Timeweb.Cloud

Однако, рулить дисплеем, как правило, та ещё задача. «Особенно если динамическая индикация, да ну его, влом!» — подумал было я. Но у того же продавца обнаружилась и, судя по всему, управляющая плата:

На фотографии виднеется 8085 процессор, 8251 UART и ПЗУшка — казалось бы, дизассемблируй себе, разбирай протокол, да просто с ардуины выводи что угодно. Да ещё и за одну йену, это прям даром! После этого я решил всё же попытать удачу и выхватить этот дисплей. Тем более, что давно уже хотелось какие-нибудь красивые часики в комнату...

Конечно же, какая-то зараза попыталась из-под меня эти лоты перехватить, но в итоге за примерно десять тысяч йен весь комплект достался мне.

❯ Всё уже поломано до нас

Через пару-тройку дней приходит посылка. Продавец, конечно, пожалел упаковки, и поэтому плата и дисплей просто болтались в коробке — но, к счастью, всё выглядело целым.

Первым же делом снимаю ПЗУ, кидаю в MSX, чтобы вычитать на комп, но увы — кроме нулей ничего не вычитывается, да ещё и греется оно очень подозрительно. При подаче питания сама плата тоже ничего не делает.

На шине процессора никакой активности нет, хотя тактовый сигнал в норме — то бишь, если бы даже ПЗУ и было целым, читать из него процессор не пытается. Плата ещё и закатана в какой-то лак, который не плавится и не растворяется, поэтому чинить такое будет то ещё «удовольствие». Даже масочные ПЗУ со шрифтами нормально не вытащить…

Гуглёж по маркировке (Morio Denki 6M06056) тоже ничего, кроме сайта производителя, не выявил. Судя по всему, они занимаются дисплеями для транспорта — так что, скорее всего, этот стоял в каком-то автобусе или поезде.

Вероятнее всего, это был автобус — ведь в поездах между станциями, как правило, на экране идёт бегущая строка. В старых автобусах же отображается лишь название следующей остановки. Выгоревший текст — 「次は、（неразборчиво）」(«Следующая: (нрзб.)») подтверждает эту догадку.

❯ Плата драйвера панели

Значит, придётся рулить панелью напрямую — благо, какая-то плата, адаптирующая его к какой-то шине, к дисплею уже прилагается.

Судя по наличию микросхемы ОЗУ (MN2114), плата представляет себе какой-то простенький фреймбуфер. Отлично, значит с динамической индикацией на 100+ катодов уже разобрались до меня :-)

Справа снизу находится трапециевидный «молекс», знакомый нам по старым жёстким дискам. Линия 5 вольт и общий провод совпадают по распиновке — отлично, значит запитать попробуем от обычного компьютерного источника питания.

Пара минут с тестером и карандашом — и вот уже отчётливо видно, где на разъёме шины данных входы, а где выходы.

Верхний ряд группами по 4 пина соединён со входом коммутатора 74LS257 — скорее всего, это вход данных шириной в 1 байт. Нижний ряд же идёт на инвертеры, выполняющие роль буферов — так хотя бы можно понять, что в нём есть 5 входных сигналов, и 2 выходных.

Быстренько раскидываем на огрызке старой макетки штуковину, чтобы накручивать произвольные значения на восьмибитном входе данных и перемычками дёргать остальные, а на светодиодах смотреть выходные сигналы.

Ничтоже сумняшеся, я подключаю старый блок питания от компьютера к молексу на плате… И конечно же дисплей всё так же мёртв. Никакой реакции ни на входные данные, ни на закорачивание шины данных у чипа памяти на землю.

❯ Конструкция дисплея

Почему-то всё это время мне думалось, что это — ВЛИ, которому нужно около 20-30 вольт для свечения. Однако при прозвонке самой лампы тестером никакие пины между собой соединены не были — в случае ВЛИ так быть не может, ведь ему нужен накал катода. Ну, разве что, если нить накала перегорела…

Впрочем, пристальный взгляд на дисплей под лупой показал, что ни накала, ни сеток — типичных для люминисцентных индикаторов компонентов — там и вовсе нет:

Значит, скорее всего, это газоразрядный индикатор! По горизонтали у него расположены платы с кучей группированных транзисторов. По маркировке «L-S» никакие транзисторы в справочниках подходящих лет, увы, не находятся.

По бокам у дисплея — практически одинаковые платы с диодами, логическим инвертером (7414) и неизвестным модулем Mitsubishi MA7446-01.

Собираем мозги в кучу и пытаемся понять, что делать дальше:

• Поперёк «12-вольтовой» линии питания стоит конденсатор на 250 вольт — значит, как минимум, там должно быть высокое постоянное напряжение. Очевидно, положительное, если этот конденсатор проектировщики не вставили туда в роли петарды.

• На плате мультиплексора между питанием и выходом на дисплей есть цепь с транзистором 2SC1473 — он тоже рассчитан на 250 вольт.

Значит, скорее всего, на молексе вместо 12 вольт ожидается, как минимум, под сотню с лишним, а значит и индикатору для поджига нужно напряжение где-то такого порядка.

В итоге из загашников извлекается маленький инвертер для электролюминисцентных проводов, к нему приделывается диодный мост, и вуаля — у нас есть кривой маломощный источник 160 вольт постоянки.

Припаиваем к одному из горизонтально стоящих пинов минусовой выход через резистор на пару килоом, а плюсовым аккуратненько одной рукой ведём по вертикально-стоящим…

Ура, значит сам дисплей, как минимум, жив! Можно заказывать повышающий модуль на амазоне, а пока он едет — заняться восстановлением платы мультиплексирования.

