Pull to refresh
66
0.1
Павел Кириенко @Spym

Архитектор

Send message

Простое объяснение симуляции жидкости в реальном времени

Reading time28 min
Views16K
image

Эта статья представляет собой простой и интуитивно понятный разбор симуляции жидкостей для программистов и технических художников. Вместо сложных математических выражений я постараюсь дать вам простое геометрическое понимание физики жидкостей. Реализация выполнена на вычислительных шейдерах Unity 3D, однако общие идеи не привязаны к конкретным технологиям.

Код проекта можно найти на моём Github.


Ресурсы, посвящённые симуляции жидкостей, могут быть очень пугающими. Помню, что когда я впервые прочитал статью о ней и увидел уравнения Навье-Стокса, то был в ужасе. Со временем я понял, что сама тема совершенно не сложна. На самом деле, если бы вам дали задачу написать собственный симулятор жидкостей, то вы, вероятно, написали бы что-то подобное на основании интуитивного понимания работы жидкостей. Если, посмотрев на уравнения Навье-Стокса, вы подумали «ага, понятно», то вы, возможно, быстрее бы реализовали симуляцию жидкости, прочитав работы, перечисленные в конце этой статьи. Я же попытаюсь не использовать сжатое выражение и объяснять всё как можно медленнее.
Читать дальше →
Total votes 45: ↑45 and ↓0+45
Comments8

Qucs-S: руководство по видам моделирования, часть 1

Reading time10 min
Views10K

Qucs-S является программой с открытым исходным кодом для моделирования электронных схем. Qucs-S кроссплатформенный (поддерживаются Linux и Windows) и написан на С++ с использованием набора библиотек Qt. О данной программе рассказывают мои предыдущие статьи. Для работы Qucs-S рекомендуется использовать также открытый движок моделирования Ngspice. Актуальным релизом Qucs-S на текущий момент является версия 2.1.0. В данной статье подробно рассматриваются виды моделирования, имеющиеся в Qucs-S. Начальное руководство по работе с программой можно найти здесь: https://habr.com/ru/articles/678526/

Читать далее
Total votes 30: ↑30 and ↓0+30
Comments30

Щуп осциллографа. Устройство и принцип работы

Reading time9 min
Views49K

Эта статья для тех кто всегда хотел знать как устроен щуп осциллографа, но боялся спросить. Для тех кто начинает работать с осциллографом, а также для тех кто много лет работает, но никогда не хватало времени и сил для того, чтобы разобрать как устроен щуп(пробник) осциллографа на самом деле. Этот материал основан на статье Doug Ford «The secret world of oscilloscope probes» с некоторыми изменениями и дополнениями. В статье будут рассматриваться только пассивные щупы. Исследование работы будем проводить в популярном симуляторе электронных схем LTSpice. Разберем последовательно назначение и особенности каждого элемента, моделируя эквивалентные схемы начиная от простых вариантов и переходя к более реалистичным. Узнаем кто изобрёл и запатентовал первый прототип этого устройства в том виде в котором он используется сейчас. А также в конце рассмотрим как устроен реальный щуп фирмы Keysight(бывший Agilent) 10073C, вышедший из строя и давший согласие предоставить свои останки на благо научного прогресса.

Все кто работает в области электроники хоть раз сталкивался с измерением с помощью осциллографа. Существует много разновидностей пробников, в основном они делятся на активные и пассивные. Активные пробники могут быть самого разного устройства и назначения, и в этой статье не рассматриваются. Мы обратим внимание на наверное самый распространенный вариант пассивного пробника с коэффициентом деления равным 10 (либо с переключателем режимов 1 или 10) и входным сопротивлением 10 МОм с учетом входного сопротивления осциллографа 1 МОм. В комплекте осциллографа как правило имеется два таких щупа.

