Электроника для начинающих

Недавно искал запчасть для своего старенького (или уже древнего?) любительского Canon 600D. В процессе поиска мне попался дешёвый 7D Mark II (дальше буду звать его 7d2), который продавался как «нерабочий, только на запчасти». В итоге это получился увлекательный и полезный опыт ремонта, при котором даже не потребовались запасные детали.

Canon 7D Mark II — это навороченная цифровая зеркалка (DSLR) с матрицей APS-C на 20,2 МП, выпущенная в 2014 году. Она относится к линейке профессиональных камер и может считаться аналогом 5D Mark IV, но с меньшей КМОП-матрицей. На релизе эту камеру встретили положительно. Мне мой экземпляр обошёлся в €180 в нерабочем состоянии . Но я верил, что с ним не всё потеряно.

При выборе материала для печатной платы инженеры и конструкторы обращают внимание на множество параметров. Один из ключевых — температура стеклования, или Tg. Этот показатель определяет, как поведёт себя плата при нагреве, и напрямую влияет на надёжность готового изделия.

В этой статье разберём, что такое Tg, почему он важен и как правильно выбрать материал под конкретную задачу.

Я писал в предыдущих постах, что наш митап по верилогу пригласили на мероприятие торговой палаты города Маунтин-Вью, Калифорния. И вот мероприятие состоялось. Ну, как я уже написал в заголовке, на наш стенд зашел Дейл Догерти, основатель журнала самоделкиных Make Magazine и выставок Maker Faire. Дейл расспросил Майю и Свету почему у них возник интерес к проектам с микросхемами малой степени интеграции.

До начала нашего рассказа, давайте я загадаю вам загадку: можно ли выпрямить переменный ток, без полупроводниковых элементов (диоды и т.д.)? А можно ли то же самое провернуть, с точностью до наоборот — то есть, постоянный ток превратить в переменный, без сложных схем и полупроводниковых элементов? Можно ли понизить/повысить напряжение электрического тока (и другие его параметры — частоту, количество фаз) — без трансформаторов и электронных схем? 

А теперь, совсем вопрос на засыпку («вот ведь валит!» © — неизвестный студент :-D):
а можно ли теперь всю эту красоту провернуть с помощью одного и того же класса устройств?  

Как ни странно, можно, если это устройство называется «умформер» (но были и более продвинутые варианты, о них тоже будет ниже)…

Ранее в своих статьях я рассказывал, как подключать модули EBYTE LoRa к Raspberry Pi и Repka Pi (ссылки в конце этой статьи). Но такие микрокомпьютеры потребляют довольно много электроэнергии и не «проживут» долго на аккумуляторе. 

Сами по себе модули LoRa в спящем режиме весьма экономны и могут годами работать на автономном питании, если после передачи данных «засыпают» на длительное время. Но вся эта экономия сработает, только если они будут управляться микроконтроллерами, способными переходить в спящий режим и просыпаться по таймеру.

В этой статье на примере метеостанции я расскажу о том, как создавать узлы сбора данных LoRa на базе микроконтроллера ESP32-S3, установленного в модуле Heltec Automation HTIT‑WB32LAF V3. Микроконтроллер может переходить в состояние глубокого сна, когда работают только часы реального времени и память RTC, а вся периферия отключается. В результате узел сбора данных может работать очень долго, питаясь от аккумулятора.

Meshcore – независимая меш-сеть, поднятая энтузиастами по всему миру для связи при ЧС и не только. Сеть независит от… тех, тех, вот тех и особенно ВО-О-ОН-от-ТЕХ! 😊   

Когда в очередной раз власти кладут мобильный интернет и сотовую сеть и все ваши тщетные попытки дописаться в мессенджерах или дозвониться близким тонут в массе матерных эпитетов в адрес известно кого, наверное, у вас возникала мысль о том, что было бы неплохо иметь запасной канал связи.

В нашей стране на настоящее время сеть получается особенно актуальна в сложившейся политической и экономической ситуации.  

В предыдущих статьях было описано как она появилась, зачем её строят и как она работает.

Часть 1 ‑—>>> Часть 2 ‑—>>> Вы тут

В этой статье описаны технические аспекты и технологическая основа применяемых компонентов. Как и из чего выбирать, что купить при проектировании сети и для присоединения к уже имеющейся инфраструктуре.

В статье будет рассмотрен и описан простой процесс сборки полезного генератора импульсов для изучения катушек индуктивности и других экспериментов.

Отличие такого генератора от распространённых ШИМ-генераторов в том, что у данного генератора имеется возможность задавать отдельно длительность импульса и отдельно длительность паузы, а также количество последовательно идущих импульсов и пауз. Имеется также возможность получения полноценного регулируемого повторяющегося во времени сигнала.
Все перечисленные возможности реализованы через код. Для создания генератора понадобится Arduino Nano/Uno, две тактильные кнопки, LCD-дисплей и установленная на ПК программа Arduino IDE.
Схема подключения изображена на рисунке 1.