Конечно, можно было бы сделать целиком свою, и управлять аж субпикселями, как на видео. Но динамическая индикация на сотню с гаком катодов — это то ещё развлечение, поэтому мне проще было оставить всё как есть.

❯ Диагностика платы мультиплексора

Под такое дело для проекта был куплен аж целый китайский лабораторник на амазоне — и подключение платы к нему показало, что жрёт она как не в себя! Почти что целый ампер, на конструкцию из 38 корпусов. Для логики серии 74LS это уж слишком много. Получается, в плате управления тоже что-то не так.

Так как компаратора навроде HP 10529A у меня нет, пришлось вооружиться осциллографом и таблицами истинности из даташитов.

На шине данных у ОЗУ хоть и завалены фронты, но в принципе всё смотрится не так и плохо:

А вот на прочих чипах местами встречается откровенная дичь — например, сигналы, у которых логический ноль где-то на 1,8 вольтах, а единица на 3,5.

В двоичной логике бывает True, бывает False, но встречается и «Да нет наверное»:

Местами и вообще какие-то непонятные лесенки, которых явно в цифровой схеме быть не должно. Ниже троичная логика, прямиком из семидесятых:

Видимо, собирали девайс на 74 логике из альтернативной вселенной.

По итогам пары дней такого копательства, вкупе с тыканием термопарой по всей плате даже туда, где солнечный свет не бывал, обнаружились следующие виновники:

• 107-1 (JK-триггер) — кипятится (60+°C) сразу при включении питания, выход закорочен на вход

• 107-2 — от выхода на вход 1кОм, в первом триггере выходной сигнал просажен (ну ещё бы), а второй вообще выдаёт не то, что в даташите, а погоду на Марсе. До кучи ещё и греется под 40 градусов.

• 107-3 — 2кОм со входа на выход, теплее всего остального.

• 393-1, 393-2 (сдвоенные 4-битные счётчики) — между тактовым входом и Vcc всего лишь 2 кОм, поэтому и сигналы выглядят странно.

До кучи, у сбоивших микросхем пин Gnd явно отличался по внешнему виду — припой был как будто потемневшим, и его там было больше, чем на остальных пинах в том же ряду/столбце.

Возможно, после пробоя там прошёл достаточный ток, чтобы расплавить припой и собрать его в такие горки?

В любом случае, другие чипы с таким же симптомом было тоже решено поменять на всякий случай.

Радиомагазинов в городе уже толком не осталось — поэтому берём вкусняшки, паяльник, и едем к товарищу хабарить полный комплект логики из ведра старых плат.

JK-триггеры оказались настолько сложной в применении штукой, что ими, видимо, никто пользоваться и не захотел — поэтому пришлось докупать их отдельно в интересном магазине, по сей день торгующем теми ещё музейными экспонатами.

❯ Повторный запуск

Выпаиваем всех подозрительных и заменяем их на панельки — ну вдруг опять вылетит, не паять же по новой :-)

Подаём питание. Один из светодиодов на макетке, раньше постоянно горевший, на сей раз гаснет — это хороший знак. Ставим крутилки в положение 0xFF, от балды трогаем один из джамперов, и…

Оно живое!!! И жрёт со всеми включёнными пикселями аж 25 ватт.

Экспериментально подбираем распиновку коннектора:

Способ управления тоже оказался весьма простым и понятным.

После подачи питания нужно дождаться, пока ~READY не уйдёт в лог. 0. Затем выставляем биты данных и дёргаем ~CLOCK. Этот байт попадёт в верхнюю половину самого левого столбца — пиксели, выставленные в «1», загорятся, а в «0», соответственно, погаснут.

Следующий импульс на ~CLOCK запишет байт в нижнюю половину самого левого столбца, потом — верхнюю половину второго столбца, и так далее — сверху вниз, слева направо. После записи последнего байта (нижняя половина самого правого столбца), следующий байт опять попадёт в верхнюю половину самого левого, т.е. запись идёт в цикле.

Если мы хотим начать рисовать с начала, можно дёрнуть ~RETZ — это обнулит счётчик, и рисование опять начнётся с самого левого столбца. Можно сбросить вообще всё и очистить экран при помощи ~RESET.

Притянув BRIGHT к земле можно уменьшить яркость (и потребляемую мощность) дисплея вдвое. Притянув же к земле SHOW, можно отключить отображение на дисплее вообще, при этом рисовать в память платы всё так же возможно.

❯ Проба пера

Так как терпения у меня в организме ещё меньше, чем дофамина, то была распотрошена ещё какая-то плата из мусорки. Оттуда были извлечены TC4050B — буферы, которые отлично подойдут для согласования 3.3-вольтовой ESP32 с 5-вольтовой логикой на дисплее.

Схема в этот раз даже не рисовалась, всё соединялось сразу из головы. Пишем простенькую процедуру, двигающую бит в слове туда-сюда, заливаем скетч, и любуемся:

Дописываем ещё простенький рендер шрифтов, обновляем скетч:

Ну а дальше едем в Акихабару закупаться требухой для развития проекта до какого-то полезного состояния :-)

Опытный читатель уже догадался по содержимому этого хабара из Акихабары, что дисплею уготована типичная радиолюбительская участь — стать будильником-метеостанцией %)

Операционная система же обрела рабочее название Plasma Information System OS — или, если коротко, PIS-OS.

Смотрится итоговый результат, как по мне, восхитительно:

Но о сборке девайса и написании прошивки — уже в следующей части :-)

В реалтайме за обновлениями, среди тонны фоток еды и Мику, вы можете также следить в моём телеграме.

Также, можно посмотреть ход описанного в статье «в реалтайме», прочитав тему на EEVBlog.

• Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные материалы.

• Облачные сервисы Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая может помочь поддержать наши проекты.