Читать далее
Total votes 83: ↑83 and ↓0+83
Comments33

Головоломка ассасина

Level of difficultyEasy
Reading time9 min
Views15K

В 2014 году профессор математики Стэнфордского университета Марьям Мирзахани в одной из своих лекций упомянула интересную математическую головоломку, но не стала давать её решение. Спустя годы появились различные вариации задачи. Однако сначала речь пойдёт о первоисточнике.

Головоломка относится к классу так называемых «бильярдных задач», изучаемых в области динамических систем. Решение текущей задачи принадлежит профессору математики университета Джонса Хопкинса Эмили Рил.

Рассмотрим квадратную комнату в плоскости XY, и пусть A («ассасин») и T («цель») — две произвольные, но фиксированные точки внутри комнаты. Предположим, что комната схожа по физическим характеристикам с бильярдным столом, так что любой «выстрел» А рикошетит от стен, причём угол падения равен углу отражения. Можно ли заблокировать любой возможный «выстрел» А в Т, разместив конечное количество аналогичных по свойствам точек («телохранителей») в комнате?

Читать далее
Total votes 32: ↑32 and ↓0+32
Comments27

Simba: Симуляция десятков тысяч частиц в потенциале Леннарда-Джонса на чистом Python с GPU-ускорением

Reading time9 min
Views19K

Добрый день, уважаемые хабровчане.

Примерно год назад я начал проект симулятора динамики частиц на Python, используя библиотеку Numba для проведения параллельных расчетов на видеокарте. Сейчас, добравшись до определенной вехи в его развитии, я решил открыть исходный код и выложить его на GitHub для всех, кому интересны подобного рода эксперименты.

Самостоятельно потыркать проект можно вот тут: https://github.com/r-aristov/simba-ps

В этой статье я кратко опишу суть проекта, пройдусь по прилагающимся к нему примерам и расскажу почему вообще начал работу над ним.

В глубины симуляции
Total votes 136: ↑136 and ↓0+136
Comments78

Axiom: Инвертор для двигателя мощностью более 100 кВт

Level of difficultyEasy
Reading time7 min
Views12K

Впервые в истории открытый проект Axiom даёт возможность точно управлять мощными 3-фазными двигателями. Сейчас это как никогда актуально. Миллиарды тратятся на приближение эры электромобилей.

Самое приятное, что аппаратное обеспечение и прошивка имеют открытый исходный код! 

Читать далее
Total votes 36: ↑31 and ↓5+39
Comments14

Простой испытатель ферритов

Reading time7 min
Views20K

Реалии нашей жизни поменялись. Если раньше мы шли в магазин и покупали нужное ферритовое кольцо для трансформатора, то теперь порой приходится довольствоваться тем, что удалось найти. В ящике стола, в лампочке-экономке из ближайшей мусорки, у китайцев на Алиэкспрессе... Зачастую без маркировки, тип которого известен лишь приблизительно. И вопросы, вопросы... Действительно ли из Китая выслали то, что просили? Подойдет ли для двухтактного трансформатора это зеленое кольцо? А что будет, если намотать трансформатор на феррите с мю 10000? Каким выбрать число витков на вольт, когда формула из статьи в журнале "Радио" дает 0,4 витка на вольт, а популярная программа -- 1,2 витка?

В статье описывается небольшой стенд для испытания ферритовых сердечников, главным образом, колец, в режиме двухтактного преобразователя.

Читать далее
Total votes 102: ↑102 and ↓0+102
Comments34

Физика вращения 3д тел

Reading time11 min
Views11K

Когда я раньше задумывался о вращении в 3д, мне было неуютно. Оно казалось сложным. Вспомнить, например, эффект Джанибекова с прецессией свободно вращающейся гайки. Настало время разобраться!

В статье Вас ждут математика, физика, а заодно численное моделирование и визуализация в libgdx.

Можно провести аналогии между массой тела в поступательном движении и моментом инерции. Разница только в том, что масса выражается одним-единственным числом, а момент инерции - матрицей 3х3. В большинстве примеров ограничиваются вращением в 2д, где существует только одна возможная ось вращения, либо симметричными телами типа мяча, когда момен инерции по всем осям одинаковый. Вместо этого я рассмотрю наиболее общий случай.

