Когда-то ещё в школе я впервые услышал о полевых транзисторах («полевиках»), и мне сразу захотелось сделать на них усилитель, приёмник или передатчик. В отличие от биполярных, полевые транзисторы обладают большим входным сопротивлением. Тогда мне были доступны только низкочастотные полевики, маломощные и слаботочные, очень чувствительные к статическому электричеству. На них мне удалось собрать разные усилители низкой частоты (УНЧ).

Сегодня полевые транзисторы (FET, Field-Effect Transistors) работают на высоких и низких частотах, способны управлять нагрузками с током в сотни ампер при напряжениях в сотни вольт. На мощных полевиках делают выходные каскады УНЧ и радиопередатчиков, измерительные приборы, схемы для силовой электроники и другие устройства. 

Валидация входных данных — критически важная часть любого приложения. Без неё ваше приложение подвержено:

— паникам и ошибкам из-за неожиданных nil или невалидных значений,
— некорректной работе бизнес-логики при обработке невалидных данных,
— уязвимостям безопасности (SQL-инъекции, XSS и др.),
— сложностям в отладке из-за непредсказуемого поведения.

Рассмотрим типичный подход к валидации без специализированных библиотек...

Современные «мыслящие» машины возникли благодаря открытиям в области физики сложных материалов.

Спиновые стекла могут оказаться самыми полезными из бесполезных вещей, когда-либо обнаруженных. 

Эти материалы — обычно состоящие из металла, а не стекла — демонстрируют загадочное поведение, которое заинтересовало небольшое сообщество физиков в середине 20-го века. Спиновые стекла сами по себе не имеют какого-либо практического применения, но теории, разработанные для объяснения их странностей, в конечном итоге вызвали сегодняшнюю революцию в области искусственного интеллекта. 

В 1982 году учёный, изучающий физику конденсированного состояния, Джон Хопфилд, позаимствовал теорию спиновых стёкол, чтобы построить простые сети, которые могли учиться и иметь воспоминания. Сделав это, он оживил изучение запутанных сетей цифровых нейронов, которые были в значительной степени заброшены исследователями искусственного интеллекта, — и вывел физику в новую область: изучение разума, как биологического, так и механического. 

В предыдущей статье я начал разработку open-source веб-приложения для стриминга видео с веб-камеры и управления роботом. Написал фронтенд, который принимает видеопоток от mjpg_streamer, а также отправляет команды через WebSocket на бэкенд, написанный на FastAPI.

Во второй части я расскажу, как отправлять команды роботу с WebSocket-бэкенда. Мой робот работает на плате Orange Pi Zero, передавая и принимая информацию через Wi-Fi. Я покажу, как настроить сервер Nginx на роботе в качестве обратного прокси, а также напишу Python-код для приёма команд с веб-приложения.

Статья будет полезна любителям робототехники и веб-программистам, интересующимся фреймворком FastAPI. Я продемонстрирую работу с несколькими WebSocket-соединениями в одном веб-приложении, а также покажу настройку Orange Pi Zero для работы.

Мощная математическая техника используется для моделирования таяния льда и других явлений. Но у учёных долгое время были опасения по её использованию из-за некоторых «кошмарных сценариев». Новое доказательство устранило это препятствие.

В математике и информатике исследователи давно поняли, что некоторые вопросы принципиально не имеют ответа. Теперь физики изучают, как обычные физические системы накладывают жёсткие ограничения на то, что мы можем предсказать даже в теории.

Эта статья открывает цикл публикаций о создании open-source веб-приложения для стриминга видео с веб-камеры и управления роботом. Приложение позволит транслировать видео с камеры в реальном времени и отправлять команды управления роботом через интерфейс. Думаю, статья будет интересна веб-программистам, интересующимся работой с видеостримингом и FastAPI, а также робототехникам и энтузиастам DIY-проектов.

