Category: 73

Была такая байка. Студент-первокурсник радиотехнического факультета подходит на первой паре к преподу и просит поставить зачёт за весь семестр, так как он уже неплохо разбирается в предмете. Тот говорит, “Хорошо, но сдайте мне курсовой проект — блок питания на девять вольт. Сделаете хороший — поставлю вам зачёт.”

Ну, через неделю студент приносит преподу блок питания. Тот меряет напряжение — девять вольт. Подключает к осциллографу: пульсаций — никаких.

–Хорошо, давайте зачётку.

Препод целый месяц использовал его блок питания, а потом блок питания работать перестал. Он решил его вскрыть и поглядеть, что с ним случилось. Открывает — батюшки, а там две “квадратные” батарейки 3336 “Планета”, подключённые последовательно!

А теперь, вишь, техника дошла до того, что стало наоборот — в батарейки стали встраивать блоки питания! Русский радиолюбитель Алексей Игонин купил 9-вольтовую батарею типа “Крона”, и выяснил, что от неё не работает портативный радиоприёмник. Вернее, он работает, но принимает только жуткий шум и свист. Батарейка акуумуляторная, перезаряжаемая от разъёма USB-C, внутре у ней нейронка преобразователь напряжения 3.6V->9V, и питается оно от литий-полимерного “кирпичика”. Только так как это Китай, корпус батареи неметаллический, а экранированием никто не занимался, оно “светит” радиопомехами так, что принять решительно ничего невозможно. Прикольно.

Я у себя везде в чуланах ставлю не лампочки, где они светят только под потолок, а светодиодные ленты, которые приклеиваю по бокам от дверцы. Тогда весь чулан равномерно освещается сверху донизу, и всё видно даже на нижних полках. Светодиодные ленты я обычно покупаю в сборе вместе с блоками питания. Одна из лент перестала работать — умер блок питания. Хорошо, что у меня был запасной, тоже на 12V. Решил старый вскрыть, поглядеть, что же с ним случилось — и как только я его открыл, сразу же увидел, что с ним не так. Проверьте свои таланты электронного детектива:

Нет? Ну, ракурс действительно не очень, давайте вот так:

Всё равно не видно? Ну, тогда вот он, виновник, крупным планом:

Я-то думал, что тема с вспухшими конденсаторами на схемах с импульсной стабилизацией напряжения умерла году эдак в 2010-м, когда уже, казалось бы, все выучили эти уроки. Ан нет — китайцы до сих пор ставят говно. И хоть на конденсаторе и было написано, что он “Low ESR”, всё равно он пожелал мне приятного млекопитания.

Однако я скажу ещё вот что. Эта коробочка размером меньше спичечного коробка, и она закрыта пластмассовым кожухом наглухо, никакого обдува. Так что не низким эквивалентным сопротивлением единым — даже “Вишэй” можно перегреть. А ещё китайцы решили сэкономить на предохранителе. Он там плавкий, но обычный стеклянный, а не керамический с песком внутри. Недостатком такого предохранителя, используемого на входной цепи высокого напряжения, является то, что при его перегорании там может вспыхнуть электрическая дуга. А она, мягко говоря, горячая, и запросто может устроить пожар. Керамический предохранитель с песком внутри дуге загореться просто не даст, поэтому он безопаснее. Но Китай такой Китай, поэтому сэкономили, завернув на всякой случай предохранитель в термоусадочный кембрик (неужели он остановит пожар?)

И ведь кто-то это говно сертифицировал по стандарту ETL. Наверняка внутрь не смотрели, блин.

Но зато стоит три копейки, да. Китайские запчасти плюс китайский инженеринг: минус плюс минус даёт два минуса.

Решил немного попробовать поиграться с акселерометрами. Чисто по приколу. Оказалась весьма занятная вещь.

Современные акселерометры работают по пьезодинамическому принципу. Грубо говоря, есть полый куб, сделанный из пьезоэлектрических пластин, а внутри куба — шарик. В зависимости от положения куба и ускорения, им испытываемого, шарик по-разному давит на пластины, и получается электрический сигнал. Самые простые акселерометры выдают аналоговый сигнал, который можно считывать в микроконтроллер через АЦП.

Взял совсем недорогой и простенький акселерометр ADXL335 (картинка с Adafruit):

Даже тупо по надписям на плате сразу понятно, как с ним работать.

В качестве интерфейса между компьютером и акселерометром взял свою старенькую Arduino UNO (чего ж ещё, для исследовательских-то целей).

Теперь немного технического описания и математики. ADXL335 я питаю от 3.3 вольт. При ускорении в 0g, на соответствующем выходе платы имеем VCC/2, т.е. 1.65V. АЦП на ATMEL ATmega328P — 10-битные, соответственно, получаем разрешение 5V/1024 = 4.9mv на одну единицу. 1.65V/4.9mv = 336.

Так оно и получилось: будучи положенными на абсолютно плоскую доску, оси X и Y при считывании выдавали 336, а ось Z — 403 (потому что гравитация, и там у нас не 0g, а вовсе даже 1g).