Недавно я прикупил себе старенький и оригинальный — «тот самый» тетрис, а дальше меня затянуло. Собственно, нормальная ситуация. Однако, мне пришлось столкнуться с одной неприятной проблемой: если во время игры — скорость (ака сложность) повышается выше двух пунктов, то играть становится совершенно невозможно, а скоростей-то много…

Понятно, что идёт какая-то ошибка в подборе частоты задающего генератора в контроллере тетриса, и это даже слышно на слух, так как мелодия играет уж больно быстро. Потому, мне пришла в голову мысль, а возможно ли как-то внести аппаратные изменения в устройство, так чтобы понизить частоту контроллера для корректной игры? Сам спросил — сам ответил.

Мне хотелось сделать фичу, навроде решения, как на стародавних компьютерах, у которых была кнопочка "Turbo", которая, несмотря на своё название, снижала частоту процессора. И таки да! Не буду вас томить — эта затея мне удалась, и на выходе получился весьма забавный и простой — аппаратный тюнинг тетриса.

❯ Суть проблемы

Вдохновлённый статьями Azya о реверсе тетриса, я прикупил себе точно такой же аппарат, фигурировавший в его публикациях. И обнаружил, что частота работы встроенного микроконтроллера сильно завышена.

В играх типа Brick Game, в народе известных как тетрис, не всегда корректно выставлен задающий генератор, в результате, при увеличении скорости выше второй, играть становится просто невозможно.И это явно бага, которую проще всего проиллюстрировать на видео:

Вот я, взрослый человек, и не смог пройти игру на третьей скорости, а что уж говорить о детях? Плюс, мне было дико интересно узнать, что будет, если пройти игру на максимальной скорости: покажут ли мультфильм в конце? При достижении определённого количества очков скорость растёт, а что произойдёт при взятии последней скорости?

Ну что же, настало время RTFM на процессор HT443A0.

❯ Приступим!

Из статей «Так какой же процессор использовался в играх Brick Game?» часть 1 и часть 2 мы узнаем, что конкретно в этой модели тетриса установлен четырёхбитный микроконтроллер HT443A0. И если обратиться к документации, то можно выяснить, что частота процессора задаётся резистором.

Ниже привожу схему из документации на этот контроллер, которая попутно является просто принципиальной электрической схемой тетриса:

Но, как обычно бывает, нигде не сказано, какой номинал резистора отвечает за определённую частоту. Единственное, что мы знаем, в каких пределах его можно изменять (от 36 кОм до 620 кОм). Это значит, что настало время весёлых опытов.

Напомню, что микросхема представляет собой каплю смолы на печатной плате. Таким образом, распиновка чипа нам недоступна, но логика подсказывает, что резисторов на плате будет не так уж и много.

Если вскрыть корпус этого устройства, то можно увидеть следующую картину:

В моём устройстве вместо пьезо пищалки, стоит магнитный динамик и небольшая схема усиления на одном транзисторе. Резистор снизу на фотографии нужен для схемы усиления. А вот резистор сверху – это явно сопротивление задающей частоты. Измеряем его сопротивление и получаем около 15 кОм.

Внимание вопрос: если мы уменьшим сопротивление – частота вырастет или уменьшится? Да, зная RC-цепочки понятно, что при уменьшении сопротивления частота будет расти, но нужно в этом убедится. Да и сверху напаять резистор проще, чем делать последовательное соединение.

Увеличиваем частоту

Подбираю номинал резистора в 15 кОм и припаиваю его в параллель к основному, тем самым уменьшая сопротивление ровно в половину.

И, вы знаете, факир был пьян, и фокус не удался, это сработало. Конечно, я хотел уменьшить скорость работы тетриса, а в результате ускорил его. Тем не менее это вполне себе рабочее решение.

Интересно теперь уменьшить частоту тетриса.

Уменьшение частоты

Попробую теперь уменьшить частоту в два раза. Для этого я просто подпаял резистор последовательно с основным, тем самым изменив сопротивление до 30 кОм.

И это оказалось тем самым сопротивлением, на котором тетрис играет адекватно, с той скоростью, которой должен.

Круто, теперь можно уже завинчивать и играть, но мне хотелось большего.

Во-первых, мне хотелось проверить: возможно ли менять частоту на ходу.
Во-вторых, как я уже говорил, хочу попробовать пройти тетрис на самом высоком уровне сложности.

❯ Добавляем регулятор частоты

Тут никаких высоких материй нету, просто заменяем постоянный резистор на переменный, найденный где-то в хозяйстве. И даже весьма удобно вывести проводочки из корпуса через батарейный отсек.

После сборки можно приступить к натурным испытаниям.

Как видно, всё отлично работает и можно в любой момент выставить комфортную частоту работы. Единственное, если тетрис вдруг зависнет при таких операциях, перегрузить его получится, только отключив питающие батареи.

❯ Выводы

Да — частоту работы микроконтроллера можно менять прямо на ходу. А вот насчёт мультика — сохраню интригу, пускай кто-то сам пройдёт, и проверит можно ли посмотреть его :)

Честно говоря, мне тоже хотелось приобщиться к этому движу вокруг реверса Brick Game. Даже немного поколдовал с транслятором ассемблера и некоторыми другими вещами. Но то времени, то вдохновения не хватает, то просто экосистемы таких же фанатиков. Поэтому для начала решил для себя сделать что-то простое и понятное.

Из забавного: понял, что можно сделать некий DJ тетрис пульт, видео с которым — успешно завирусилось у меня в шортсах:

❯ Полезные ссылки:

1. Процессор, который использовался в «Тетрисе»: на каких SoC работала недорогая микроэлектроника в 90-х?

