Программирование микроконтроллеров *

Осторожно: эта статья точно будет хабратортной, ведь в ней мы смоделируем, спроектируем и запрограммируем своё видение N-Gage 2! Я очень старался сделать статью интересной даже для тех читателей, кто не разбирается в теме 3D-печати и программирования микроконтроллеров :-)

Я очень люблю ретро-игры и игровые консоли. Иногда я люблю позалипать в какую-нибудь классику с NES, Sega Mega Drive или, например, PSP. Однако особое место в моём сердечке занимает игровой телефон Nokia N-Gage, который, к сожалению, не получил продолжения, как и его более современный собрат — Sony Ericsson Xperia Play. Недавно я пересматривал свою коллекцию девайсов и обнаружил на полочке Galaxy S4 Mini. И тут я подумал: а что если...

У каждого программиста микроконтроллеров с годами кристаллизируется коллекция золотых багов. Некоторые из них весьма эпичные.

Самый типичный баг - это зависание прошивки.

Выявление причин багов и их устранение порой сродни работы детективом. Это проявляется в том, что порой очень трудно выявить причину бага. Сначала разработчик идет по ложному следу, ходит кругами, а в конце-концов выясняется, что причина на самом деле была проста, как солдатский валенок.

Циклы управления на основе ПИД контролируют большинство автоматизированных процессов на промышленных предприятиях. Алгоритм пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования прост, надёжен и за последние 50 лет применялся в сотнях тысяч систем управления.

Однако не все промышленные процессы можно контролировать с помощью ПИД-регуляторов. Многофакторные, нелинейные и случайные процессы, например, требуют более продвинутых методов управления. Раньше подобные технологии были доступны только в академических лабораториях и в аэрокосмической отрасли, но с появлением доступных вычислительных платформ даже самые сложные алгоритмы стали доступны промышленным пользователям.

Недавно мне в руки противоестественными путями попал интересный представитель RISC-V контроллеров производства НИИЭТ. Упакован он в пластиковый lqfp100 корпус, в котором скрывается ядро на 50 МГц, мегабайт флеш-памяти и 256 кБ оперативки. Разумеется, в наличии и стандартная периферия вроде UART-ов, SPI и USB. А вот из необычного — сигма-дельта АЦП на 16 бит. Ну и всякая неинтересная периферия вроде аппаратных модулей шифрования. Сразу оговорюсь, что тыкаю палочкой я его меньше двух недель, поэтому здесь описаны именно первые впечатления.

В этой статье мы разберёмся, как подключать самодельные устройства к умному дому Яндекс с Алисой (далее - УДЯ). В качестве такого самодельного устройства у нас выступит Wi-Fi-метеостанция на ESP8266, обладающая следующими функциями:

* вывод уровня углекислого газа, температуры и влажности с датчика Sensirion SCD-30

* передача данных этих данных в УДЯ через наше облако по Wi-Fi

* вывод курсов криптовалют на встроенный экран

Содержание статьи:

1. Разработка аппаратной части устройства на ESP8266 / ESP32

2. Написание прошивки устройства в среде Ардуино

3. Создание сервиса в облаке на Python и Django для подключения устройства к УДЯ и хранения данных, выгрузки статистики

4. Подключение нашего проекта к УДЯ через Яндекс.Диалоги, учим Алису Яндекса работать с нашим устройством

5. Обсудим варианты доработок, подключение устройства к Home Assistant, создание сценариев автоматизации (управление кондиционером по показаниям с нашего устройства) и т.д.

Итак, моя задача: подключение рулевой рейки тигуана на столе без подключения к машине. Для этого требуется имитация активности в CAN шине. Для этого требуется адаптер, позволяющий работать с программой CanHacker и, собственно, трейс CAN пакетов с автомобиля.

Часть 1. Введение

Часть 2. Память и UART

Часть 3. Прерывания

Часть 4. Си и таймеры

В предыдущих частях мы научились работать с RISC-V контроллерами в стиле восьмибиток из прошлого тысячелетия. Конечно, периферия у наших посложнее, но все равно управляли мы ей напрямую. Теперь же рассмотрим периферийный модуль, который сам может управлять другими периферийными модулями, пока ядро занято вычислениями. Речь идет о DMA (Direct Memory Access, оно же Прямой Доступ к Памяти, ПДП).

