Программирование микроконтроллеров *

Никак не доходили руки до написания этой статьи, точнее я её планировал написать после полноценного перевода устройства на esp32 c3, который никак не состоится.

Вкратце напомню о чем этот проект, и чем он закончился в прошлой статье. Мы разрабатываем компактное устройство для чтения, хранения, записи и эмуляции электронных ключей (которые чаще всего встречаются у нас в подъездах и на проходных). Изначально это был проект одного из моих учеников. Но в этом году, для участия во ВСОШ по робототехнике ему пришлось поменять тему работы, которая тоже довольно интересная, как-нибудь по неё тоже напишу). А я по наличию времени и энтузиазма продолжил добивать программную часть.

В прошлой статье мы перевели устройство на esp8266, что сделало его более производительным и решило проблему с памятью. У нас получилось прочитать и эмулировать контактные ключи dallas и русские Сyfral и Metacom. После этого мы решили перейти к бесконтактным ключам стандарта EmMarine.

Бесонтактные ключи уже так просто, при помощи одного резистора, не прочитаешь, нужен детектор-генератор на 125 кГц. На этом этапе опять очень помог проект от Alex Malov EasyKeyDublicator. У него я взял схему детектора без изменений. И первые тесты производил на Arduino Nano.

Попалась мне недавно статья Синус, косинус, квадратный корень FixedPoint. Автор размышляет как можно не затратно рассчитывать координаты и углы в микроконтроллере. Попробовал я подсказать автору пару аппроксимаций, но он оказался разговорчив только на тему "упадка автоматизации в РФ", а по делу как то не сложился диалог. Посмотрел, такие статьи не редкость. Например, очень хорошая статья Как посчитать синус быстрее всех на Xабре. В общем разгрузил себе голову на майских праздниках от главного хобби - геометрической алгебры.

В процессе изучения всего этого, возник у меня вопрос - а зачем вообще нужно аппроксимировать sin,cos, arctan и еще и в привязке к числу в двоичной системе, если есть декартовы координаты?

Из ответа на этот вопрос родилась идея этой статьи. Будет длинно, но если на примере подробно разбираться с работой машинного эпсилон и автоматическим дифференцированием, короче не получится. Следите за мыслью по ходу изложения. Начну с главного тезиса, и разверну по шагам  как это работает на примере операций с единичной окружностью.

Автоматическим дифференцированием можно назвать любую конечную разность, например dy=(y(x+ε)-y(x-ε))/(2*ε). Разность взята центральная, так как она дает меньшую погрешность.

 ε это машинный ноль. За счет округления до младшего бита его главное свойство: ε^2=0.

Эта статья по сути не более, чем описание основных моментов идеи. И если у кого то появится желание поставить эту идею на строгие математические рельсы, с удовольствием готов поучаствовать. Кто в этом случае опубликует финальную версию мне искренне не важно.

Для него был разработан специальный спидометр, смонтированный вместо крышки бензобака, переделанного в отсек для электроники. Во время движения прибор показывал скорость, а на остановке — пройденный путь.

Началось все с того, что при проектировании своего устройства на микроконтроллере ATtiny 85, которое должно было работать от встроенного li‑ion аккумулятора, я изначально не задавался целью измерения заряда АКБ, поскольку в этом не было необходимости. Однако, собрав все устройство на печатной плате, я подумал над тем, почему бы не добавить такую возможность.

Прочитав в Интернете, как это можно было реализовать, стало ясно, что сделать это вряд ли удастся, поскольку все порты PB[0:5] уже были заняты и, следовательно, не было возможности применения АЦП с аналогового пина (при чем порт PB0 я не мог настроить на вход опорного напряжения AREF - он должен был использоваться как управляющий выход).