2. Так какой же процессор использовался в играх Brick Game?

3. Так какой же процессор использовался в играх Brick Game? Часть 2

4. Документация на микроконтроллер HT443A0

Если вам интересна металлообработка, старое железо, всякие DIY штуки, погроммирование и linux, то вы можете следить за мной ещё в телеграмме.

• Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные материалы.

• Облачные сервисы Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая может помочь поддержать наши проекты.

Стремление людей запечатлеть то, что они видят, кажется, было всегда. Сначала они рисовали углём на стенах пещеры, потом красками на холстах. А в последние пару столетий роль человека свелась лишь к нажатию на кнопку. Всю остальную работу делает свет, спроецированный на фоточувствительную поверхность.

В классической фотографии такая чувствительность к свету достигается благодаря замечательным свойствам солей серебра. В альтернативном фотопроцессе под названием цианотипия — используются соли железа. Но так ли уникальны эти металлы и их соли? Возможно ли сделать фотографию, например, на поверхности меди?

В детстве я замечал, как отполированная медная фольга, приклеенная к текстолиту, достаточно быстро темнела на солнечном свету, однако потемнение не происходило на необлучённых участках. Тогда я отметил, что какая-никакая фоточувствительность у меди имеется. Потом у меня долго витала идея получения фотографии на медной пластине. А ещё, мне очень хотелось понять, почему же такой фотографии нет повсеместно?

Как-то я рассказал об этой затее strain_pulse, и мы решили попробовать ответить на этот вопрос вместе.

❯ Начало пути

Светочувствительность меди я использовал ещё в радиолюбительской практике. Достаточно было зачистить стеклотекстолит до блеска мелкой наждачной бумагой, затем положить сверху трафарет, нарисованный тушью на кальке, и оставить всё это под очень яркой лампочкой (150-200 Вт) на сутки. После этого на плате появлялся рисунок, который можно было обводить цапон-лаком.

Этот метод этот был описан в книге О.Г. Верховцев К.П. Лютов «Практические советы мастеру-любителю: Электротехника. Электроника. Материалы и их обработка.» 1987 г.

Чтобы активировать поверхность меди и ускорить процесс её фотоокисления, нужно использовать хлорное железо… В 2015 году я с успехом повторил этот опыт и подробноописал у себя в ЖЖ. Приведу две фотографии оттуда.

Невооружённым взглядом видно, что получился хорошо читаемый негатив. Да, есть разводы, не очень хорошая контрастность, но вполне можно увидеть буквы и даже следы скрепок.

Именно с этого момента я точно понял, что хочу сделать настоящую живую фотографию на медной пластине и стал предпринимать множество попыток. Одной из них была покупка фотоаппарата “Любитель” и закрепление медной пластины внутри него. Но, к сожалению, ничего не получилось.

Только после того, как я объединил усилия с strain_pulse, у нас начали появляться реальные результаты.

❯ Первые опыты

Первые планы были наполеоновские: сделать из коробки и линзы простейшую фотокамеру, и на неё заснять некоторый объект.

Идея такая: мы активируем медь в хлорном железе, размещаем её внутри импровизированной фотокамеры, закрываем коробку, включаем свет, и спустя десять минут радуемся результату.

В камере главное — это объектив. Его роль играла обычная собирающая линза. А главное, у линзы — это фокусное расстояние. Зная его и прикинув, во сколько раз хотим увеличить/уменьшить изображение относительно объекта, мы по формуле тонкой линзы легко сможем определить на каком расстоянии расположить объект, и где искать изображение.

Фокусное расстояние с достаточной для нас точностью измерить довольно легко. Нужно взять простую советскую… линзу и с её помощью получить на полу резкое изображение лампы, которая висит на потолке. Расстояние от линзы до пола будет с высокой точностью равно фокусному. Это следует из всё той же формулы тонкой линзы, если пренебречь слагаемым, содержащим расстояние от линзы до потолка.

Изображение мы решили делать уменьшенным примерно в два раза, чтобы собрать больше света и снизить время экспозиции. Рассчитав все расстояния, стали по линейке и экрану определять, не ошиблись ли мы в расчётах.

Увидеть сие действо можно на фотографии ниже. Для точности, в качестве экрана следует использовать инструкцию к фрезерному станку, ну или в крайнем случае — к токарному — это пункт обязательный ;)

После этого берём подходящую коробку, и открываем кружок умелые руки, а спустя 10 минут получаем готовую камеру. На вспененный полиэтилен наклеен двухсторонний скотч, куда будет крепиться медная пластина.

После того как камера готова, осталось просто выключить свет, замочить фольгированный текстолит на две минуты в хлорном железе и зафиксировать на нужном месте. Включаем свет и даём экспозицию.

Через десять минут открываем дрожащими руками коробку иииии… Ничего… Вообще, ничего, никакого эффекта. То есть медь даже цвет не поменяла. Это был провал…

Время было позднее, и я поехал домой, захватив этот активированный текстолит. А дома мне пришла другая интересная мысль.

❯ Удивительное открытие

Пока я ехал в метро, мы переписывались в телеге. Пришла идея, что стоит использовать что-то более коротковолновое. Судя по цвету меди, она должна хорошо поглощать ультрафиолет.

Придя домой, я взял эту активированную медную пластину, положил на неё десять рублей, и засунул на десять минут в лампу для ноготочков.

Каково же было моё удивление, когда спустя десять минут медь почернела там, где на неё светила лампа, и осталась розовой под монеткой.

Два главных вывода из этого опыта:

1. Главным действующим лицом в чернении меди является ультрафиолет.

2. Пластины после активации хлорным железом медь можно хранить некоторое время в тёмном месте.

