Ранее в своей статье я рассказывал о том, как устроены фазовые лазерные дальномеры. Теперь пришло время разобраться с тем, как работают бытовые лазерные рулетки. Разобраться — это не просто заглянуть, что же там внутри, а полностью восстановить всю схему и написать собственную программу для микроконтроллера.

Однажды ко мне попал нерабочий лазерный датчик расстояния Keyence LK-G407. Мало того, что он был нерабочий, так его еще и нельзя было использовать без специального управляющего блока. Но ведь у датчика такие интересные характеристики: измерение расстояния с точностью до единиц микрон, и скорость работы — 50 килоизмерений/с. Так что, чтобы запустить его, придется заметно поковыряться в самом датчике, заодно и ценный опыт получить.

В статье я расскажу о том, как я делал лазерный дальномер и о принципе его работы. Сразу отмечу, что конструкция представляет собой макет, и ее нельзя использовать для практического применения. Делалась она только для того, чтобы убедится в том, что фазовый дальномер реально собрать самому.

Предыстория

Так сложилось, что уже пять лет мой раздел ntfs с операционной системой Windows располагается на рамдиске. Решено это не аппаратным, а чисто программным способом, доступным на любом ПК с достаточным количеством оперативной памяти: рамдиск создается средствами загрузчика grub4dos, а Windows распознаёт его при помощи драйвера firadisk.

Однако до недавнего времени мне не был известен способ, как реализовать подобное для Linux. Нет, безусловно, существует огромное количество линуксовых LiveCD, загружающихся в память при помощи опций ядра toram, copy2ram и т. д., однако это не совсем то. Во-первых, это сжатые файловые системы, обычно squashfs, поэтому любое чтение с них сопровождается накладными расходами на распаковку, что вредит производительности. Во-вторых, это достаточно сложная каскадная система монтирования (так как squashfs — рид-онли система, а для функционирования ОС нужна запись), а мне хотелось по возможности простого способа, которым можно «вот так взять и превратить» любой установленный на жесткий диск Linux в загружаемый целиком в RAM.

Ниже я опишу такой способ, который был с успехом опробован. Для опытов был взят самый заслуженный дистрибутив Linux — Debian.

Ядро — это та часть операционной системы, работа которой полностью скрыта от пользователя, т. к. пользователь с ним не работает напрямую: пользователь работает с программами. Но, тем не менее, без ядра невозможна работа ни одной программы, т.е. они без ядра бесполезны. Этот механизм чем-то напоминает отношения официанта и клиента: работа хорошего официанта должна быть практически незаметна для клиента, но без официанта клиент не сможет передать заказ повару, и этот заказ не будет доставлен.
В Linux ядро монолитное, т.е. все его драйвера и подсистемы работают в своем адресном пространстве, отделенном от пользовательского. Сам термин «монолит» говорит о том, что в ядре сконцентрировано всё, и, по логике, ничего не может в него добавляться или удаляться. В случае с ядром Linux — это правда лишь отчасти: ядро Linux может работать в таком режиме, однако, в подавляющем большинстве сборок возможна модификация части кода ядра без его перекомпиляции, и даже без его выгрузки. Это достигается путем загрузки и выгрузки некоторых частей ядра, которые называются модулями. Чаще всего в процессе работы необходимо подключать модули драйверов устройств, поддержки криптографических алгоритмов, сетевых средств, и, чтобы уметь это правильно делать, нужно разбираться в строении ядра и уметь правильно работать с его модулями. Об этом и пойдет речь в этой статье.

Если вы как и я любите онлайн игры, но не любите тратить на них сильно много времени, добро пожаловать под кат. Мы не будем обсуждать боты это хорошо или нет, а просто разберем как можно для конкретной онлайн игры сделать бота. Он будет не тупо клацать по кнопке по таймауту, а будет реагировать на события в браузере. Это мы сделаем с помощью Аспектно-ориентированного программирования (далее AOP). Для примера я выбрал полюбившуюся хабром игру Пернатск.

Введение

А теперь давайте поговорим о полевых транзисторах. Что можно предположить уже по одному их названию? Во-первых, поскольку они транзисторы, то с их помощью можно как-то управлять выходным током. Во-вторых, у них предполагается наличие трех контактов. И в-третьих, в основе их работы лежит p-n переход. Что нам на это скажут официальные источники?

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, обычно с тремя выводами, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля. (electrono.ru)

Определение не только подтвердило наши предположения, но и продемонстрировало особенность полевых транзисторов — управление выходным током происходит посредством изменения приложенного электрического поля, т.е. напряжения. А вот у биполярных транзисторов, как мы помним, выходным током управляет входной ток базы.

Еще один факт о полевых транзисторах можно узнать, обратив внимание на их другое название — униполярные. Это значит, что в процессе протекания тока у них участвует только один вид носителей заряда (или электроны, или дырки).