Мы все живём в очень непростое время – в эпоху перемен! Древние китайцы считали это проклятием, автор же считает – это очень интересным временем открывающихся возможностей. Плюс де-IT-фикация всей страны, + откат сферы интернет-связи во времена назад не столь отдалённые. Времена настают не столь отдалённые, но технологии сегодняшнего дня радом с нами + война – мать бурного и стремительного развития технологий.     

Когда в очередной раз власти кладут мобильный интернет и сотовую сеть и все ваши тщетные попытки дописаться в мессенджерах или дозвониться близким тонут в массе матерных эпитетов в адрес известно кого, наверное, у вас проскакивала мысль о том, что было бы неплохо иметь запасной канал связи, независимый от этих…. Ну, от этих… не будем показывать пальцами и называть их в слух, вы и так знаете имя всему этому легиону.    

Сегодня вы узнаете о таком канале связи… и, это не Meshtastic!

Часть 1 ‑‑>>> Часть 2 ‑‑>>> Часть 3

На моем шкафу несколько лет пылились две замечательные пятидесятиватные колонки Yamaha, которым я не мог найти применение. А в ящике стола лежала плата на базе модуля ESP32 с такой же проблемой. Я решил немного скрасить свой досуг и собрать своими руками Bluetooth‑проигрыватель для этих колонок. Конечно можно было купить готовый, это было бы экономически целесообразней да и быстрее, но уже не так интересно.

Забегая вперед сразу покажу что получилось:

В статье приведен мой опыт знакомства с Zephyr RTOS на примере создания беспроводной клавиатуры с тремя кнопками (Enter, Copy, Paste). Затронуты ключевые аспекты: настройка BLE-стека и HID-сервиса, управление энергопотреблением (STOP2, параметры соединения, программный сон), работа с Devicetree (overlay и правки dtsi), отладка через RTT, а также типичные проблемы (прошивка CPU2, EXTI-конфликты, требования HID к шифрованию). Проект полностью воспроизводим и содержит ссылки на полный исходный код и готовую прошивку.

Не так давно мы рассмотрели такую интересную тему, как переменные резисторы и их потенциальную замену достаточно интересными решениями. 

На мой взгляд, рассмотрение той темы было бы неполным, если бы не рассмотреть ещё и крайне интересный и, в буквальном смысле, «крайний» вариант — когда резистор не пропускает ток вообще! :-)  

Выглядит странновато, и вообще, возникает вопрос — «а зачем же тогда такой резистор и вовсе нужен?!», но, тем не менее, и такие интересные элементы в электронике бывают!  

Оказывается, школьницы стран бывшего СССР умеют ваять цифровые схемы на CMOS 4000 ничуть не хуже школьников, причем не только русскоязычных школьников, но и школьников из Индии и Китая. Под конец нашей месячной «Школы не в Замке, а в Клубе Хакеров по викендам» образовалась такая теплая компашка:

Дисклеймер: не читайте эту статью, если вы фанат традиционных ценностей и от заголовка уже хотите написать в комментах, что мне стоит изучить базу. Читайте эту статью только если вы прогрессивный, веселый, любите инженерный угар и работающие проекты ♥

Про корпус я писала тут и тут. В этой статье я расскажу про бэк и мои решения!

История про второй (и последний) прототип моего умного флориума с управлением через веб. Жанр — инженерная трагикомедия.

Не знаю как для вас, но для меня, с того самого первого момента, когда я стал интересоваться электроникой, существовала одна, скажем так, «загадочная» :-) сущность, разобраться в сути которой мне всегда было интересно — конденсаторы переменной ёмкости! 

Хотя бы даже по той простой причине, что в те далекие (почти уже былинные) времена, когда у меня впервые начали возникать вопросы подобного рода, переменные конденсаторы достать было весьма проблемно (для собственных экспериментов; несмотря на то, что они повсеместно присутствовали в «музыкальных центрах» (радиоприёмник + проигрыватель пластинок) прошлого — «радиола»-х). 

Да и, кроме того, в обыденной практике подобные конденсаторы не часто встречаются (как потребные для самоделок), что, опять же, уменьшает количество поводов с ними «пообщаться поплотнее» (хотя, если память мне не изменяет, их частенько предлагалось использовать в составе схем самодельных металлоискателей — будучи школьником я как раз пытался собрать нечто подобное, но отказался из-за отсутствия подобного конденсатора под рукой). 

Ну и в целом, как выясняется, переменные конденсаторы как класс представляют собой очень интересный объект для рассмотрения, чем мы сегодня и займёмся!

При подаче на катушку индуктивности постоянного тока в катушке формируется магнитное поле. Если во время этого быстро прервать протекание тока в катушке, то это созданное магнитное поле быстро спадает, что может привести к появлению высокого напряжения между выводами катушки индуктивности, вплоть до сотен вольт. Ключевое слово в этом предложении — это слово "может". Далее я попытаюсь объяснить почему, я уделяю этому особое значение.

