Flipper Zero — в шаге от финальной версии железа



    Flipper Zero — проект карманного мультитула для хакеров в формфакторе тамагочи, который мы разрабатываем. Предыдущие посты [1],[2],[3],[4],[5],[6],[7]

    Разработка железа сильно отличается от разработки софта. Если в софте можно вносить правки хоть каждый день, то в случае с железом на каждое изменение в плате нужно запускать новый цикл производства тестовых образцов и ждать, пока они приедут. Поэтому важным этапом производства электроники является заморозка дизайна. Это значит, что список и номиналы компонентов больше не меняются и изменения в схему платы и конструкцию корпуса больше не вносятся. После этого можно заказывать производство.

    Последние полтора месяца мы активно работали над валидацией железа, стараясь покрыть тестами все сценарии использования, и сейчас мы почти готовы залочить BOM и приступить к производству первых 50 Флипперов в формате EVT (Engineering Validation Test). Устройства из первой партии будут отправлены контрибьютерам, которые участвуют в разработке.


    Система питания


    Подсистема питания во Флиппере намного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. У нас используется несколько независимых цепей питания 3.3V для внутренней периферии и 5V для колебательного контура NFC и выхода внешней гребенки GPIO.

    Основные компоненты системы питания

    • BQ25896 — контроллер заряда аккумулятора, управляет процессом зарядки
    • BQ27220 — (fuel gauge) счетчик входящей и исходящей энергии, следит за состоянием аккумулятора и позволяет определить реальную емкость аккумулятора с учетом износа
    • 2х TPS62743, LM3281 — DC/DC преобразователи, они же импульсные конвертеры


    image
    Схема системы питания Флиппера (кликабельно)

    Чтобы быстрее отлаживать, мы выпускали платы с системой питания в виде отдельных модулей, которые подключались к Флипперу. Так можно было вносить изменения независимо от основной платы, потому что система питания менялась сильно чаще, чем основная плата.

    imageФлиппер, подключенный к внешней плате питания

    Больше мощи для ИК-порта


    В обычных инфракрасных пультах стоят огромные выводные ИК-диоды, которые могут излучать на большой мощности, но из-за их размера мы не можем поставить такие диоды во Флиппер. Поэтому нам пришлось искать способ получить достаточную мощность передатчика на SMD-светодиодах.

    Инфракрасный SMD-светодиод VSMY14940

    Мы решили использовать 3 светодиода VSMY14940. У них узкая диаграмма направленности и мощность 82 мВт/ср на один диод.

    imageНовый дизайн ИК-порта: три диода на передачу и TSOP на прием

    Тесты ИК-порта

    Двухдиапазонная антенна RFID


    Чтобы совместить RFID 125 kHz и NFC 13,56 MHz на одной нижней поверхности, нам пришлось потрудиться. Для этого мы вынесли антенны на отдельную плату и совместили их на одной PCB, разместив одну внутри другой.

    image

    Мы пробовали несколько комбинаций, и в итоге нашли оптимальный вариант, в котором хорошо читаются карты разных размеров в двух диапазонах. Теперь внутри Флиппер состоит из 4 плат.

    image4 платы внутри Флиппера

    Тесты MicroSD


    Во Флиппере SD-карта работает в режиме SPI. Это более медленный режим работы, чем привычный SDIO, но даже в этом режиме скорость чтения близка к 400 КБ/c, что более чем достаточно для наших задач.

    imageТесты скорости чтения SD-карты в режиме SPI (байты в секунду)

    Отвечая на популярный вопрос «каков максимальный объем SD-карты?»: мы сейчас работаем с картами 16, 32 и 64ГБ, не испытывая проблем. Библиотека FatFS, которую мы используем, позволяет работать с картами объемом до нескольких ТБ. По умолчанию будет использоваться файловая система exFAT. Отформатировать карту можно будет прямо во Флиппере.