Идея проекта возникла из моего интереса к робототехнике и веб-программированию. Ранее в статье DIY-проект: гусеничная платформа с ИК-управлением на Arduino я создал гусеничную платформу на базе Iscra mini, управляемую ИК-пультом, и захотел развить эту платформу.

В качестве камеры я планирую использовать экшн-камеру, которая может работать как веб-камера. Если она окажется несовместимой с Linux, её можно будет заменить обычной веб-камерой. Основная цель проекта — создать гибкое решение, которое будет полезным для разных DIY-проектов.

Разговаривая по мобильному телефону, вы пользуетесь радиосвязью и даже не задумываетесь об этом. Однако были времена, когда такая связь была доступна далеко не всем. Радиолюбители собирали приёмники и передатчики на лампах и транзисторах, подключали к ним большие антенны и устанавливали связь с другими городами и странами, использовали радио для управления моделями самолетов, автомобилей и катеров.  

Сегодня можно купить готовые и современные передающие и приёмные устройства как для радиосвязи, так и для радиоуправления. Довольно популярны относительно недорогие программно-определяемые радиосистемы Software-defined radio (SDR). Модули связи LoRa позволяют устанавливать связь на значительном расстоянии даже при небольших уровнях мощности. Однако знакомство с базовыми принципами создания устройств радиосвязи на транзисторах, на мой взгляд, будет полезно начинающим радиолюбителям. 

В этой статье я расскажу об устройстве биполярных транзисторов, совершивших в свое время революцию в электронике. Затем приведу схемы простейших генераторов высокочастотных колебаний и расскажу, как собрать несложный передатчик и настроить его на частоту 27 МГц. 

Надеюсь, что эксперименты, описанные в статье, помогут вам войти в увлекательный мир радиосвязи!

Новое математическое доказательство расширяет работу Марьям Мирзахани и закрепляет её наследие как пионера экзотических областей математики. 

В начале 2000-х годов молодая аспирантка Гарвардского университета начала составлять карту экзотической математической вселенной, населённой формами, которые бросают вызов геометрической интуиции. Её звали Марьям Мирзахани, и она стала первой женщиной, получившей медаль Филдса, высшую награду в математике. К концу жизни у неё было более семи математических наград, также она являлась членом четырёх научных обществ и академий разных стран. 

Её самые ранние работы были посвящены «гиперболическим» поверхностям. Ещё в аспирантуре она разработала новаторские методы, которые позволили ей начать каталогизировать эти формы, прежде чем совершить революции в других областях математики. Она надеялась вернуться к своей карте гиперболической области позже, чтобы заполнить её деталями и сделать новые открытия. Но не успела…  В статье, опубликованной в сети в феврале, Налини Анантараман из Коллеж де Франс и Лора Монк из Бристольского университета развили исследования Мирзахани, чтобы доказать общее утверждение о типичных гиперболических поверхностях.

Светодиоды и полупроводниковые лазеры можно увидеть практически везде — от бытовых пультов управления и лазерных указок до промышленных установок и космических приборов. Наверное, это одни из самых распространенных полупроводниковых приборов.

Но как они устроены, как работают и для чего используются?

В этой статье я расскажу об устройстве и подключении светодиодов и лазеров, а также о том, какие эксперименты с лазерами можно проводить дома.

Еще в 1907 году британский экспериментатор Генри Раунд обнаружил, что при прохождении тока в паре «металл — карбид кремния» на катоде прибора возникает свечение желтого, зеленого и оранжевого света.

На рис. 1 показана реконструкция эксперимента Генри Раунда.

В статье расскажу, как собрать гусеничную платформу, управляемую ИК-пультом. Платформа будет принимать команды с пульта через ИК-датчик, которые будут обрабатываться платой Iskra mini (российским аналогом Arduino mini).

Также речь пойдет о том, как определить коды кнопок любого ИК-пульта, даже если это старый пульт от видеомагнитофона вашей бабушки. Я напишу код для Iskra mini, который будет принимать команды и управлять платформой. В конце вас ждет видеодемонстрация её возможностей.