Три контакта полевых транзисторов называются исток (источник носителей тока), затвор (управляющий электрод) и сток (электрод, куда стекают носители). Структура кажется простой и очень похожей на устройство биполярного транзистора. Но реализовать ее можно как минимум двумя способами. Поэтому различают полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором.

Вообще, идея последних появилась еще в 20-х годах XX века, задолго до изобретения биполярных транзисторов. Но уровень технологии позволили реализовать ее лишь в 1960 году. В 50-х же был сначала теоретически описан, а затем получил воплощение полевой транзистор с управляющим p-n переходом. И, как и их биполярные «собратья», полевые транзисторы до сих пор играют в электронике огромную роль.

Перед тем, как перейти к рассказу о физике работы униполярных транзисторов, хочу напомнить ссылки, по которым можно освежить свои знания о p-n переходе: раз и два.

Вопрос с Quora:

Как программисты-самоучки в реальности получают работу?

Мне 17 лет и я занимаюсь программированием с 14-ти. Основной упор на Java, я получил 5 баллов по предмету AP Computer Science. Я довольно хорошо разбираюсь в Java (синтаксис, основные классы, GUI/JFrame и т.д.) и неплохо знаком с HTML5 и CSS3. Кажется, мне не хватает многих знаний, чтобы реально претендовать на работу в индустрии (например, как работают СУБД и какую из них следует использовать), и мне интересно, как другие программисты изучают такие вещи. Я планирую пойти в колледж по специальности «Разработка программного обеспечения», но меня начинает расстраивать мысль, что колледж — необходимое условие, чтобы получить работу. Есть ли какие-то курсы, которые я пропустил, хотя должен был изучить их, или что-то другое, чего я не сделал?

Мой ответ:

Думаю, ты неправильно смотришь на вещи. Ты думаешь, что должен пройти курсы, чтобы кто-то другой дал ответы и научил тебя. С фундаментальной точки зрения программисты-самоучки действуют иначе.

У программиста-самоучки много общего с тем, кто самостоятельно научился игре на гитаре. Не знаю, играл ли ты когда-нибудь на гитаре, так что объясню, как происходит обучение.

Данная статья является первой в планируемом цикле статей по изучению программирования микроконтроллеров. Изучая различные материалы я отметил, что практически все они начинаются с того, что новичку предлагается скачать (или использовать идущую со средой разработки) библиотеку для работы с периферийными устройствами и использовать ее для написания своей первой программы (обычно мигание светодиодом).

Меня это сильно удивило. Если верить данным статьям, для программирования не обязательно даже читать документацию к программируемому контроллеру. Меня же учили премудростям «железного программирования» совершенно иначе.

В этой статье, путь от фразы «Да, я хочу попробовать!» до радостного подмигивания светодиода, будет значительно длиннее чем у других авторов. Я постараюсь раскрыть аспекты программирования микроконтроллеров, которые прячутся за использованием библиотечных функций и готовых примеров.
Если вы намерены серьезно изучать программирование микроконтроллеров данная статья для вас. Возможно, она может заинтересовать и тех, кто вдоволь наигрался с Arduino и хочет получить в свои руки все аппаратные возможности железа.

Многие знакомы со словом «JTAG», но знакомство это скорее всего поверхностное. В этой статье я хочу перевести Вас на новый уровень, так сказать «во френдзону». Возможно, для многих я не открою ничего нового, но надеюсь тем, кто давно хотел ознакомиться, будет интересно почитать. Итак, от винта.

Привет! Бывает, хочется забыть о «скучной» консоли, разбавить ее хоть капелькой интерактива, особенно если часто приходиться делать одни и теже операции и тем более если вы пишите для облегчения своей участи скрипты. Итак, псевдографика. За мной читатель, я покажу тебе такую консоль!

Под данным изречением-мемом, взятым с замечательной картинки Владимира Филонова, поставит свою подпись каждый человек, имеющий хотя бы отдалённое отношение к программированию. Весь вопрос, как? Как именно документировать-то?

Нижележащий текст преследует несколько целей:

1. Дать краткий обзор (читай — немного погундеть на тему) неудовлетворительного состояния инструментария, применимого к хтоническим чудовищам мира C/C++;
2. Предложить своё альтернативное решение (бесплатно-без-СМС-и-регистрации — проект некоммерческий и выложен на GitHub под MIT-лицензией);
3. Призвать сообщество пообщаться на тему и собрать идеи;
4. Пригласить присоединиться к разработке проекта на GitHub.

Сразу оговорюсь, что хотя проект создавался в первую очередь как альтернатива, а точнее, дополнение Doxygen для сишных и плюсовых API, архитектурно он в равной степени пригоден и для других языков. Это позволяет создавать порталы документации разноплановых библиотек — сами библиотеки могут быть написаны на разных языках, а в документации будет единство стиля во внешнем виде и поведении.