Читать далее
Total votes 45: ↑45 and ↓0+45
Comments19

Проектируем процессор постапокалипсиса с помощью openSource

Reading time12 min
Views21K

Проектируемый компьютер на сверхминиатюрных электронных лампах хоть и является радиационно-стойким, однако работает на электричестве. Кроме того, восстановить в сжатые сроки производство электронных ламп в условиях постапокалипсиса будет довольно сложной задачей. На руинах цивилизации гораздо проще организовать массовое производство логических элементов, работающих на эффекте прилипания струи воздуха к стенке — при этом сам элемент можно лепить хоть из глины! И мало того, что для создания потока воздуха не обязательно использовать электричество — теоретически такой процессор сможет работать на энергии ударной волны ядерного взрыва! Но обо всём по порядку. Для тех, кто следит за проектом DekatronPC — не пугайтесь, ему ничего не угрожает.

В прошлый раз в статье «Пневмоника и влажные мечты стимпанка» я уже рассказывал о струйных логических элементах и поделился мыслями о том, что в принципе на этой технологии можно собрать полноценное вычислительное устройство.
Читать дальше →
Total votes 156: ↑156 and ↓0+156
Comments70

Blue-green deployment, canary release: рецепт приготовления безрисковых релизов

Reading time15 min
Views33K

Банковские сервисы по умолчанию не должны падать, и даже прилечь на секундочку, и даже когда мы обновляемся. Ведь даже секунды могут привести к потерям с множеством нулей. Чтобы этого не произошло мы используем blue-green deployment.

Простым языком blue-green deployment - способ развертывания, который позволяет обновлять приложения не отклоняя ни одного запроса, без остановок. Как это сделать, расскажу и покажу на примере. Статья подойдет DevOps-инженерам и бэкенд-разработчикам, особенно на HighLoad-проектах, а также моим будущим коллегам, как методичка по безрисковым релизам, чтобы прод не падал каждые 2 недели по графику релизов (а такое тоже бывало).

Читать далее
Total votes 29: ↑27 and ↓2+27
Comments14

Как спроектировать фильтр электромагнитных помех для DC-DC преобразователя?

Reading time9 min
Views24K

Поставщики компонентов наперебой рассказывают, как просто при помощи их изделий создать готовое к промышленному выпуску решение. После посещения одного из таких мероприятий от Wurth Electronic по проектированию пассивных фильтров электромагнитных помех (ЭМП) у меня появились смутные сомнения по поводу методики подбора компонентов, и мы решил провести собственное исследование.

Сегодня мы постараемся рассеять маркетинговый туман и внести осознанность в проектирование фильтров ЭПМ для импульсных преобразователей (DC-DC).

Читать далее
Total votes 29: ↑28 and ↓1+37
Comments22

Как перестать некорректно выражаться в коде

Reading time4 min
Views10K

Мудрецы мира С++ часто напоминают нам о том как важно максимально точно выражать свои мысли в коде, делать код понятным и простым, не теряя при этом (а зачастую и выигрывая) в эффективности. Но задумайтесь как выглядит в С++ код связанный с динамическим полиморфизмом.

Взглянуть на С++ по новому
Total votes 9: ↑4 and ↓5+1
Comments42

Разглядывая JTAG: *.bsdl своими руками

Reading time15 min
Views8.5K

В предыдущей статье мы немного поработали с конечным автоматом модуля JTAG в контексте чтения идентификационного номера. Совершённые нами манипуляции были бы одинаковы практически для любой микросхемы с JTAG-ом. Однако при попытке установить/считать через JTAG уровень напряжения на произвольном выводе микросхемы мы столкнёмся с объективной проблемой: количество выводов, их назначение и расположение у разных микросхем принципиально отличаются. Для того, чтобы у ПО, управляющего JTAG-ом была информация об этих отличиях, ему необходим файл описания модуля JTAG для конкретной микросхемы. Об этих файлах и пойдёт речь в данной статье.

