Наконец-то летающие автомобили выглядят как машины, а не дроны
Источник: Наука и Технологии
Китайская XPeng AeroHT показала предсерийную версию своего дрономобиля. Он умеет ездить и летать, а винты скрываются в крыше.
Источник: Наука и Технологии
Китайская XPeng AeroHT показала предсерийную версию своего дрономобиля. Он умеет ездить и летать, а винты скрываются в крыше.
Источник: Наука и Технологии
Шлем, который защищает голову от падения смартфона, когда вы засыпаете.
Источник: Наука и Технологии
Компания Agility Robotics, занимающаяся разработкой двуногих ходячих роботов для работы на складах, показала способность гуманоидного робота Digit самостоятельно вставать на ноги после падения.
Источник: Наука и Технологии
Электромобили Tesla после обновления прошивки будут проверять водителей на сонливость – установленная в салоне камера позволяет отслеживать количество зевков и морганий, а также направление взгляда шофера. Если, по мнению системы, водитель засыпает, электрокар будет выдавать звуковые предупреждения.
Что случится, если человек все равно не отреагирует – неизвестно, но, вероятно, транспортное средство при возможности съедет на обочину и плавно остановится, включив аварийную сигнализацию.
Источник: Наука и Технологии
Его можно купить чуть больше, чем за полмиллиона долларов.
Источник: Наука и Технологии
Компания говорит, что они нужны для помощи людям, однако сотрудники боятся массовых увольнений.
Думаю, многие мои читатели встречались с таким неприятным явлением, как отвал чипа. Эта поломка свойственна многим топовым и околотоповым гаджетам из нулевых: ноутбуки с «отваливающимися» видеочипами и мостами, первые ревизии Xbox 360 (три красных огня) и PlayStation 3 (жёлтый огонёк и моментальное выключение), телефоны-«ударники» и другие девайсы с достаточно горячими чипами. Недавно я листал барахолки на предмет интересных девайсов «за копейки» и наткнулся на топовый игровой ноутбук 2007 года выпуска всего за 1.000 рублей (~10$) — Toshiba <модель>, с просто дичайшими характеристиками для тех лет: GeForce GTS 7900 Go, Core Duo Txxx, 1гб DDR2 ОЗУ и аудиоподготовкой от Harman-Kardon.
Сегодня мы с вами узнаем: почему отваливаются чипы и как продлить жизнь старому топовому железу, «дунем» на видеочип, «воскресим» его на некоторое время и посмотрим, что же крутого было в топовых ноутбуках тех лет. Интересно? Тогда добро пожаловать под кат!
В мире производства электроники и плат есть несколько различных видов монтажа чипов на платы. Все они зависят от корпусировки того или иного элемента. Обычно, сложные микросхемы выпускаются в нескольких различных корпусах, которые отличаются маркировкой и иногда функциональностью. В современном мире принято использовать несколько самых распространенных типов корпусов:
DIP— один из самых старых и тем не менее, до сих пор распространенных видов корпусов для чипов. Для таких микросхем сверлятся отверстия в плате, а затем чипы вставляются в отверстия и припаиваются, благодаря чему чип надежно держится на плате. Плюсов у такого способа довольно много: удобство пайки, возможность лёгкой установки чипа в сокет и быстрой его замены (привет Arduino и чипы памяти с BIOS на старых материнских платах), большая надежность соединения, и вероятно, простота производства. Минусов у такого способа тоже хватает: невозможность сделать микросхему с очень большим количеством пинов, громоздкость чипа, без фена чипы с большим количеством ножек выпаять проблематично. Известные примеры: сдвиговые регистры, МК AVR, Z80, MOS6502.
QFP/QFN/SOIC— современный способ монтажа чипов с большим количество пинов на плату. По принципу все они похожи: по разным сторонам микросхемы есть выводы, которыми можно припаять чип к плате. Однако у QFP ножки «торчат» наружу, что даёт возможность легко припаять их к плате, а у QFN контакты спрятаны под пузом самого чипа, из-за чего их можно припаять только феном (если чип достаточно мал — можно попробовать паяльником). Плюсы: надежность пайки, относительная простота монтажа и демонтажа (дунул и чип слетел). Минусы: для таких чипов практически нет сокетов (на самом деле есть, но особо никакой унификации нет — чаще всего сокеты можно встретить в материнских платах и программаторах у ремонтников).