Долгое изучение состояния регистров АЦП в datasheet на ATTiny 85 привело меня к следующей идее: в качестве опорного напряжения может быть выбрано само напряжение питания VCC (биты REFS [0:2] регистра ADMUX установлены в 0), а в качестве измеряемого ‑ напряжение VBG с внутреннего стабилизатора в 1.1В (биты MUX [3:0] регистра ADMUX установлены соответственно в 1100). То есть, для измерения напряжения питания не нужно ничего, кроме, собственно, самого питания VCC!

В этой статье я хочу поделиться своим опытом портирования проекта распознавания музыкальных жанров аудиозаписей на ESP32-C3. Исходный проект взят из репозитория книги TinyML-Cookbook_2E.
При анализе речи или других звуков важно выделить такие характеристики, которые отражают строение сигнала, но при этом не зависят от конкретных слов, громкости и других мешающих факторов. Для этого используют cepstrum, mel-cepstrum и MFCC - это шаги преобразования, которые переводят звук в удобную для анализа форму.

Особенности формата хранения чисел с плавающей точкой позволяют быстро находить приближённое значение логарифма, и, за счёт этого, выполнять умножение и деление. Результат при этом будет неточным, однако может быть применимым там, где особая точность не требуется.

Проект сделан для брата, который любит слушать музыку, но не всегда оценивает свою силу и выводит из строя обычные магазинные плееры на USB флешках.

Всех, кто работает с софт-ядрами, наверное, можно разделить на две категории: первые хотят запустить на своем ядре Linux, вторые — DOOM. Я отношусь ко второй: идея запустить DOOM на ядре YRV, что я синтезирую на отладках, любезно предоставленных FPGA-Systems.ru, преследует меня постоянно и не дает спать.

Как запустить DOOM с ходу, непонятно, ведь у меня все-таки некоммерческий микроконтроллер. Поэтому начну с подготовительного упражнения, чтобы понять, что возможно реализовать на аппаратной части. Когда мы говорим про DOOM, то вспоминаем другие игры любимой компании id Software — Wolfenstein 3D, Catacomb 3D и Hovertank 3D. В них все начинается с алгоритма отсечения лучей (raycasting), с которым и будем поработать. С raycasting можно получить и doom-образный геймплей, надо лишь улучшить разрешение и текстуры.

Изобретательные китайские товарищи из ClockworkPi недавно анонсировали выход нового устройства. Если предыдущий продукт, uConsole, базировался на RaspberryPi CM4 и работал под управлением Linux, то данный продукт, во-первых, более концептуальный, во-вторых, в силу концепции, менее производительный, и в-третьих, что важно, приехал в РФ гораздо быстрее, примерно за месяц.

Студенты обожают ChatGPT. В идеале, они хотят закоротить профессора и чатгопоту напрямую, то есть посылать задачу от профессора гопоте, пересылать ответ профессору, возражения слать гопоте назад итд - пока не получится решения. Лучше всего это делать скриптом, чтобы студент вообще не был вовлечен в решение задачи и занимался своими студенческими делами, пока чатгопота и профессор разговаривают.

Как же обломать крылья этой мечте? Запрещать чатгпт бессмысленно, но как сделать так, чтобы с чатгпт стало сильно труднее чем без него? Чтобы студенты пинали его и так и сяк, но решения бы не получалось, а вот у студентов, которые решили сесть и подумать сами - решение бы получалось?

Четыре сгоревших STM32, три блока питания, 90 ампер, синяя сосиска, 16 бубенчиков и электродиффузия — в этой части кормим подсветку для трёх теликов, пишем с нуля протокол адресных светодиодных лент WS2812b и обматываемся коаксиальными проводами.

Представьте: вы выложили кучу денег на крутые замки и карты доступа, а какой-то парень с крошечной штуковиной в кармане открывает их за пару минут. Похоже на сцену из киберпанк-фильма? Но это наша реальность. В сердце множества СКУД скрывается протокол, разработанный в 70-х годах прошлого века без шифрования и защиты от перехвата данных.