Написать *.bsdl в блокноте
Total votes 36: ↑36 and ↓0+36
Comments5

Измерение положения ротора СКВТ с помощью микроконтроллера K1986BE92QI

Reading time21 min
Views14K

Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня я расскажу вам об интересном эксперименте - измерении угла положения синус-косинусного вращающегося трансформатора с помощью микроконтроллера K1986BE92QI фирмы Миландр без применения каких-либо специализированных микросхем-контроллеров СКВТ!

Недавно мне на глаза попалось техническое описание советского комплектного электропривода "Размер-2М". Конструктивно это был самый настоящий сервопривод! В качестве датчиков обратной связи на двигателях шпинделя и подач были установлены синус-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), или по-другому, резольверы. С помощью СКВТ помимо фактической скорости вращения определялся фактический угол поворота ротора и эмулировались сигналы инкрементальных энкодеров - двухфазные импульсы для передачи информации о перемещения в УЧПУ станка. Разрешающая способность была равна 10000 дискрет на один оборот ротора. При шаге винта в 10мм это означало что одна дискрета равна одному микрону - и всё это уже было в начале 1980-х! А у меня как нельзя кстати завалялся трофейный советский СКВТ ФВ67-12-008 от "Размера", доставшийся мне на опыты. И мне стало интересно, а как же в "Размере" определялось положение ротора СКВТ? Оказывается, конструкторы "Размера" применили довольно простой фазовый метод. Недолго думая, я решил воспроизвести "Размеровский" измеритель положения СКВТ в лабораторных условиях. Изначально вся затея с СКВТ была чистым экспериментом, который неожиданно дал хорошие результаты и вылился в небольшое исследование по повышению производительности программного кода для микроконтроллеров с ядром ARM Cortex-M3.

Читать далее
Total votes 26: ↑25 and ↓1+36
Comments11

Магия звука с точки зрения физики: всё, что полезно знать о магнитопланарах и ленте

Reading time6 min
Views8.9K

Наряду с привычными и хорошо нам знакомыми динамическими излучателями (проще говоря, динамиками), немалую популярность обрели и магнито-планарные преобразователи, также известные как ленточные драйверы. В нашей статье – много полезной информации о магнитопланарах, их преимуществах и уникальных особенностях.

Хотя термины «ленточный» и «магнито-планарный» часто используются взаимозаменяемо, фактически ленточный драйвер – это разновидность магнито-планарного излучателя. В отличие от используемых в конструкции динамического драйвера конуса и звуковой катушки, в ленточном излучателе в роли диафрагмы применяется полоска специального материала (как правило, алюминия), расположенного между «северным» и «южным» полюсами двух магнитов. Эта мембрана нередко имеет гофрированную форму, для придания ей дополнительной жесткости. Аудиосигнал проходит через данную токопроводящую ленту, формируя вокруг неё соответствующее переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, взаимодействует с постоянным магнитным полем от установленных в излучателе магнитов. Это приводит ленту в движение, что и позволяет воспроизводить звук. По сути, лента в данном случае выполняет функции и звуковой катушки, и диафрагмы.

Читать далее
Total votes 6: ↑6 and ↓0+6
Comments1

3D моделирование в Python

Reading time21 min
Views83K

Допустим, вам потребовалось на языке программирования python, построить трёхмерную модель некоторого объекта, затем визуализировать его, или подготовить файл для печати на 3D принтере. Существует несколько библиотек, помогающих в решении этих задач. Поговорим о том, как строить трёхмерные модели из точек, граней и примитивов в python. Как выполнять элементарные приемы 3D моделирования: перемещение, поворот, объединение, вычитание и другие.