SOIC немного другой тип монтажа, поскольку там ножки выводятся только по бокам чипа (как у DIP), но я не стал выносить его в отдельный типаж.
LGA/PGA/SMT— кристалл или кристаллы (пример — процессорное ядро и отдельно кэш-память на старых процессорах) распаяны на специальной небольшой плате, которая называютсяподложкой. Такие микросхемы обычно предназначаются для установки в сокет (процессоры), либо для пайки платы на плату (SIM800L). Даташит на SIM800C называет свою корпусировку какSMT, поэтому я отнесу его и различные системы на модуле («процессорные» платы с ОЗУ и ПЗУ) к LGA. Один раз я видел PGA-процессор AMD Geode, который запаивали напрямую штырями в плату — но может, меня обманывает память.
BGA— основной тип корпуса для сложных и компактных микросхем таких как SoC или видеочипы. Его суть проста: на плате и на нижней стороны чипа есть маленькие пятачки круглой формы (их размер отличается в зависимости от числа пинов, но стандартизирован), благодаря которым микросхема припаивается к плате. Такой корпус позволяет компактно вывести довольно большое количество пинов — например, SoC MediaTek MT6572 поставляется в корпусе аж с 428-шариками! С завода чипы приходят с уже накатанными шарами, в то время как работнику или машине остаётся их только припаять на плату. Несмотря на большое количество крошечных пинов, при наличии сноровки и должном оборудовании, пайка микросхем очень простая: физика всё сделает за вас и сама «притянет» чип к нужным пятачкам на плате. Это один из самых распространенных корпусов для микросхем и один из самых проблемных. Но почему? Давайте разбираться!
Отвал BGA-чипов далеко не всегда связан с термическим воздействием, как принято считать в широких кругах (от чего и идут советы по типу «погрей видяху в духовке»). Шарики достаточно сильно подвержены влиянию множества внешних факторов: попадание воды — в таком случае, шарики окисляются и со временем могут отгнить вместе с пятачками, падениям — такие устройства называются «ударниками» и шары могут дать микротрещину, что уже может сказаться на нестабильной работе устройства, и в немалой степени — термическому воздействию. Причём здесь мнение делится на два лагеря и сильно зависит от самого устройства.
Отвалы на смартфонах/планшетах в основном являются следствием неудачного падения и лечатся перекаткой уже установленного процессора, иногда — заменой на точно такой же «донорский» и с идентичной маркировкой (да, среди SoC бывают свои «подверсии»). Реже бывает срывает пятачки — тогда опытные мастера ковыряют плату и ставят перемычки вместо отвалившихся шаров (моё почтение вам!). В последнее время замена отдельных чипов на мобильных устройствах сильно затруднена: у девайсов есть жёсткая привязка между ID-процессора (прожжен на заводе в SoC), ID-процессора, записанного в флэш-памяти устройства (в специальном RPMB-разделе, доступный только для чтения, используется для Secure Boot, просчета ключей, шифрования и т. п.) и привязки к модему (насчет Android-устройств точно не могу сказать, но у iPhone такая привязка есть ещё с начала 10х годов: в один момент, после очередного апдейта iOS, многие девайсы с замененной NAND или процессором без замены всех трех чипов, висели на «сбое активации» — и в официальном сервисе такой аппарат не принимали), из-за чего при замене процессора или флэш памяти, придётся менять вообще всю пару на оный с донорского аппарата (а в случае iPhone — еще и не привязанный к iCloud).
Нормальные мастера обычно именно перекатывают чипы, т. е. снимают старые шары и накатывают с помощью трафарета новые, поскольку прогрев может поднять устройство, но это не ремонт, а лишь диагностика — такое устройство может в любой момент «отвалиться». Правда, есть и исключения.
Другой вопрос — отвалы чипов на ноутбуках и десктопах. На десктопных материнских платах отвал — не очень частое явление, поскольку отваливались обычно «горячие» северные мосты по типу nForce (которые славились довольно неплохими интегрированными GPU — тут уж попробуй не нагрейся при очень слабеньком пассивном охлаждении). Сейчас «северник» переместился в процессор, поэтому свежим десктопным материнкам это почти не грозит, однако другое дело — ноутбуки.