Второй вывод полезен тем, что можно заранее заготовить медные пластины и потом ставить их в фотоаппарат.

Следующий вопрос: а есть ли возможность дезактивировать медь? Была попытка помыть с мылом и мочалкой плату и затем закинуть обратно под УФ лампу.

Выводы, увы, неутешительные. Всё равно темнеет, и нужно искать другие способы закрепления.

Мы попытались повторить опыт с импровизированным фотоаппаратом и мощным УФ-фонариком.

К сожалению, ничего не получилось. И дело не в линзе, которая может задерживать часть УФ (но для этого диапазона это никак не влияет), просто не хватает интенсивности света.

Но, явно мы на верном пути, и нужен другой подход.

❯ Контактная фотография

Мы решили отложить непосредственное получение фотографии, и сосредоточились на методике фактического получения читаемого снимка в меди. Для этого решили использовать негативный портрет на фотопластинке, который strain_pulse делал в своём кружке. Процесс получения такой фотографии называется контактная печать.

Взяв текстолит, мы просто натёрли его ваткой, смоченной в растворе хлорного железа, тем самым активировав медь. Способ хуже, чем погружной, но для подобных опытов годится. Затем взяли стеклянный негатив, положили сверху и начали светить ультрафиолетовым фонариком.

Светили таким образом минут 10, водя фонариком по всей плоскости негатива. После снятия стекла мы не ожидали увидеть никаких особых результатов, но каково же было наше удивлёние, когда всё получилось!

Даже отсканировал её на память.

Нам стало интересно, а только ли ультрафиолет может нам помочь, может что-то ещё бытовое и доступное может быть полезно.

❯ Можно ли использовать вспышку?

Следующий вопрос — это можно ли использовать энергию фотовспышки для этих целей?

Поскольку в результате опытов медь таки растворилась в хлорном железе, в запасах был найден лист текстолита 2 мм толщиной, метр на метр размером, и, что удивительно, фольгированный. Резать его было жалко, поэтому просто 2500 наждачной бумагой на углу было всё сошлифовано и активировано ваткой, пропитанной хлоридом железа.

После поместили туда негатив и начали “пыхать” вспышкой над негативом, до момента пока “зайчики” не стали выпрыгивать из глаз. Примерно так же, минут 10-15, с интервалами на зарядку конденсатора.

К сожалению, эксперимент показал, что вспышка не оказывает видимого воздействия на медь. В отличии, например, даже от обычного света ламп накаливания, благодаря которому активированная медь вполне себе темнеет.

❯ Обкатка технологии

Для того, чтобы добиться повторяемости, решил всё же выработать сносный алгоритм действий. Самое ценное — это выяснить время экспозиции. Для этого я вырезал из текстолита лист по размеру негатива и натёр его наждачной бумагой 2500 зернистости до блеска.

Активацию меди производил с помощью ватки. Скажу сразу, что способ плохой и не даёт равномерность покрытия. Плюс, время взаимодействия с раствором тоже важно. Лучше всего делать полное погружение в хлорное железа, а затем промывку в воде и сушку. Да, и делать это стоит при красной лампе, ибо обычный свет также темнит медь. Но, если быстро, то можно при обычном неярком свете.

В процессе опытов с разными промежутками от одной минуты до 15, я установил время оптимальной экспозиции — это 10 минут. В принципе его достаточно.

Ниже приведена экспозиция, спустя 5 минут. Читаемо, но видно плохо.

Ещё, очень важно — чтобы текстолит был сухим и чистым! На нём не должно оставаться солей хлорного железа, иначе при попытке смыть их, смывается всё — вместе с изображением.

Одна из главных проблем, которые сильно ограничивают применение такой фотографии, — это невозможность зафиксировать изображение. Проще говоря, после облучения позитив виден, но при хранении на свету светлые участки меди постепенно темнеют, и изображение пропадает. Для этого нужно было придумать способ фиксации изображения.

❯ Закрепление фото

Чтобы зафиксировать медную фотографию и предотвратить потемнение светлых участков, требуется деактивировать (или пассивировать) медь.

Первое, что мне пришло на ум — это после промывки покрыть полученную фотографию лаком, чтобы ограничить доступ кислорода и тем самым предотвратить фотоокисление. К сожалению, это не помогло: под слоем автомобильного лака из баллончика медь темнела так же интенсивно, как и без лака. Требовались более жёсткие меры.

И такое решение было найдено — это вещество бензотриазол (далее БТА). В пору процитировать википедию:

Бензотриазол — эффективный ингибитор коррозии для меди и её сплавов. При погружении медной или изготовленной из медных сплавов детали в раствор бензотриазола на её поверхности образуется пассивирующий слой, состоящий из комплекса между медью и бензотриазолом, предотвращающий коррозию. Этот слой нерастворим в воде и многих органических растворах, причём чем толще этот слой, тем эффективнее защита.

Чтобы приготовить закрепляющий раствор, нужно растворить 7 граммов вещества БТА в 100 граммах медицинского спирта.

Активацию меди мы делали правильным способом — с погружением в раствор соли при красном свете. После была промывка в дистиллированной воде и экспонирование. Затем полученный позитивный отпечаток мы погружали в 7% раствор БТА в спирте.

Есть инструкция по применению, которую мы читали на банке этого вещества. Там рекомендуется погружать на несколько часов. Но в процессе экспериментов мы выяснили, что дольше пяти минут вещество полностью снимает фотографический отпечаток с меди.

Таким образом, первый отпечаток у нас не получился и полностью был смыт самим БТА. Второй отпечаток мы погружали буквально на минуту, но всё равно контрастность снимка ушла. А если учесть снимок и так не очень контрастен, то получается совсем грустно.

