работает на двух транзисторах, и это были для меня загадочные приборы. И вот однажды, когда мы были на каком-то советском курорте, я увидел в маленьком книжном киоске книгу под названием "Транзисторы"! (Очевидно, надо быть советским человеком, чтобы суметь вообразить такое: на курорте! в киоске! узко-специализированная книжка для продвинутых инженеров! Хорошо это было или плохо? Конечно, плохо: абсолютно бездумная организации книготорговли.) Как бы там ни было, книга обещала мне познание транзисторов; она стоила очень дорого, кажется, 2 рубля и 50 копеек, но я попросил-таки отца купить её, и он мне её купил! Хорошо ли это было или плохо? Конечно, плохо: он сам был физик, и ему следовало пролистать книгу и объяснить мне, что эта книга ну совершенно не по зубам школьнику, но он почему-то этого не сделал, доверившись мне.

Книга была фундаментальным зубодробительным совершенно мне недоступным трудом по физике полупроводников, и, конечно, она вогнала меня в уныние еще больше: я не только ничего не узнал, но еще и оказался владельцем совершенно мне ненужной дорогой книги. Между тем, для эффективного использования транзисторов всех этих фундаментальных знаний совершенно не нужно; достаточно было простой феноменологии -- просто вольт-амперных характеристик, приведённых в популярной французской книжке, переведённой на русский, "Транзисторы? Это очень просто!" К сожалению, я о существовании этой книжки и не подозревал.

Я рассказал эту историю в качестве иллистрации того, насколько болезненной была моя тяга к познанию. Со времен перестройки, однако, она стала постепенно уменьшаться, хотя нет-нет, да и ёкнет у меня в душе от того, что я, советский физик-теоретик, кандидат физико-математических наук, понятия не имею о теории струн...

Беспрецедентный прогресс полупроводниковой электроники

На моих глазах появились в массовой продаже компактные люминесцентные лампы (КЛЛ - CFL, на снимке слева) и в течение примерно лет двадцати они полностью морально устарели: пришедшие им на замену светодиодные лампы лучше во всех отношениях. Компактные люминесцентные лампы, призведённые в короткий период их расцвета и угасания, еще вполне работоспособны, но использовать их в наше время нет никакого смысла: они хрупкие, стеклянные, вакуумные, содержащие ртуть, потребляющие в два раза большую мощность, чем светодиодные лампы, у них очень неподходящий спектр, и они весьма ненадёжны (я выбросил множество из них задолго до истечения объявленного срока службы) -- у светодиодных ламп нет этих недостатков (впрочем, для суждения о надёжности еще не прошло достаточно времени).

Для сравнения: лампочка Ильича Эдисона прослужила людям верой и правдой в течение более 100 лет, не претерпев никаких существенных изменений -- вот как ускорился технический прогресс!

Еще более замечательная вещь -- появление и уход цифровых видео-камер, записывающих на видео-кассеты. Они тоже появились лет 25 назад, когда доступность цифровых сенсоров и процессоров позволила обрабатывать цифровые сигналы для изображения и, конечно, звука, но объем цифровых данных был настолько велик, что их приходилось записывать на магнитную ленту. Кассета MiniDV, позволяющая записать один час видео, содержала около 13 гигабайт информации (гига=миллиард); 20 лет назад это был колоссальный объем! А сейчас я могу купить флешку на 128 гигабайт за $25, и её кристалл размером в один квадратный сантиметр может вместить в себя содержание 8 кассет, что делает механические системы записи в видео-камерах (камкордерах) полностью устаревшими. Последний раз я записывал видео на цифровую кассету примерно 7 лет назад. Все камкордеры в продаже ныне не имеют движущихся частей, кроме, конечно, деталей объектива.

Смены этих технологий произошли не то что при жизни одного поколения -- всего лишь за время взросления одного поколения! (В данных примерах это поколение моих детей.)

Два приведённых примера стали возможны благодаря фантастическому прогрессу в полупроводникой электронике -- появлению мощных светодиодов и микросхем флеш-памяти огромной и всё возрастающей ёмкости.

Не приходят ли вам в голову другие примеры возникновения технической инновации, которая устаревает на протяжении пары десятков лет?

ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ БОТАНИКОВ