Предыдущий проект о перепрограммировании заводского термостата вызвал достаточно большой интерес у сообщества (ссылка будет в конце статьи). И вот поступило предложение проверить, можно ли таким же образом избавиться от спама на датчике CO2.

🚀 ROS2 – Новый этап в образовательной робототехнике!

ROS долгое время считался инструментом для профессионалов, но теперь он становится доступным даже для школьников. Мы разработали бесплатный курс, который пошагово обучает установке, настройке и работе с ROS2. В нем разобраны основные принципы коммуникации, создание собственных нод, а также собран учебный робот, который станет базой для экспериментов и изучения технологий.

🔍 В статье расскажу, как родилась идея курса, какие проблемы он решает и как любой желающий может начать осваивать ROS2, даже без опыта работы с Linux.

Готовы изучать ROS2 и строить роботов? Для желающих 4-6 апреля пройдет хакатон!

Всем привет.

В данной статье, мы, как и обещали, расскажем о работе свободной ОС РВ Embox на микроконтроллере К1921ВГ015. Это микроконтроллер от компании АО «НИИЭТ», входящей в Группу компаний «Элемент».

К1921ВГ015 основан на архитектуре RISC‑V и имеет приличные ресурсы (1 Мб flash и 256 + 64 кБ RAM, развитую периферию). Это позволяет реализовывать на его основе богатую функциональность, необходимую для построения различного рода современных цифровых устройств.

У меня есть старые электромеханические часы «Янтарь», которым почти 50 лет. По паспорту их продали в 1976 году. Эти часы дороги мне как память, потому что достались от бабушки с дедушкой.

Одни до сих пор исправно ходят, но точность хода у них низкая. Погрешность набегает настолько быстро, что я перестал их подводить, и показывают они плюс-минус полчаса. Я решил исправить эту проблему, чтобы они радовали не только связанными воспоминаниями, но и надежным выполнением своей функции.

В этой статье я не просто приведу собранную электрическую схему и код скетча для микроконтроллера, но и подробно расскажу о доработке, о возникших проблемах и их решении, чтобы владельцы других моделей часов смогли адаптировать подход для своего случая.

На алиэкспресс можно приобрести конструктор песочных часов, который собирается в течении одного вечера. Для управления светодиодами используется микроконтроллер STC15W204S с прошивкой, исходный код которой не предоставляется продавцами конструктора .

В интернете несколько энтузиастов выложили прошивки и описание алгоритмов их работы. Но посмотрев исходный код, я понял, что можно попытаться сделать лучше.

Насколько получилось лучше, чем у предшественников? Судить читателям.

В этой заметке я написал про свой опыт работы с CAN шиной. Вы узнаете с какой стороны следует подходить к CAN сети.

Образно выражаясь CAN - это труба для чисел. Можно метафорично сказать, что CAN - это нервная система автомобиля. Именно по САN передаются сигналы от датчиков и к исполнительным механизмам.

При разработке аппаратных решений на базе микроконтроллеров производители хотят защитить свою прошивку от попадания в руки злоумышленников, так как в ней могут содержаться чувствительная информация, ключи шифрования, уникальные алгоритмы, представляющие ценность, и др. Для этого в большинстве микроконтроллеров реализованы технологии защиты от считывания (readout protection) встроенной флеш-памяти. Но так ли хорошо они защищают?

К сожалению, не все технологии Readout Protection работают так, как задумывалось. Для обхода защиты могут быть использованы уязвимости отладочных интерфейсов, нетривиальные атаки типа fault-injection и даже инвазивное вмешательство.

Мы в Positive Labs занимаемся исследованиями безопасности различного «железа». Поэтому, когда в наши руки попало устройство на базе микроконтроллера семейства GD32 компании GigaDevice, мы сами не заметили, как начали исследовать применяющиеся в этих микроконтроллерах технологии защиты. Данные микроконтроллеры довольно популярны и используются повсеместно, в том числе в качестве замены микроконтроллеров STM32, т.к. зачастую совместимы с ними по выводам и даже по карте адресного пространства. Исследование оказалось довольно увлекательным, а результаты — впечатляющими!