Система охлаждения на ноутбуках частенько подразумевает расположение ЦПУ и чипсета (а иногда и GPU) на одной теплотрубке, из-за чего тепло отводится заметно менее эффективно. А особенно ситуация плохая на тех девайсах, которые никто не чистит. И если процессор ещё может начать троттлить (занижать частоты) для того, чтобы понизить температуру ниже определенного порога — то что делать чипсету? После пары лет работы в таком режиме, девайсы внезапно начинают виснуть посередине работы, перезагружаться, выключаться или выдавать непонятные артефакты. Тем же самым когда-то страдала печально известная первая ревизия Xbox 360 — Xenon, которая выдавала три красных огня. Не обошла проблема и PS3 — вспоминаем желтые глазки и выключение устройства.
Даже если взять пример с Xbox 360, когда игрок нёс устройство в неофициальный СЦ, ему перекатывали горячий GPU от ATI (отваливался именно он) и снова припаивали к плате, включили — устройство работает и выдали обратно игроку. Игрок приходит довольный домой, играет день, месяц или даже год и… сталкивается с той же самой проблемой! Снова три красных огня, хотя девайс вроде бы чистый, шуба пыли из него не торчит, а при разборке оказывается, что система охлаждения визуально в норме и кулер работает… в чём же тогда дело?
Всё дело в том, как припаивается кристалл процессора или GPU к плате-подложке. По сути, подложка может быть любой, хоть LGA, хоть BGA: китайские умельцы как-то приноровились делать десктопные подложки для мобильных процессоров в BGA-корпусах. Но сам кристалл припаивается к подложке с помощью точно таких же BGA-шариков, как и подложка к плате, только гораздо меньших размеров. Перекатать такие шары доманевозможно, это можно сделать только в заводских условиях. Но поскольку сами кристаллы залиты компаундом (как раз таки с целью предотвратить внешнее влияние, в том числе и термическое — иначе кристаллы сдувались бы только так), а шарики достаточно маленькие — при прогреве устройства феном, в духовке (популярный когда-то метод), или даже перекатке шаровна подложке, из-за термического воздействия контакт между кристаллом и подложкой на время восстанавливался. Однако поскольку GPU Xbox 360, который я привожу в пример, очень и очень горячий сам по себе, вне зависимости от того, как хорошо от него отводится тепло, со временем контакт кристалла с подложкой снова нарушался и устройство переставало работать…
Происходило это по причине выбора неправильного типа припоя: в целях сохранения природы, использовался не совсем верный состав. Однако зная о проблеме, производители продолжали использовать его примерно до середины 2010-х годов: насколько мне известно, GeForce 1xxx серии и выше не страдают отвалами GPU вообще (но там своих болячек хватает — как минимум, те же банки памяти). Почему так происходило? Вероятнее всего, это изначально закладывание ресурса в технику. И если бюджетные ноутбуки со встроенной графикой и Celeron'ами от этого особо не страдали (их до сих пор очень много на юлито, живеньких и вполне рабочих), то топовые и дорогие устройства с горячими видеочипами отваливались только так…
Прогрев — это исключительно диагностический способ, им можно пользоваться либо в домашних условиях «для себя», либо для того, чтобы выявить неисправность одного из элементов устройства. Брать деньги за прогрев — прямой обман, но если делать просто «для себя», ради того, чтобы немного продлить жизнь крутому девайсу из прошлого — почему бы и нет? Предлагаю в практической части нашей статьи глянуть на топовый ноутбук 2007 года отToshiba, который я купил всего за 1.000 рублей (~10$). Девайс сам по себе очень крут, однако страдал отвалом GPU, который мы на время «вылечим»!
Сегодняшнего подопытного продавала женщина на запчасти. Состояние было неизвестным: я не спрашивал её ни о симптомах поломки, ни о том, включается ли ноутбук вообще. Я списался с продавцом, договорился об условиях доставке и зарезервировал девайс себе. Через несколько дней ноутбук наконец-то приехал ко мне и я решив не медлить, сразу полез его диагностировать:
Внешне девайс очень симпатичный и сейчас — самое время его включить! Единственный нюанс: проприетарный трапецевидный разъем зарядки. Не беда: до этого я брал другой тошибовский ноутбук за… 300 рублей, который тоже оказался вполне живым, но у него были сломаны петли ( к буку за 3 доллара шёл и родной БП, который уже кто-то ремонтировал на скрутках, но он всё ещё оставался рабочим).