Чтобы не дать дальше осветляться рисунку, БТА мы немного смывали спиртом. На мой взгляд это лишнее, можно было просто обтереть салфеткой. Тем не менее способ оказался рабочим.

❯ Выводы

Возможно нам не удалось окончательно установить способ фиксации изображения. Сама технология ещё требует доработки. Но факт остаётся фактом: на медь можно фотографировать! Здесь куча места для подобных опытов.

Краткая инструкция по получению снимка:

• Все действия после активации лучше всего производить при красном свете (как с классической ЧБ фотографией).

• Медную пластину требуется именно окунать в раствор хлорного железа, и не допускается протирать.

• Время выдержки в растворе не менее одной минуты.

• После раствора следует промыть в воде от соли и высушить пластину.

• Экспозиция в УФ свете (или солнечном) не менее 10 минут. После экспонирования снимок в темноте прекрасно хранится.

• Фиксировать стоит в растворе БТА в течение одной минуты, а после — просто насухо протирать.

Мы будем благодарны химикам, если они дадут рекомендации по фиксированию изображения и лучшей активации меди. Возможно какие-то другие рекомендации.

❯ Благодарности

Эта статья реализована в соавторстве с strain_pulse. Именно ему принадлежат многие классные идеи, которые были опробованы на практике. Выражаю благодарность девушке Софии К. за разрешение использовать негатив с её изображением для этих экспериментов и в данной статье.

• Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные материалы.

• Также подписывайтесь на наш телеграмм-канал — только здесь, технично, информативно и с юмором об IT, технике и электронике. Будет интересно.

• Облачные сервисы Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая может помочь поддержать наши проекты.

Дисклеймер ↓

Этот материал должен был выйти в декабре 2023, прямо перед Новым годом, — и это классический пример про «лучшее враг хорошего». Сначала нам не нравилось, что мало подробностей. Потом — что их излишне много. Была версия с цитатами, но без скринов. Со скринами, но без цитат. Мы записали столько интервью с сетевиками, что сами в них запутались.

Но в итоге сегодня наша статья наконец-то выходит в свет. Из цензуры — только внимательная рука корректора. Передаем слово Максу Яковлеву.

Привет, Пикабу. Меня зовут Максим, я руковожу отделом сетевых инженеров в Таймвебе. Как вы уже поняли из заголовка, речь пойдет про наш прошлогодний DDoS. Это не стандартный постмортем, а скорее история от первого лица. Расскажу и покажу, каково это было изнутри — жить на энергетиках и пересобрать ядро сети всего за пару месяцев.

❯ Некоторое время до

Про Таймвеб вы, скорее всего, знаете. И скорее всего — как про хостинг, работающий по модели shared, с саб-сервисами вроде регистрации доменов, конструктора сайтов и пр. Еще есть облако, выросшее из хостинга, — о нем и пойдет речь.

В 2023 мы начали потихонечку распиливать легаси-сеть хостинга и делать ее похожей на сеть IaaS-провайдера. Но в целом архитектура на момент дня Х была довольно типичной для хостинга: несколько маршрутизаторов, стопка растянутых VLAN, три транзита и пара обменников.

В хостинговом бизнесе объем каналов рассчитывается от объема общего трафика на сеть, плюс запас на случай аварий и атак, обычно не превышающий 10х от трафика в ЧНН. Отсюда выстраивается защита инфраструктуры и клиентов: оценивается максимально ожидаемая совокупная мощность атак, берется небольшой запас и подбираются механизмы противодействия, чтобы и отдельного клиента защитить, и самим при этом не упасть.

Важно понимать, что любой типичный хостинг находится под DDoS-атакой практически 24/7: хоть одного клиента в каждый момент времени да атакуют. Поэтому DDoS для нас — это даже несколько банально. За 17 лет мы повидали много чего и в принципе знаем ключевые (и не только) паттерны, откуда, что, куда и как.

❯ Добрый вечер

14 сентября, ближе к 18:00, в нас влетел очередной DDoS, с которым известно что делать. Отбили — пошли отдыхать. И не успел я допить чай, как атака повторилась, потом опять, а потом еще раз. Каждый раз интервал уменьшался, а объем нарастал.

Далее для любителей краткого изложения перечислю возникшую причинно-следственную связь по инфраструктуре.

В площадку наливается больше, чем та способна переварить → роутеры перегружаются вплоть до потери сигнализации → мы через OOB блокируем атаку через RTBH/FS или переключаем сеть на сторонний центр очистки трафика → цель атаки меняется в течение пяти минут.

Из дополнительных проблем в СПб: аплинки подключены через свитчи с переподпиской, QOS или не работает, или не хватает буфера → разваливается сигнализация. Дополнительно существуют громадные растянутые VLAN, из-за чего атака на одну подсеть затрагивает огромное количество клиентов. Мониторинг и контрмеры работают слишком медленно.

И в остальных локациях: нет своей сети, а ЦОДы нас блочат, защищая свою инфраструктуру. Когда сеть отдается напрямую с железок дата-центра, нет не то что возможности заблокировать атаку, затруднена даже идентификация паттерна: раз — и ноды отвалились. Из доступной информации только триггер в Заббиксе. Самые печальные моменты — когда у нас сутками лежало несколько локаций целиком и наглухо. Даже аплинки наших провайдеров в дата-центрах просто говорили, что мы не готовы это фильтровать, поэтому мы вас отключаем. Как атаки прекратятся, подключим обратно.

❯ Мы накидываем план

Первое: научиться блокировать хотя бы часть атаки на уровне маршрутизаторов провайдеров. Цель — снизить воздействие на клиентов, защитить инфраструктуру. Второе: научить нашу сеть переваривать всю аплинковую емкость без спецэффектов, параллельно ее расширяя.