В прошлой части мы немало узнали о внутреннем устройстве прошивки. Но ни грубая сила видеокарты, ни интеллект моих скриптов на Питоне не помогли: алгоритм генерации 64-битного ключа так и остался тайной, а мотоцикл не взломанным. Что же, в этой части нас наконец-то ждет удача, а на десерт предложу разбор прошивки BCM с двойным разоблачением.

Открылся прием заявок на седьмой «Технотекст» — конкурс лучших статей Хабра. В этом году мы в YADRO вновь поддерживаем номинацию «Железо: проектирование и технологии производства» и призываем «железных человеков» присылать свои материалы. В ней есть за что побороться: для каждого победителя заготовлен большой набор подарков: платы, осциллографы, книги, инструменты… и даже сертификаты на рассыпуху. Для лучшего молодого автора — отдельный призовой комплект, а для тех, кому немного не хватило до победы, — поощрительные наборы мерча. Другие подробности — в посте.

Данная статья планируется в двух частях. Первая часть — программирование и сборка контроллера, вторая часть — сборка и тестирование системы в целом. Понятно, что пасмурный февраль за окном не позволит проверить основной летний режим, и вообще не располагает к работе на бане (в смысле на крыше), но испытать сам контроллер с некоторой имитацией и допусками всё‑же можно. Для этого у нас есть холодильник и кастрюлька с кипятком. Но будем последовательными.

Представьте себе летний день. Вы смотрите в небо и не видите сферу Дайсона. Наше солнце щедро раздает свою энергию направо и налево (а ещё и вверх и вниз). Нерационально, надо собрать хоть немного. Пока ваш сосед поднимает на опоры огромную бочку, стоически заполняет её из шланга, также гордо сливает цветущую водорослями жидкость каждую осень — вы решили подружиться с солнцем ещё ближе и технологичней. Сегодня поговорим о разработке «переводчика» с солнечного на человеческий — контроллера для солнечного коллектора. Это устройство будет поддерживать оптимальную температуру воды для банного душа, используя солнечную энергию.

Внимание, температура везде будет указана в градусах Цельсия, чтобы не писать каждый раз.

Изначальными причинами были только хорошо аргументированные «лень ходить из бани в дом, чтобы помыться», «не хочу бочку выше головы», «хочу хороший душ в бане» и т. д. Чтобы читатели были в курсе — баня мобильная, режим работы — финская парная, но возможно поставить душевую кабину в предбаннике. Расстояние до дома метров 15, прокладывать дополнительную сеть ГВС экономически оказывается не выгодным.

При использовании arduino framework в PlatformIO нет возможности конфигурирования esp32 arduino core, больша́я часть функций по умолчанию отключена, а для изменения конфигурации предлагается вручную пересобирать SDK. Давайте пройдем этот квест.

Речь пойдет о функциях FreeRTOS vTaskGetRunTimeStats / vTaskList, но таким же образом можно изменить и другие опции sdkconfig.

Эта статья — сжатый туториал на тему подключения педалей экспрессии к компьютеру. От читателя не требуется специальных навыков в области электроники, но умение паять желательно. На минималистичное повторение подключения при наличии всех узлов и материалов действительно достаточно полчаса (автор проверил с секундомером и уложился в 10 минут). С другой стороны, верхнего предела нет: потенциал по обработке сигнала с педалей (кривые, лимиты) при этом ограничивается разве что фантазией, средствами языка Python и быстродействием контроллера.

В этой статье я хочу поделиться своим опытом знакомства с микроконтроллерами компании Artery Technology, которые представляют собой одну из альтернатив STM. Рассмотрим, какие модели микроконтроллеров и макетных плат доступны для покупки, скачаем ПО и библиотеки от производителя и сравним их с привычным STM32. Цель статьи — на примере своего опыта показать, что из себя представляют микроконтроллеры Artery, какие у них есть приятные и сомнительные стороны, и что нового они могут предложить. Надеюсь, этот материал станет полезным ориентиром в выборе компонентов для ваших разработок.