На создание этого проекта меня вдохновил интерес к DIY и электронике. Также я хочу поделиться своими знаниями в робототехнике с людьми, которые только начинают осваивать Arduino. Нет ничего лучше, чем начать с простого проекта, который в дальнейшем можно усложнить.

Думаю, статья будет интересна начинающим робототехникам и любителям проектов DIY с микроконтроллерами Arduino. Я буду подробно описывать процесс, чтобы любой желающий мог повторить этот проект на аналогичных или похожих компонентах.

Молодой учёный и двое его коллег показали, что поиск в структурах данных, называемых хеш-таблицами, может выполняться гораздо быстрее, чем считалось возможным ранее.

Осенью 2021 года Эндрю Крапивин, студент Ратгерского университета, наткнулся на статью, которая изменила его жизнь. В то время Крапивин не придал этому материалу особого значения. Но два года спустя, когда он наконец выделил время, чтобы изучить статью («просто ради развлечения», как он выразился), его усилия привели к всеобщему переосмыслению широко используемого инструмента в информатике.

В отличие от радиоламп и неоновых лампочек, про которые я рассказывал в предыдущих статьях, популярность диодов и других полупроводниковых приборов сегодня невероятно высока. Диоды и транзисторы в том или ином виде можно найти, наверное, в любых современных электронных устройствах.

По виду основного материала наиболее известны германиевые и кремниевые диоды, а также диоды из арсенида и нитрида галлия. В этой статье я сперва расскажу об основах — как устроен p-n переход обычных выпрямительных диодов. А затем я перейду к очень интересным туннельным диодам, работа которых основана на квантовых эффектах. На их базе мне удалось сделать надежно работающие генераторы высокочастотных и низкочастотных колебаний, а также повышающий преобразователь напряжения с питанием от батарейки на 1,5 В.

Впервые исследователи показали, что добавление большего количества «кубитов» к квантовому компьютеру может сделать его более устойчивым. Это важный шаг на долгом пути к практическому применению квантовых компьютеров.  

Как построить идеальную машину из несовершенных деталей? Поиск ответа на этот вопрос — главный вызов для исследователей, создающих квантовые компьютеры. Проблема в том, что элементарные строительные блоки (кубиты) чрезвычайно чувствительны к возмущениям из внешнего мира. Современные прототипы квантовых компьютеров слишком подвержены ошибкам, чтобы делать что-то полезное.

Сегодня куда ни глянь — везде светодиоды. Из них делают гирлянды для елки, оформление рекламных щитов и панелей, очень (или не очень) мощные фонари, цифровые индикаторы для электронных часов или других электронных приборов, другие элементы освещения и сигнализации.

Однако не так давно, еще до эры широкого распространения светодиодов, все это создавалось с помощью различных газоразрядных ламп.

Для рекламных конструкций и декоративного освещения применяли газоразрядные трубки тлеющего разряда, также известные как лампы с холодным катодом, люминесцентные лампы и газосветные источники света. Чтобы зажечь такую лампу, необходимы высоковольтные источники питания — до нескольких тысяч вольт.

В этой статье я расскажу, как работают и где применяются неоновые лампы тлеющего свечения, или, как их еще называют, неонки. Это может показаться странным, но неоновые лампы используются до сих пор. На маркетплейсах вы найдете самые разные неоновые лампы, современные или из прошлого века.

Алгоритм Дейкстры долгое время считался самым эффективным способом обхода графа. Теперь исследователи доказали, что он «универсально оптимален». 

Если вы долгое время ездите по одному и тому же маршруту, вы, вероятно, считаете его лучшим. Но «лучший» — это относительное понятие. Возможно, однажды произойдёт авария или дорога будет перекрыта, и ваш самый быстрый маршрут станет самым медленным. 