Обычно в подобных экспериментах и их объяснениях основную роль отдают переменному магнитному полю. При этом само магнитное поле не может приводить электрические заряды в упорядоченное движение, а значит, не может вызывать электрический ток. Также магнитное поле не может разделять электрические заряды, создавая тем самым электрическое напряжение.
Это может делать только электрическое поле, порожденное меняющимся во времени магнитным полем.
То, что переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле, которое и приводит электрические заряды в движение, известно и, это можно сказать ни для кого не секрет (рис.1).

В наше время радиолюбители вызывают у обывателей в лучшем случае недоумение, а в худшем — стремление сначала набить морду, а после сдать это шпионское отродье в соответствующие органы на опыты. А уж когда кто‑то приходит в управляющую компанию и просит пустить его на крышу, чтобы поставить там антенну... В общем, тем, кто не озаботился установкой антенн в более спокойное время, приходится использовать партизанские решения. Одна из таких антенн — удочка длиной 7–8 метров с проложенным вдоль нее проводом, закрепленная перпендикулярно стене дома на балконе или стене. Провод этот используется либо как четвертьволновой штырь, либо тот или иной вариант диполя, запитываемого с конца. В качестве противовеса используется ограждение балкона или проложенные вдоль стены провода. Эффективность подобных эрзац‑антенн, конечно, невелика, но что делать, в эфире работать хочется. И даже они позволяют проводить интересные связи.

В этой статье я расскажу про свою антенну, ее характеристики и особенности и подниму вопрос ее элементарной грозозащиты.

Некий комментатор скормил ИИ мои посты про обучение школьников цифре на макетке, и иишница в частности ответило: “Высокий порог входа для части школьников. Проект предполагает понимание базовых вещей: что такое бит, такт, сдвиговый регистр, перенос, семисегментный индикатор”.

Это конечно ерунда полная. Школьники знают про арифметический перенос из того что их учили складывать столбиком числа во втором классе. Такт - это просто период между миганиями лампочки на модуле тактового генератора. Сдвиговый регистр они понимают по движению лампочек которое отображает его содержимое. А семисегментный индикатор они могут прощупать втыканием провода в пины идущие к каждому из светодиодов.

Но предоставим слово самим школьникам. Я сделал видео, но которых попросил трех школьников показать что они выучили и смогли смастерить после двух-трех сессий на викенды. Некоторые проекты они делали при мне, некоторые дома. Младшему, Матвею, дома помогал отец, но на одном из видео Матвей паяет проект при мне, на видео - так что это довольно чистый эксперимент:

Представьте, что вы купили беспроводную колонку. Колонка отработала полгода, а в одно утро просто перестала включаться. В сервисе разводят руками: дело в плате, чинить дороже, чем купить новую.

Причина такой поломки бывает старше устройства. Ошибку сделали ещё на компьютере, когда проектировали плату. Она пережила производство, проверки, сборку и полгода работы. Внутри с первого дня осталась заводская химия, которая за полгода “съела” важный проводник.

Я ловлю такие ошибки, пока проект печатной платы не ушёл в производство. Почти вся моя работа состоит из вопросов к такому проекту. Сейчас расскажу, откуда в файлах берутся ошибки, которые не видит даже их автор, и как против них работают правильные вопросы.

Откройте любой учебный материал по FPGA. С вероятностью девяносто процентов он закончится мигающим светодиодом, бегущей строкой на семисегментнике или, в лучшем случае, генератором VGA-сигнала с цветными полосами. Это нормальные учебные задачи, но у них есть общее свойство, о котором редко говорят вслух: они работают сразу или не работают совсем. Прошили — мигает. Не мигает — перепроверили три строчки кода, нашли опечатку, мигает.

Реальная инженерная работа с ПЛИС устроена иначе. Реальная задача — это когда ваша микросхема должна разговаривать с другой микросхемой по протоколу, у которого есть спецификация на сорок страниц, четыре режима тактирования и подводные камни в каждом втором абзаце даташита. Когда «вроде работает» — это худший из возможных результатов, потому что «вроде» означает «упадёт у заказчика». И когда между «код написан» и «устройство работает» лежат недели верификации и отладки.

Эта статья - следующий шаг в моем обучении и попытка показать полный путь: от фразы "нам нужен SPI-контроллер" до момента, когда логический анализатор показывает красивые пачки импульсов на ножках кристалла. Здесь будут не только архитектурные решения и листинги, но и все ошибки, которые были сделаны по дороге: testbench, который врал, потому что master и slave-модель содержали один и тот же баг; гонка на один такт, из-за которой тест прерываний падал при исправном железе; и финальный детектив — прошивка, в которой SPI-сигналы честно генерировались... на других ножках, потому что файл назначения пинов на диске оказался не тем, который мы правили. Каждая такая история — это методика: симптом, гипотеза, эксперимент, причина, фикс.