Электроника для начинающих

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.

Лет десять назад я сконструировал и изготовил пару анемометр и флюгер, которые описал тогда вот в этой статье. Сейчас устройства, конечно, износились: если флюгер еще в общем работает, то анемометр практически дохлый. Сказывается еще то, что на зиму их приходится убирать: под снегом они отказали бы гораздо быстрее, а периодический монтаж-демонтаж сказывается на их состоянии не лучшим образом. Поэтому вплотную встал вопрос замены на более долговечную конструкцию.

Об ультразвуковом принципе работы измерителей различных потоков (морских и речных течений, ветра, жидкостей и газов в трубопроводах) я осведомлен издавна, так как в 80-90-е годы вплотную занимался измерителями морских течений. Ультразвуковой датчик ветра хорош тем, что объединяет функции анемометра (измерителя скорости) и флюгера (измерителя направления) в одном приборе. При этом датчик не имеет никаких движущихся частей, максимально изолирован от непогоды, следовательно, гораздо долговечнее, чем любая механическая конструкция. Измерение скорости производится на основе эффекта Допплера в двух взаимно перпендикулярных направлениях, так что значение направления получается автоматически из двух измеренных векторов. В некоторых конструкциях используется также принцип измерения составляющих вектора в трех направлениях по периметру треугольника.

Попытки десять лет назад найти что-то из этой области по части ветра натолкнулись на ценовой порог: в продаже имелись лишь ультразвуковые измерители профессионального класса, как импортные, так и отечественные (или, правильней сказать, под отечественным лейблом), с соответствующей ценой с тремя нулями в долларах. Но в прошлом году решил проверить новинки по этой теме, и с изумлением обнаружил большое количество моделей бытового уровня ценой от единиц до десятков тысяч обычных рублей.

В детстве одним из моих любимых боевиков был "Хищник" с Арнольдом Шварцнеггером, в котором больше всего мне нравилась маска пришельца, позволявшая ему переключаться между спектрами и видеть тепло, самому оставаясь невидимкой. На невидимость пока не замахиваюсь, а вот сделать подобие маски Хищника – почему бы и да?

У каждого датчика температуры и влажности в даташите написана своя погрешность. Но честная проверка — не читать даташит, а положить несколько штук в один и тот же воздух и снять показания в один и тот же момент. Я взял четыре популярных копеечных модуля с AliExpress — BME280, BMP280, AHT20 и HDC1080 — посадил их на одну шину I2C к одной ESP-шке и вывел всё на одну веб-страницу: у каждого датчика живое значение и график тренда, рядом.

Температуры совпали в пределах полуградуса. А вот с влажностью получилось интересно: один датчик показал на почти 10 процентных пунктов больше соседнего, который лежал в пяти миллиметрах от него. Ниже — как это выглядело, почему так вышло и на чём собран сам дашборд (спойлер: это несколько строк C++, без единой строчки фронтенда).

Все, кто так или иначе имел дело с электроникой, например, пытался собирать какие-то свои хобби-схемы, сталкивался с одной весьма простой задачей, которая, как ни странно, может иной раз попортить нервы довольно сильно: обычные резисторы! 

Вроде бы, ну что там может быть сложного? Обычный пассивный элемент, известный всем — подбирай по мощности/сопротивлению/типу монтажа (сквозной/поверхностный) и вуаля… 

Однако, из своего опыта, мне вспоминается, что с резисторами связаны две банальные проблемы: 1) нужного никогда нет под рукой; 2) непонятно, какой нужен (надо подбирать иной раз «на живую»). 

Да, с развитием современных маркетплейсов и онлайн-торговли проблемы в значительной мере ушли, но, тем не менее, думается, что ознакомление с альтернативным путём, будет для многих интересно! ;-) 

В связи с вышесказанным, я тут накопал некоторое количество информации, которое, думается, может быть для некоторых весьма полезным…Итак… 

В этом тексте я написал про то как настроить I2S трансивер работать в полнодуплексном режиме (Full Duplex). Показал как настроить на микроконтроллере STM32F407VG одновременное воспроизведение и запись встречного аудио потока по интерфейсу I2S.

Привет, Хабр! Меня попросили создать педаль гитарного перегруза, внешний вид и звучание которой должны максимально приблизиться к легендарному японскому овердрайву Barbarossa Gargoyle, выпускаемому в очень малых количествах и продаваемому по высоким ценам.

Музыкантам надо помогать, поскольку они делают нашу жизнь лучше и интереснее. Поэтому мне пришлось отложить в сторону другие дела и заняться новым проектом.

Под катом вас ждёт видео со звучанием, схема моей версии эффекта и подробное описание того, как она работает.

Как известно существуют учебно-тренировочные электронные платы серии Nucleo. Там всегда есть вмонтированный программатор ST-link. Эти платы дешевы и очень удобны для отладки большой прошивки по частям. Однако родной программатор ST-Link долго прогружается и пошаговая отладка часто срывается прямо из-под IDE. Потом нет способа перезагруpить прошивку из-под отладчика ST-link. В связи с этим возникла потребность отлаживать прошивки на плате другим программатором: отладчиком Segger J-link.