Подобные сценарии также являются вызовом для исследователей, которые разрабатывают алгоритмы, пошаговые процедуры, которые компьютеры используют для решения проблем. Множество различных алгоритмов могут решить любую заданную проблему, и вопрос, какой из них лучше, может быть удручающе неоднозначным.

Оптическая электроника направлена на интеграцию оптических и электронных систем на невероятно высоких скоростях с использованием сверхбыстрых колебаний световых полей.

Представьте себе, как работает телефонный звонок: ваш голос преобразуется в электронные сигналы, смещается на более высокие частоты, передаётся на большие расстояния, а затем снова смещается вниз, чтобы его было ясно слышно на другом конце. Процесс, обеспечивающий такое смещение частот сигнала, называется смешением частот, и он необходим для таких коммуникационных технологий, как радио и Wi-Fi. Смесители частот являются жизненно важными компонентами во многих электронных устройствах и обычно работают с использованием частот, которые колеблются от миллиардов (ГГц, гигагерц) до триллионов (ТГц, терагерц) раз в секунду.

Как-то так получилось, что я никогда не воспринимал Android-телефон как объект, содержимым которого можно управлять из обычного .fsx. Все данные туда и обратно я таскал исключительно ручками при помощи USB и проводника. Дальше на стороне компа их мог раскидывать скрипт, но в зону телефона я не лез. Максимум, мог написать мобильное приложение для систематических операций с загрузкой на сервер и обратно. Однако недавно нужда заставила меня проникнуть из скрипта в обе области сразу, и это оказалось настолько проще, чем я предполагал, что теперь я испытываю злость и сожаление (как будто проморгал выигрышную комбинацию и додавливал противника лишние 4 хода).

Дисклеймер: До этого всё, что я публиковал на Хабре, касалось тем, которые мне известны очень хорошо. Ну или как минимум, затрагиваемое пространство всегда было заметно меньше известного. В этот раз ситуация обратная. Я случайно набрёл на интересную нишу и поверхностно изучил её. Так как я благополучно решил все свои задачи, то вряд ли буду раскапывать тему дальше. Но раз уж мне удалось неявно закрыть несколько запылившихся ишуев на Гитхабе, то мне показалось полезным просуммировать в тексте собранные знания, а также некоторые исторические наработки. Считайте, что я на секунду появился в дверях вашей комнаты, сказал нечто вроде «Посоны, там-то и там-то есть что-то интересное» и свалил.

В первой части статьи я рассказал о том, что несмотря на достижения полупроводниковой электроники, в ряде приложений до сих пор применяются радиолампы. И мы познакомились с работой диода, триода, тетрода и пентода.

Теперь настало время экспериментов. Будем снимать анодно-сеточную характеристику триода, соберем электромер и простой двухламповый усилитель низкой частоты на стержневых лампах.

В конце статьи вы найдете список полезных ссылок, которые помогут вам поближе познакомиться с радиолампами и их применением.

Мир радиоламп стремительно уходит, уступая микросхемам и транзисторам. Осваивая конструирование электронных систем, вы можете оставить за бортом эти, некогда очень широко распространенные устройства. Между тем, и сегодня ламповые устройства применяются, например, в очень высококачественной звуковой аппаратуре. Радиолюбители до сих пор конструируют ламповые радиоприемники и передатчики. Возможно, что конструирование ламповых устройств станет вашим хобби или даже профессией. 

Я написал эту статью для тех, кто хочет не только узнать про радиолампы, но и попробовать провести с ними эксперименты, создать различные ламповые устройства, например, усилитель низкой частоты (УНЧ) или электроскоп. Еще в школьные и студенческие годы я с удовольствием собирал приемники и передатчики на лампах дома и в радиокружке, работал на коллективной радиостанции.

В первой части статьи кратко расскажу, какие бывают радиолампы, как они устроены и как работают. А во второй — проведём простой и относительно безопасный эксперимент с доступными радиолампами.