По железу: разобрать кучу мелких маршрутизаторов и поставить шасси, расширить каналы или пересадить их напрямую на роутеры либо убрать переподписку. Параллельно: доработать DDoS-защиту до состояния, когда мы можем блокировать атаку быстрее, чем это заметят клиенты, на которых не идет паразитный трафик.

И стратегически: построить свои сети во всех локациях. И собственную защиту.

В первую очередь отказываемся от существующей системы подавления DDoS, потому что она приносит больше вреда, чем пользы. Сетевики начинают спать по очереди, текущий flow-мониторинг меняем на семплированный Inline IPFIX с payload-ом. Таким образом не ждем, пока соберется поток, и принимаем решения за секунды. Этот шаг помог уменьшить среднее время обнаружения каждой атаки: чтобы понять, что она началась и как нужно действовать, нам сначала нужна была пара минут, чуть позже — 15 секунд, а сейчас автоматика реагирует почти мгновенно.

Изначально управление было ручным, чуть позже принятие решений стало автоматизированным: мониторинг научился блокировать DDoS сразу же после обнаружения. В итоге за период с 14 по 20 сентября мы заблокировали более 20 тысяч отдельных паттернов.

В это время по всем каналам — в телеге, в соцсетях, в тикетах — клиенты переживали, ругались и задавали вопросы. И я их прекрасно понимаю. Кстати, о прекрасном:

Дорабатываем защиту: делаем ее быстрее, технологичнее, чтобы принимала максимально правильные решения. Разбираем всю старую архитектуру и избыточные куски сети — все под нагрузкой и идущими атаками и так, чтобы воздействие на клиентов было минимальным.
Примерно в это же время атакующие понимают, что мы что-то сделали, поэтому меняют паттерны. Мы стали получать мощные краткосрочные волны трафика, на которые не успевала реагировать ни наша программа, ни большинство предлагаемых на рынке защит: заливало настолько разнообразно и быстро, что наши стыки и некоторые обменники начали складывать в нас сессии по prefix-limit. В эти периоды бывало и такое:

❯ Строим свою сеть

Начинаем с Питера. План включал в себя апгрейд маршрутизатора с установкой дополнительных плат и подключение к различным каналам и точкам обмена трафиком. Цель — увеличить пропускную способность: нам нужно было научиться принимать трафик атак и блокировать более точечно, а не просто кидаться блекхолами и снимать префиксы. Кроме того, стало понятно, что объемы атак могут расти и нам нужно будет научиться расширять емкость более оперативно, не проходя весь цикл «найти железо → найти емкость → собрать».

Обычные маршрутизаторы не всегда эффективны для такой деятельности: они обладают слишком сложным и дорогим конвейером обработки трафика, предназначенным для других задач. Исходя из этого мы решили действовать комплексно: помимо расширения каналов и увеличения портовой емкости сервисных и пограничных маршрутизаторов начали внедрять пакетные платформы на базе Juniper PTX. Они хоть и попроще, но в них много дешевых 100G/400G-портов, как раз то, что нам нужно.

Благодаря хорошим отношениям с поставщиками мы смогли быстро найти сетевое оборудование: поставка заняла всего полтора месяца. Для техники такого класса это очень быстро.

В итоге в Питере мы добили емкость по основным направлениям до 500+ гбит, а по автономке у нас сейчас суммарно около терабита. Уже через две недели после этого ситуация в СПб стабилизировалась: емкости хватало, фильтры отрабатывали оперативно. В остальных локациях сеть была арендованная: и в Казахстане, и в Европе. По этой причине параллельно с выравниванием ситуации в Питере у нас появилась новая приоритетная задача: поставить в заграничные локации собственные маршрутизаторы и дотянуться до них из Питера — тянуться решили через M9.

Девятка до сих пор крупнейшая пиринговая точка и сосредоточение телеком-инфраструктуры РФ и СНГ. Кроме основных трасс для всей России, туда же заходят каналы от СНГ — зачастую единственные.

Магистральные каналы между площадками дают несколько преимуществ:

1. Возможность отправлять и получать трафик через любые другие стыки Таймвеба во всех странах.

2. Возможность предоставлять клиентам дополнительные сервисы в виде каналов связи.

3. Наше управление не развалится никогда, даже если внешние стыки в локации будут забиты под полку.

Собственно, начинаем с Казахстана. Протянули канал до девятки и пустили трафик уже через свою сеть.

Кстати, с доставкой в Казахстан повезло не с первого раза. На казахской таможне менялся состав — и все встало мертвым грузом. Ситуацию решили творчески: отправили одного из наших сотрудников везти 204. Забавно, что изначально мы собирались отправлять MX104 — довольно старую и давно снятую с поддержки платформу, которой, впрочем, с запасом хватает на нужды этой площадки.

Но из-за ее громоздкости отправили 204 — и теперь в казахстанском ЦОДе у нас стоит платформа, которой хватит на целый машинный зал облака, а не на наши несколько стоек. На память осталась только фотка со стикером из аэропорта Екб:

К декабрю дотянулись и в Европу: теперь у нас есть узлы во Франкфурте и Амстердаме с арендованной магистральной емкостью. Там появились выходы и в интернет — через Tier-1 операторов, и на европейские обменники.

Следующий логичный шаг — перевели площадки в Амстердаме и Польше на свою сеть. Теперь нас никто не отключит в случае атак, как бонус — интернета стало больше и появились выделенные каналы для клиентских выделенных серверов, скоро будут и во всем Клауде. В итоге вы сможете не только заказать себе сервер с 10G-интернетом, но и расширить локальную сеть до любой нашей точки присутствия — с гарантированной полосой и любыми удобными вам настройками.