ESP01 и ESP12 кажутся идеальными кирпичиками для самодельной автоматизации: стоят копейки, занимают минимум места, умеют Wi‑Fi и позволяют собрать полезное устройство буквально из нескольких модулей. Но стоит перейти от макетной платы к реальному корпусу, питанию, реле, датчикам и установке «на место», как начинается настоящая инженерная проза: пины внезапно мешают загрузке, реле щёлкает не тогда, питание проседает, корпус не герметичен, а вентилятор оказывается умнее, чем хотелось бы.

В этой статье я собрал свой практический путь — от выбора между ESP01 и ESP12 до проектирования платы, корпуса, прошивки и отладки устройства для управления вентиляцией в санузле. Здесь будет не только «как надо», но и честный список ошибок, тупиков и переделок: почему правило «семь раз проверь» для ESP особенно актуально, какие пины лучше не трогать, зачем тестировать питание заранее и почему иногда самое ценное в проекте — это не схема, а возможность спокойно обновить прошивку по воздуху и наконец-то лечь спать.

К моменту, когда заказ доходит до этапа формирования производственной панели, основная проверка данных уже проведена: слои проверены на соответствие технологии, выявлены и исправлены потенциальные проблемы. Теперь перед производителем стоит задача — объединить несколько заказов в одну панель и подготовить её к запуску в производство.

В этой статье мы расскажем, как формируются производственные панели, по какому принципу объединяются заказы и какие операции выполняются на этапе подготовки данных.

Что мы знаем о повороте на определённый угол и его удержании в робототехнических системах? 

Думается, что на данный момент, мы все настолько сильно подсели на разнообразные цифровые устройства, алгоритмы и принципы, что нам (наверное, что даже и большинству), зачастую, даже сложно себе представить, что подобная задача может быть решена и кардинально иным способом! :-)  

Тем не менее, в истории существовали (и даже в данный момент существуют!) целый класс абсолютно иных аналоговых устройств, который вполне себе успешно справляется с тем же самым вопросом — и называются подобные устройства «сельсины»…

Я давно хотел купить плату с Zynq-7020, да такую, чтобы на ней был FMC LPC разъем на который, к примеру, можно было бы установить плату c AD9361 или множеством портов Ethernet, или еще какой-нибудь вариант. И на просторах китайского Aliexpress мне попалась одна такая - TZT RK-ZYNQ7020-F версии 1.1. Я не долго думая сразу ее прикупил и решил что это как раз то, что нужно. И в этой статье хотел бы поделиться своими впечатлениями и обзором того, что на этой плате любезно нам предоставил разработчик. Это будет обзор в несколько ином ключе, без пересказа schematic, а в виде подробного инженерного обзора по подсистемам. Сначала рассмотрим комплектацию, стоимость, затем архитектуру платы, ее внешний вид и что на ней есть. Потом заглянем в питание, reset, clocking и boot. Затем память: DDR3, QSPI, eMMC, microSD. Далее интерфейсы PS: UART, USB, Ethernet, I2C, интерфейсы PL и расширения: FMC, 40-pin, HDMI, MIPI, CAN, RS485, LCD. И в конце - общее впечатление, риски и выводы. Поехали!

Всем интересующимся - добро пожаловать под кат!

Всем привет, меня зовут Роман и я энтузиаст. Не так чтобы конкретно в чем‑то, а так, вообще. По долгу службы я тесно связан с GNU/Linux отчего часто и подолгу смотрю в черный экран с буквами. И вот, в один из таких эпизодов я подумал:

 - А зачем мне мышь, если я постоянно пишу в консоль? Двигать окна? А зачем их двигать, если они все одинаковые?..

Очевидно, в этом порыве я не пионер. Мои эксперименты с оконными менеджерами привели меня к динамическому тайлингу и настал черед устройств ввода.

Ровно 5 лет назад автором была написана статья о публичной меш-сети под названием "Meshtastic – оперативно-тактический радиочат без сотовой связи и интернета". На тот момент концепция была новым веянием времени и являла собой в мир эпоху МЭШ-технологий для простого народа. Тема в основном была предназначена для технически и програмно подкованных коллег-сотоварищей. Сегодня, по прошествии лет, Mesh-технологии шагнули далеко в мир и получили большое развитие в области WiFi сетей 5…8 поколений… но, сегодня вы узнаете не о Mesh-WiFi сетях, а о трансформации популярной сети Meshtastic в нечто новое и более удобное.

Для первой статьи о мышастике пришлось фантазировать гипотетическую ситуацию с ЧС и обыгрывать вокруг неё возможности этой сети. На дворе 2026 год и ничего выдумывать не нужно. В последнее время всё вокруг нас (в России) происходит в таком негативном ключе и вызывает такое количество нецензурных эмоций, что появление и внедрение новой сетевой концепции передачи данных можно считать вопросом времени.