Чувствительность акселерометра составляет, при питании от 3.3 вольт, 330 милливольт на 1g. 330mv/4.9mv = 67, 336 + 67 = 403, всё правильно.

Но, блин, Ардуино, это, конечно, хорошо, но не очень. При запитывании платы напрямую от USB, на входе АЦП микроконтроллера есть очень сильный шум. У меня постоянно прыгали измерения — от 0.98g до 1.02g. Связано это даже не сколько с самим микроконтроллером, сколько с тем, что напряжение 5 вольт, выдаваемое обычным компьютером — это что-то чудовищное, с высокочастотными наводками, и прочими радостями. Поэтому если кому-то хочется на обычной Ардуино заниматься считыванием АЦП — сделайте себе одолжение, подключите сначала нормальное стабилизированное питание. Запитался от моего старого лабораторного БП с линейным стабилизатором напряжения — и наконец-то узрел нормальные непрыгающие значения.

В принципе, с шумом можно бороться софтовыми методами, считывая значения много раз, и усредняя их. Но в зависимости от задач, это делать не всегда практично. Акселерометр можно использовать, например, для расчёта пройденного расстояния. От показаний надо брать двойной интеграл, так как позиция’ = скорость’ = ускорение. Но если показания из-за усреднения доступны только раз в секунду, то получится фигня, очень неточно.

Поэтому в данном виде акселерометр для таких задач непригоден. С ним можно только приблизительно рассчитывать, как наклонена плата. Ведь при наклонении акселерометра, ускорение свободного падения на оси Z падает, и начинает действовать на другие оси. А дальше, в-общем, простая тригонометрия — проекции сил на оси, треугольники. Угол наклона оси Z — арккосинус от считываемого ускорения, никакой магии. Наклони её на 90 градусов — будешь считывать 0g, arccos(0) = 90°, всё правильно.

Дабы не мудохаться со сложными схемами питания, заказал другой акселерометр — MPU6050. У него внутри неонка свой АЦП, причём 16-битный, что круче в 64 раза, а данные он отдаёт по I2C или SPI. Кроме того, у него есть трёхосный гироскоп! Я даже не знал, что бывают твёрдотельные гироскопы, круто! Буду продолжать изыскания.

Бают, что вдобавок к уже хорошо известной многим радиолюбителям русской передающей станции УВБ-76 неизвестного назначения (предположительно — военной), так же известной как “Жужжалка”, добавилась новая, тоже на невещательном диапазоне 65 метров. Старая жужжалка работает на частоте 4.625Мгц, а новая — на 4.612Мгц.

Что характерно, она появилась аккурат с началом боевых действий на Украине.

Интересно.

Старую жужжалку я периодически слышу. Новую, наверное, не смогу — у неё мощность существенно меньше.

Из-за переотражения коротких волн слоем Хевисайда точное местоположение радиостанций остаётся загадкой.

Люблю такие вещи. Вот в интернетах довольно сложно передать сообщение без того, чтобы было неизвестно, кто получатель. Хотя попытки бывают — так, я в своей практике исследования компьютерных вирусов сталкивался с передачей сообщений о удачном заражении компьютера через рассылку сообщений протоколом UDP, и рассылалось оно сразу на тысячи адресов — а так как UDP не требует рукопожатия и не требует подтверждения передачи, какой конкретно узел сообщение принял, оставалось загадкой. Но всё равно оно существенно сужало круг подозреваемых.

Передачу по радио же отследить невозможно. Ну, теоретиццки можно, конечно, отлавливать промежуточную частоту гетеродина, но нигда, кроме как в богоспасаемой Великобритании, таких налаженных технологий нет. В богоспасаемой Великобритании, к слову, такая технология есть для отлова граждан, которые не платят за приём телевидения. Ага, там за приём передач надо платить. Зато рекламы по ТВ меньше.

Целую неделю занимался своим полуприцепом: докрашивал, доваривал, досверливал и допаивал. Наконец-то почти всё доделал — за одним небольшим, но очень неприятным исключением.

Прицепы положено не только надёжно сцеплять с тягачом, но и подключать на них светотехнику: стоп-сигналы, габариты, поворотники, и прочая. На большинстве стандартных американских полуприцепов используется плоский четырёхконтактный разъём (flat four plug): масса, левый поворотник, правый, габариты. А где стоп-сигнал? Стоп сигнал — оба поворотника включаются сразу. Так что стандартный американский полуприцеп показывает поворот одним из стоп-сигналов. А фонарь заднего хода тут отсутствует как класс.

На моём пикапе семиконтактный разъём. Ну, я подумал, что он более продвинутый, разлысил лоб и установил в полуприцеп задние фонари с прицепа как у больших бородатых дальнобойщиков. Чтобы, понимаешь, и фонарь заднего хода был и поворотники были ж0лтенькие — так в моём понимании эстетичнее и правильнее, чем стопами сигналить. И угодил в фигачечную — ибо три дополнительных контакта добавляют только лишний провод с +12 (включать, например, в буксируемом доме на колёсах свет), контакт для электромеханических тормозов и фонарь заднего хода. А выделенных поворотников там как не было, так и нет.