    На предыдущих прототипах возникала проблема при вытаскивании карты: иногда выступ на карте задевал за корпус. Поэтому мы добавили ребро в корпусе, так карта всегда извлекается без проблем.

    imageПластиковое ребро чинит проблему застревания SD-карты при вытаскивании

    Изменения во внешнем GPIO


    Нам пришлось задействовать один GPIO на Флиппере для внутренних нужд, и мы решили подключить пин 9 к выводу iButton на нижней стороне. Этот же контакт отвечает за интерфейс 1-Wire, так что можно будет подключать датчики и прочую периферию, используя встроенную библиотеку 1-Wire.

    imageПин 9 теперь подключен к контакту iButton (1-wire)

    Интерфейс


    Первая версия главного меню. Зацените анимацию иконок. Это не финальный вариант и меню будет переделываться, но общую концепцию уже можно понять


    Демонстрация главного меню

    Тесты механики


    Большую часть работы занимает тестирование механических компонентов. Мы постоянно проверяем разные конструкции кнопок, меняем пружины и конструкции толкателей. Для этого мы печатаем отдельные платы без электроники, только с напаянными SMD-кнопками



    Приколы


    Наш CTO Андрей coreglitch Строков иногда пишет безумные вещи на Флиппере, например игру floopper-bloopper в рамках хакатона Ludum Dare 47.



    Еще одна забавная демка от нашего разработчика @DrZlo13 олдскульный музыкальный плеер, играющий мелодию Wintergatan — Marble Machine.




    Следите за процессом разработки и новостями о Flipper Zero в:
    Instagram
    Facebook
    Англоязычном блоге

    Все характеристики Flipper Zero на официальном сайте.
    Flipper Devices Inc.
    Разрабатываем электронику для задротов
    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 45

      +2

      А радиоинтерфейс может ZigBee? Или может даже ZWave?
      А на gpio можно вывести midi? Например, с того же music player — запульнуть пакеты на внешний синтезатор, чтобы он играл. Или играть на миди-клавиатуре, а флиппер чтобы показывал, какие ноты звучат?

        +2
        Да, в составе SoC трансивер поддерживает и 802.15.4 стандарт, т.е. ZigBee должен работать, про Z-Wave точно сказать не могу.

        На GPIO выведены целых два UART, так что достаточно сделать MIDI-TTL конвертер, настроить скорость 31250 и развлекаться!
        +19
        Дисплей с его оранжевой подсветкой и меню с этими иконками напомнили мой старый Siemens C55
          +4

          Тоже про него подумал. Ещё бы игру там где человечек кубики двигает, регулярно продаваемые краном ( эдакий тетрис, жаль забыл название), и вообще была бы сплошная ностальгия.

            +3

            Stack Attack

              +1
              по моему это называлось Stack Attack и на моем Сименса с55 его небыло :/
                +1
                На ZX Spectrum это называлось Sokoban. ;)
                  0
                  Нет, сокобан — это головоломка, там же что-то типа платформера было.
                +2

                Анимации тоже вроде в сименсах были)
                Да и в целом графика очень похожа!

                  +1
                  Так и задумывалось ;)
                    0
                    Экраном, анимациями и сттилем он мне сильно напоминает мой Ослик (Siemens SL45i, первый в мире телефон с картой памяти и MP3 плеером), фантастически расширяемый телефон. Мне кажется, одно время я его каждый день перепрошивал, добавляя или изменяя функциональность и интерфейс. Осталось ещё Флиппер в алюминиевый корпус как у Ослика убрать.
                      +2

                      У нас в офисе даже, кажется, лежит несколько Siemens’ов для интерфейсного вдохновения.

                +2
                Есть ли отставания от графика поставок? Или Егор Летов может спать спокойно?)
                  +2
                  Пока всё идёт по плану, хоть и даётся это непросто. Если в итоге и задержимся немного, то скорее из-за внешних факторов вроде логистики и почты. Но стараемся!
                  +1
                  Можно ли будет такой штукой считать код открытия шлагбаума, записать его и в дальнейшем использовать как брелок открытия?
                    0

                    если шлагбаум с ИК пульта открывается то да

                      +2
                      Причём тут ик? Читайте шорт лист возможностей.
                      0
                      1. Конечно не каждый
                      2. Только в ознакомительных целях ))
                        –3
                        Спасибо! То есть можно с мультитулом засесть в укрытии, нажать кнопку сканирования и подождать пока кто нибудь откроет с пульта шлагбаум? Или здесь так не получится?
                          +13
                          Вы слишком прямые вопросы задаете, нельзя так :D

                          В ознакомительных целях засесть можно и возможно даже их добиться )
                            +1
                            Зависит от уровня защищенности шлагбаума. Статический код — да, можно. Если там хотя бы Keeloq, то пассивными методами что-то сделать почти невозможно и это выходит за рамки штатного функционала устройства.
                            +2

                            Ну почему же только в ознакомительных? У меня во дворе например шлакбаумы со статическим кодом, но брелок охреневшие гады продают по ТЫСЯЧЕ (!!!) рублей. Правда, раздать девайс из статьи каждому ещё дороже, но тем не менее, в такой ситуации считать и воспроизводить код брелка вполне легально.