Для решения одной из задач мне потребовалось программно получать и обрабатывать изображения небольшого участка поверхности бумаги с очень близкого расстояния. Не получив достойного качества при использовании обычной USB камеры и уже на пол пути в магазин за электронным микроскопом, я вспомнил одну из лекций, на которой нам рассказывали как устроены различные девайсы, в том числе и компьютерная мышка.

Предисловие

Поскольку тема транзисторов весьма и весьма обширна, то посвященных им статей будет две: отдельно о биполярных и отдельно о полевых транзисторах.

Транзистор, как и диод, основан на явлении p-n перехода. Желающие могут освежить в памяти физику протекающих в нем процессов здесь или здесь.

Необходимые пояснения даны, переходим к сути.

Введение

Началось всё с того, что я купил себе Orange Pi, поддавшись рекламному слогану «аналог Rasberi Pi всего за 15$». Девайс был заказан на алиэкспрессе и прибыл через пятнадцать дней ещё в феврале. Тогда же были куплены все необходимые дополнительные компоненты: радиатор на процессор, 15 ваттный блок питания, карточка micro SD объемом 32 Гб, HDMI-кабель для подключения монитора. За неимением времени он пылился в ящике стола аж до июня. И вот наконец дошли руки проверить его работоспособность.

После Vogue истерии появилось множество вопросов, как подключить плату к компьютеру. И многие люди даже не понимают, что же такое UART. И я решил рассказать здесь какой это мощный инструмент.


Роутер превращается в компьютер, если к нему по UART подключить клавиатуру и дисплей

От телеграфа к COM-порту

Протокол UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) или, по-русски, УАПП (универсальный асинхронный приемопередатчик) — старейший и самый распространенный на сегодняшний день физический протокол передачи данных. Наиболее известен из семейства UART протокол RS-232 (в народе – COM-порт, тот самый который стоит у тебя в компе). Это, наверное, самый древний компьютерный интерфейс. Он дожил до наших дней и не потерял своей актуальности.

Надо сказать, что изначально интерфейс УАПП появился в США как средство для передачи телеграфных сообщений, и рабочих бит там было пять (как в азбуке Морзе). Для передачи использовались механические устройства. Потом появились компьютеры, и коды ASCII, которые потребовали семь бит. В начале 60-х на смену пришла всем известная 8-битная таблица ASCII, и тогда формат передачи стал занимать полноценный байт, плюс управляющие три бита.

В рамках поддержки блога разработки под Mac OS X, я представляю свою статью о низкоуровневой разработке под Mac OS X. Обычно тема разработки драйверов не столь популярна, однако и здесь Mac OS X выгодно выделяется из ряда прочих операционных систем. Да, писать драйвера для Mac O S X – просто! Проще чем когда-либо ранее!

Всем привет, сегодня мы с вами поговорим о DMA: именно о той технологии, которая помогает вашему компьютеру воспроизводить для вас музыку, выводить изображение на экран, записывать информацию на жесткий диск, и при этом оказывать на центральный процессор просто мизерную нагрузку.

Введение

Начиная с версии 2.6.26 (кажется) у Linux появляется стандартный интерфейс для работы с GPIO через sysfs. В оригинале прочитать об этом можно в [LGPIO00]. Я попытаюсь пересказать своими словами содержимое этого документа.

Главной точкой работы с GPIO является директория /sys/class/gpio. Если вы загляните в нее, то увидите два файла: export и unexport. Сразу после загрузки системы, все линии GPIO принадлежат ядру и использовать их в своих программах просто так не получится. Для этого, линию GPIO нужно экспортировать, записав её номер в файл export. Например, команда: echo 8 > /sys/class/gpio/export – сообщает ядру, что мы хотим использовать GPIO8. Перевод каретки '\n' и символ окончания строки '\0' – не обязательны: код на языке C: write(fd, “8”, 1); — отработает точно так же.

Многие мои друзья и знакомые крутят пальцем у виска или задаются вопросом: не жмёт ли мне череп, когда узнают, что я пишу драйвера под Linux. Слово “драйвер” окутано каким-то почти мистическим смыслом, и постичь Дао его написания способны лишь избранные гуру.
К счастью это не так. Не знаю, как обстоят дела с написанием драйверов под другие операционные системы, в т.ч. и наиболее популярные, но под linux, вне зависимости от аппаратной архитектуры драйвера пишутся очень просто. Для написания драйвера необходимы базовые знания языка си, представление о работе ОС линукс (базовые), понимание того, что мы хотим получить, желание чтения документации и исходных кодов, ну и усидчивость. Всё.
Вы хотите посмотреть как написать драйвер для своего устройства? Тогда ныряйте под кат!