Очень обидно стало, в первую очередь — на себя. Прицепил сейчас так, чтобы сигналить стопами, а поворотники у меня сейчас так, получаются… для мебели.

Однако быстро выяснилось, что не я один такой. И что, оказывается есть такая штука, которая из двух проводов для поворотников/стоп-сигналов делает три — два поворотника плюс стоп-сигнал. Но она стоит денег, во-вторых, боится влаги, а в-третьих, в интернетах пишут, что у неё внутре… нет, не неонка, а обычное реле, и что она из-за этого очень плохо работает со светодиодами — надо нагрузочные резисторы вешать.

Я начал думать, и в принципе-то не должно же быть так сложно — нельзя ли тут обойтись тупо логическими элементами XOR и AND с обвязкой? AND — если оба поворотника включены, то это не поворотники, а стопы. А если только один (XOR) — то поворотник.

Но тут же осознал, что не получится — а как быть, если при торможении включить поворотник? Тогда ведь во время отключении при мигании одного из поворотников XOR решит, что он один такой включён — и зажжёт поворотник противоположный, потенциально создавая нехорошую ситуацию на дороге. И что теперь? Микроконтроллер, что ли, туда запихивать, с отслеживанием состояний? “А пять секунд назад начали торможение, значит, теперь прерывание одного рассматривать как поворотник”? Нет, я могу, конечно, но… блин.

Мне даже интересно стало, а как же в конвертере они эту проблему решили. Неужели там микроконтроллер? Что-то я недопетриваю, должно всё быть проще.

PS: Роскошное сочетание тегов, раскошное. Люблю, когда так получается — сразу много всего.
PPS: Интересно, можно ли модифицировать разъём так, чтобы стопы не посылать на поворотники? Тогда я бы стопы брал с контакта для электромеханических тормозов.

У меня дома с электричеством как-то не очень в последнее время. Откуда-то прилетает очень много гармоник, а один из моих бесперебойников часто щёлкает релюшками.

Решил померять, как у меня вообще с напряжением, может быть действительно часто пропадает? Долго чесал репу, думал покупать трансформатор для дверных звонков, делать развязку… но всё оказалось проще. По совету ув. ua9uqb купил плату серии PZEM-004, где всё это уже было.

Плату разрабатывали и делали китайцы, но я был очень приятно удивлён её продуманностью.

Основой платы является какая-то ИС V9881D, на которую я сходу не нашёл никакой документации. Предположу, что это какая-то китайская схема для электрических счётчиков.

Вид платы сверху:

Слева у этой штуки торчит серийный порт, отвязанный от основной платы оптронами Сити Микро CT817C (два белых прямоугольничка). Причём под ними в плате с запасом сделан вырез, что абсолютно верно — чтобы не было пробоя, если на плате будет осадок в виде пыли, конденсации, и прочего.

Снизу плата тоже сделана хорошо. Пурпурненьким я обвёл контакт, куда подводится фаза. Между ней и нулём тоже сделан вырез, и земляной полигон отделён от неё почтительным расстоянием:

В-общем, когда её делали, люди думали, чтобы не йохнуло. Хотя видно, что паяли руками, а флюс-то неплохо было бы отмыть. Но ладно, работе электроники это не препятствует.

Кто-то подцепляется к ней через ардуино и прочие микроконтроллеры, но я поступил проще — приобрёл с ней в комплекте шнурок USB-serial, и подцепил к старенькому нетбуку под Убунтой Мейт. Если таки йохнет, то не жалко.

За что мы любим язык программирования Питон? Не за косорукий синтаксис и не за неудобство дебаггинга. Мы любим язык программирования Питон за то, что для него есть туева хуча библиотек, способных решать самые разные проблемы. В том числе — и библиотека с общением с модулями PZEM-004, modbus-tk, вот так, например.

Поэтому вся программа сводится к десяти строчкам кода, выводящим всё в файл CSV, который затем можно скормить чему угодно, хоть экселю. Считывать показания модуля получается примерно два раза в секунду, так что за три дня я насобирал статистики аж на сто двадцать мегабайт. Эксель и Пауэр Би-Ай долго кряхтели, но визуализировать всё это так и не смогли — у меня кончилось терпение.

Опять же, друзья, за что мы любим Питон? За то, что там есть plotly и pandas, при помощи которых в три строчки можно визуализировать хоть чорта бритого, хоть лысого, хоть бородатого.

Получилось, в общем, не очень интересно — напряжение держалось очень неплохо, от 119.0 вольт до 122.3. Ну, отрицательный результат — тоже результат. Значит, не в электричестве было дело. Бесперебойник такой. Надо будет его заменить, пока он мне батарейку не испортил.

А модуль PZEM-004 крайне рекомендую, полезный.