Сегодня я расскажу, как мы спаяли крохотную платку, которая наглядно показывает уязвимость Wiegand. Наш имплант легко перехватывает данные из СКУД, копирует карты доступа и эмулирует их, когда вам это нужно.

Мы делимся этим материалом не чтобы научить вас обходить системы безопасности (кто хотел, тот уже давно все нагуглил), а чтобы показать: пора что-то менять. Серьезно, нельзя же в 2025 году полагаться на технологию, которая старше многих безопасников, обслуживающих эти системы.

Были ещё и другие электронные игры, но именно «Ну, погоди!» считается классикой.

Игре посвящено много ностальгических статей и видео. На различных торговых площадках можно купить её в различном состоянии от убитого до «с хранения» и даже новодел.

Лет 10 назад и я купил её в идеальном состоянии, поигрался, вспомнил детство и положил в ящик. Но несколько месяцев назад с разочарованием увидел, что «потекла» нижняя часть экрана.

Можно было или отремонтировать, или купить другой экземпляр игры, но я сначала попробовал узнать, как её отремонтировать, а потом решил воссоздать игру на современных компонентах.

Я не был одинок в своём желании воссоздать игру, этой теме посвящено также немало статей, но в них обычно создавали симуляторы, а не эмуляторы игры. Симулятор у меня ассоциируется с фразой: «Я художник, я так вижу», эмулятор — это более точное воспроизведение устройства.

Формат статьи не позволяет выразить все те ощущения, которые я испытал при путешествии от зарождения идеи до реально работающей игры, практически ничем не отличающейся от оригинала. Много из того, что я узнал в этом путешествии, не поместилось в статью или поместилось в очень сжатом виде.

Эмулятор максимально приближен к оригиналу, если не считать экран (он не сегментный, как в оригинале) и корпус (я пока реализовал на беспаечной макетной плате).

Если вам интересно, как за несколько вечеров воссоздать у себя эмулятор «Ну, погоди!» на современном микроконтроллере или просто поностальгировать, добро пожаловать под кат.

Разрабатываем робота с нуля - от ИИ-дизайна до полного проектирования и реализации всех компонентов устройства.

Зачем? Ради фана, конечно - этот проект практически квинтессенция моих увлечений - электроника, 3d-печать, программирование микроконтроллеров, ИИ и в целом все, что можно включить в сферу DIY.

Но если уж придумывать практическое обоснование - то было бы удобно иметь возможность из отпуска покататься по квартире и проверить, выключен ли утюг, не заливают ли квартиру соседи. Но ключевое, конечно - покататься.

Историю проводной телефонной связи принято отсчитывать с 7 марта 1876 года, когда Александром Беллом был получен патент на изобретение телефона. Интересное совпадение, но практически в то же время, с разницей в несколько часов, другой изобретатель — Элайша Грей – тоже подал заявку на получение патента на изобретение телефона. Но, так или иначе, приоритет и имя в истории остались за Беллом, который 25 июня 1876 года впервые продемонстрировал свой телефон на первой Всемирной электротехнической выставке в Филадельфии.

Сразу небольшой спойлер: мы сделаем минимально необходимое, набросав основу игры и добившись её устойчивой работы, в то время как дополнительные «плюшки» — игровой счёт, компьютерные противники (кстати, было бы любопытно прикрутить в этом качестве к esp32 нейросеть!) и прочие улучшающие элементы — вы можете сделать самостоятельно, взяв за основу тот код, который будет в конце статьи. Для тех, кто не в курсе, что такое esp32, можно почитать, например, тут, только надо иметь в виду, что там описана одна из версий — а их существует целая линейка и она постоянно пополняется.
Итак...

В этой серии статей я расскажу, как строил кастомную 500-ваттную подсветку вокруг трёх теликов, какие у неё особенности и как я огибал геометрию экранов с использованием, в том числе, 3D печати из алюминия.