                              +2
                              Вы такие смешные.
                              А вас не смущает, что эти шлагбаумы надо обслуживать, на что деньги и собирает председатель?
                              А если говорить вашими терминами: «это незаконно! двор должен быть открытым!» — так и снимите шлагбаумы (делается быстро) и будете приезжать в забитый машинами двор, и ездить вокруг квартала по 20 минут искать где поставиться. Или проезжий дядя поцарапает ваш пепелац.
                              У меня такая же ситуация, только я из тех, кто сдает деньги, потому что стоит шлагбауму сломаться — во дворе начинается бардак. А такие как вы бегают и кричат: «почему бардак! Это же мое место!!»
                                +1
                                Если собирают, то централизованно и ежемесячно. Если все купили по ключу и оно должно работать вечно, это хреновый бизнесплан.
                                Если шлагбаум неофициальный, то на него нужно жаловаться и его уберут.
                                  –1

                                  Я написал ЛИШЬ о том, что доп. брелок продают за 1000 рублей. К оплате обслуживания у меня претензий нет, не пойму что вы так возбудились.

                              +2
                              Можно будет, но из коробки софта для этого не будет, вроде как.
                              Флиппер работает с Sub-1 GHz
                              0
                              Как-то предзаказать можно сейчас?
                                0
                                Пока нет, потому что кампания на Кикстартере закончилась. В ближайшие месяцы ещё откроем предзаказы на нашем сайте, там можно будет. Лучше подпишитесь на почтовую рассылку на сайте, чтобы получить письмо о старте предзаказов.
                                  0
                                  А какая цена ожидается? Ну порядок хотя бы.
                                    0
                                    На Kickstarter писали про retail-цену 169$
                                +6
                                Возможно, немного странный вопрос, но…
                                Вы платили Bluetooth SIG за использование значка?
                                community.cypress.com/thread/1382
                                www.bluetooth.com/develop-with-bluetooth/qualification-listing/qualification-listing-fees
                                  +6

                                  Собираемся пойти по программе для стартапов, там вроде $2к. Если не получится, то будет платить по $8к.

                                  0
                                  Исполнение антенны на 125 кГц не внушает доверия.
                                    0
                                    Годно ребята =)
                                      0
                                      Блин прикольная штука
                                        0
                                        Прогресса радует. За последнее видео отдельный плюс. =D
                                          +1
                                          но даже в этом режиме скорость чтения близка к 400 КБ/c

                                          А чего так медленно? Если это килоБАЙТ, то оценка снизу на частоту клока SPI это 400000*8 = 3.2 МГц, медленновато.


                                          upd: вопрос, можно ли загружать "приложения" с сдкарты в RAM контрольника и выполнять их там (тот же тетрис)? Какая RTOS используется и почему?

                                            +3
                                            Основная проблема в скорости работы самой SD карты по SPI, при посылке команды в карту памяти время её выполнения нигде не регламентируется, и судя по всему этот протокол сделан в контроллере карты по остаточному принципу. Можно по этому поводу почитать habr.com/ru/post/336968, секцию «А еще быстрее можно?».

                                            Над загрузкой приложений с СД карты мы работаем, никаких преград пока не видим. Используем FreeRTOS, просто потому что она всем разработчикам наиболее знакома. Вообще у нас используется слой совместимости CMSIS-RTOS API v2, так что заменить ОС в принципе выглядит реализуемо, но непонятно зачем это делать.
                                            0

                                            Только вчера про вас вспоминал, посмотрел блог, и на следующий же день рассылка. Молодцы! Приятно слышать, что есть прогресс!

                                              0

                                              Так ли было необходимо разводить платы с антеннами NFC и RFID? Кажется, что готовые антенны на пленке были бы гораздо тоньше и меньше по площади.

                                                –1
                                                Как там у классика М. Фрая? «Заткнитесь и возьмите мои деньги...!»
                                                Держите в курсе насчет предзаказа и всё такое)
                                                  0

                                                  Надеюсь такой успех с облегчённой версией поможет выпустить полноценную, жду когда можно будет сделать предзаказ.

                                                    0

                                                    Неправильно думать что версия Flipper Zero неполноценная. Микроконтроллер это другой тип устройства. Например Arduino не хуже Raspberry Pi, это просто другое устройстово для разных задач. Например программно дергать ногами на raspberry pi не так просто.

                                                      0

                                                      Вы сначала планировали flipper без zero, с wi-fi, я про это.

                                                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.