Раз уж пошли по локациям, то добавлю, что в этом году запустились и в Москве, в IXcellerate. Это Tier-3 с уникальной системой охлаждения по типу «холодная стена». Я там был на экскурсии — наверное, самое интересное, что я видел в России и СНГ, а поездил я немало. Пиво еще вкусное у них было — тоже плюс 🙂

Москва, кстати, у нас сразу же запустилась с нормальной архитектурой: широкие линки на стойку, 200G до девятки, масштабируемый слой агрегации. По умолчанию даем на все виртуальные серверы по гигабиту в секунду вместо 200 мегабит, на всех дедиках доступно 10G/40G по запросу. В результате, если клиентам это необходимо, мы можем дать гораздо больше емкости, чем могли бы в Петербурге еще полгода назад.

❯ Почему мы не спрятались за подрядчиками

На самом деле мы обращались к нескольким компаниям, но на тот момент уже стало понятно, что у нас не получится использовать их как общее средство защиты для всей сети.

Решения по комплексной защите от DDoS, по сути, делятся на два вида: это готовые решения, устанавливающиеся непосредственно на сети компании, и сторонние центры очистки трафика, через которые этот самый трафик нужно пропускать. На тот момент у нас существовали собственные чистилки и был опыт постройки подобных решений. Посоветовавшись с коллегами по цеху, решили двигаться именно по такому сценарию: принимать трафик → очищать большие потоки на уровне сети, привлекая центры очистки в отдельных случаях → заниматься тонкой очисткой с помощью вендорских решений.

Важно отметить, что при использовании внутренних решений для защиты от DDoS необходима сеть, способная обрабатывать и фильтровать трафик, не затрагивая других клиентов или локации. То, что отфильтровать не удалось, должно быть направлено на системы тонкой очистки с минимальной задержкой и воздействием на чистый трафик.

Необходимо было сначала усовершенствовать сеть до этого состояния, а затем заниматься внедрением коробочных решений. Мы переводили атакуемые подсети в партнерские центры очистки, хоть иногда это больше аффектило на нормальный трафик, чем помогало.

Такое положение дел было связано с характером самого трафика и с тем, что атаки были короткими и частыми: классифицировать «чистый» трафик в подсети, состав серверов которой меняется от недели к неделе, если не чаще, — малореально. А переключить маршрутизацию за время между атаками часто и вовсе не получается: цели меняются быстрее, чем BGP-апдейты распространяются по интернету.

❯ Что сейчас

Подобные атаки прилетают, но в целом мы научились их фильтровать: чистить на уровне сетевого оборудования или деприоритизировать/блокировать клиента, если объем превышает пороги.

Работы еще много: всю эту новообразовавшуюся сеть нужно резервировать и расширять. На М9 мы взяли целую стойку и собираемся ставить шасси MX960 — с большим запасом на будущее. Оно будет выполнять роль магистральной развязки, принимать внешние стыки и выступать ядром сети дата-центров по Москве, у нас там большие планы. Не забываем и про Северную столицу: платформа PTX10003 станет ядром нового узла на Кантемировской («Радуга»), где будет перемыкать магистрали и стыки с внешними сетями, выступая частью инфраструктуры очистки трафика в Санкт-Петербурге.

Находимся на этапе тестирования с Servicepipe: будем пробовать систему уже тонкой очистки трафика — если атака на клиента не угрожает инфраструктуре, не полностью все блокировать, а принимать трафик атак на себя и отдавать клиенту уже очищенный, вплоть до L7.

Много работы будет по пирингам: думаем, что скоро мы сделаем прямые подключения к Google, AWS, Azure и другим гиперскейлерам. Хотим организовывать серьезные продуктовые преимущества для наших клиентов: если ваш продукт требует очень хорошей связности с мировыми облаками или у вас мультиклауд — мы сможем обеспечить как хорошую связность по интернету, так и выделенные линии, если потребуется.

Для выделенных серверов по части сети у нас получилось очень интересное предложение. По запросу скорости мы даем вплоть до 100—200 гигабит на сервер, так мало кто умеет. Кроме простого интернета — широкий набор сетевых решений: тут и более-менее стандартные L2/L3 VPN на MPLS, и любые манипуляции с внешней маршрутизацией. Для владельцев своих AS соберем транзит, притянем любую популярную точку обмена трафиком. Для тех, кто хочет ими стать, — поможем выпустить ASN, арендовать или купить сети, анонсировать их в мир.

Глобально у нас были компетенции, ресурсы и возможность их тратить на инвестиции в сеть, были контакты и налаженные взаимоотношения с огромным количеством людей. Все это очень сильно нам помогло.

❯ И напоследок — неудобный вопрос от маркетинга

— Почему не начали делать все это раньше, а триггером стало то, что на нас пришла атака?

Расширение в целом планировалось, Таймвеб всегда делал упор на качество сети, но процесс шел постепенно. Исторически мы сфокусировались на нашем центральном хабе в СПб, а стройка в остальных локациях планировалась по мере их расширения.

А почему атаки стали триггером? Все банально. Во-первых, мы поняли, что начали расти сильно быстрее, чем планировали. Стало понятно, что нужно больше емкости, больше сервисов — и не когда-то, а сейчас. Во-вторых, появились новые угрозы, которые не отражаются стандартными средствами. В какой-то момент мы переросли «стандартные» подходы, которые мог бы использовать игрок меньшего размера, — нужно было пилить какой-то кастом или средствами сторонней компании, или самостоятельно. Мы выбрали второе.

Присоединяйтесь к нашему комьюнити в Телеграме — здесь можно общаться с сообществом, задавать вопросы руководителям, гендиректорам и фаундерам, и предлагать идеи ↩