Читать далее
Total votes 21: ↑21 and ↓0+21
Comments26

Трансформатор тока для детектирования включений нагрузки в сети 220В

Reading time8 min
Views26K

Недавно у меня возникла необходимость определять на микроконтроллере моменты включения/выключения погружного насоса с поплавковым выключателем, запитанного от сети 220В, т.е. по сути определять наличие потребляемого тока в цепи подключения насоса. Когда речь идет об измерениях в сети 220В, в первую очередь стоит подумать о том, как обеспечить качественную гальваническую развязку, т.е. отсутствие электрического контакта между высоковольтными и низковольтными цепями.

Пожалуй самым простым и быстрым решением было бы взять готовый модуль на эффекте Холла (например на базе микросхемы ACS712). Однако мне такой вариант не подошёл по двум причинам. Во-первых, он требует питания 5В, а у меня было всё запитано от 3.3В. Во-вторых, он включается в разрыв измеряемой цепи, а мне было очень важно не нарушить работу насоса даже в случае ошибки проектирования или выхода из строя датчика.

Как ни странно, нагуглить готовое решение без специальных модулей для такой казалось бы простой задачи не удалось, поэтому здесь хочу поделиться опытом расчета и изготовления простейших измерительных токовых трансформаторов.

Читать далее
Total votes 37: ↑37 and ↓0+37
Comments41

Заставляем компьютер выводить общие законы физики из наблюдений

Reading time5 min
Views7.1K

Как правило, компьютеры в естественных науках занимаются либо получением чисел из чисел, либо выводом формул из формул. Попытаемся решить более экстравагантную задачу — из набора численных данных вывести формулы общих физических законов, причём не только неизвестные параметры формул, но и сам их вид. В качестве примера рассмотрим задачу о кеплеровых орбитах — в частности, о движении спутника вокруг Земли, и получим законы сохранения энергии и момента импульса, из которых в небесной механике и выводятся эллипсы орбит и законы Кеплера.

Вдохновением для этих занятий послужила замечательная статья из Science, которая убедила меня и многих других в том, что к таким задачам в принципе можно подступиться. Как и у авторов статьи, наш пример будет немного игрушечным, хоть и для совсем другой физической системы. Более того, мы ещё сильнее ограничим пространство поиска (до 2^{64} формул, что тоже немало), зато обойдёмся без 32 процессорных ядер и без GPU, а решение получим меньше чем за минуту против десятков минут или даже пары дней, как в статье. Для всего этого нам понадобится лишь 300 строк кода на C — и никаких фреймворков.

Читать далее
Total votes 20: ↑20 and ↓0+20
Comments18

Психотронная тюрьма риторики: история о том, что мешает нам мыслить здраво

Reading time13 min
Views71K

Аристотель придумал, что в риторике есть четыре главных способа убеждения. Пафос — через эмоции и повествование. Логос — через факты и логику. Этос — через авторитет того, что убеждает. Есть еще кайрос, фактор контекста: того, когда вас пытаются убедить и при каких условиях.

Познакомился я с ними, когда работал академконсультантом в США: помогал получать высшее образование так, чтобы иметь хорошие оценки и не тратить слишком много денег. В колледжах США риторику изучают все гуманитарии на первом курсе, иногда даже технари. И так как всю риторику сводили именно к способам убеждения, мои клиенты из Ближнего Востока и Китая часто этим возмущались. И спрашивали меня, какой скрытый смысл в том, чтобы изучать такие очевидные вещи.

Что же, ответ у меня есть. Я считаю, что этос — это бич мыслящего человека. Кайрос — кандалы, который выковал информационный век. А понимание того, как работает риторика — базовый инструмент критического мышления. Особенно для IT-специалиста.

Я так много рассказывал об этом на кухнях и в чатах, что решил написать статью. А получился лонгрид с научными исследованиями, разбором влияния алгоритмических новостных лент, и безумным комиксом из мемов, который я делал 4 часа в Фигме. Поехали!

UPD Большое спасибо всем тем людям, что помогли мне исправить ошибки и очепятки! Только на Хабре так стремятся помочь, и это неоценимо.
Читать дальше →
Total votes 148: ↑135 and ↓13+169
Comments353

Information

Rating
3,223-rd
Registered
Activity