Включаем девайс, прощелкиваем нумпадом и видим, что реакция на него есть, однако изображения нет! Это значит, что ноутбук нормально проходит POST и висит на «CMOS Error, F1 to Continue», однако отсутствие картинки было для меня первым звоночком винить видеочип. Поскольку POST ноутбук проходил, то и реагировал на хоткей смены матрица/VGA: подключаем внешний монитор и видим…
Да, это самый классический отвал GPU. Ну а что вы хотели, GeForce 7900 это вам не шутки! Поскольку это ноутбук с дискреткой 7 серии, ни о каком UMA и речи не идет: отключить GPU и направить вывод на встроенный адаптер не получится. Вернее теоретическая возможность то есть, но линии LVDS/VGA идут с GPU, а не с хаба, как это происходит в современных ноутбуках. Девайс то может и включится, но никакой картинки вообще не будет — если устройство вообще пройдет POST.
Самое время разобрать красавца. Делается это не особо сложно: классическая разборка «с клавиатуры». Для обслуживания системы охлаждения придётся разбирать ноутбук полностью (в том числе снимать матрицу), но никаких особых проблем с этим не возникает: девайс хорошо продуман. При разборке выяснялась причина отсутствия изо на LVDS — матрицу банально отключили. Девайс явно обслуживали до меня и чистили, видимо в надежде что всё «оживет». А может и грели уже, кто его знает? :)
Да, «охлад» здесь и правда довольно серьезный: круче я видел только в ноутбуке с дискреткой ATI и… десктопным Pentium 4!
На ноутбуках тех лет частенько практиковались по настоящему съемные видеокарты. Помимо стандарта MXM (его сейчас вроде только Clevo как-то поддерживает), который предусматривает замену видеокарты в ноутбуке, некоторые вендоры придумывали свои коннекторы а-ля PCI-E. Наш девайс как раз из таких: видеокарту, при желании, можно было заменить на идентичную (возможно и какие-то другие от младших «тошиб» подходили, но мне это неизвестно).
Снимаем массивную систему охлаждения, которая отводит тепло и от GPU, и от чипов памяти и приступаем к прогреву. Для прогрева подойдет фен от паяльной станции, или даже регулируемый строительный фен (с ним осторожнее, есть шанс угреть чип). Для наглядности «дриставрации», я буду пользоваться именно строительным «интерсколом». Ставим температуру ~250 градусов (в случае строительных фенов — это погода на луне или попугаи, ну или средний режим) и осторожно греем кристалл по периметру. Для временного оживления чипа хватит дунуть секунд 15-30. Дольше не стоит — могут повылазить шары. Никаких утюгов и духовок — это кощунство!
Подсобираем ноутбук и включаем его. Ура, в биосе изображение есть и на первый взгляд всё нормально. Однако, после такой «дриставрации», проблемы могут вылезти где угодно: ошибка 43, артефакты в 3D-режиме, самопроизвольные ребуты и зависания системы. Самое время накатить систему и проверить это.
И таки да, они вылезли практически сразу, причём совершенно с неожиданной стороны. Девайс начал самопроизвольно отключаться в определенные моменты времени (обычно при старте Windows и игр), причём вне зависимости от подключения БП (отметаем версию, что АКБ не держит нагрузку) и заряда аккумулятора (отметаем, что не хватает мощности БП), а температуры судя по датчикам — в норме. Вероятнее всего, проблема в питальниках на GPU/CPU.
К сожалению, нормальные тесты при таких условиях сделать не получится — девайс нужно диагностировать дальше, но делать это с отвальным видеочипом такое себе. Но Proof of Concept есть: многие чипы вполне реагируют на прогрев и могут даже поработать какое-то время. Надолго ли?
Данный материал писался в эдаком «научпоп» стиле. Для опытных ремонтников, написанный текст отнюдь не станет каким-то откровением, но полагаю, было всё же интересно почитать о том, почему их любимые девайсы из нулевых «помирают».
Статья подготовлена при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @Timeweb.Cloud, , чтобы не пропускать новые статьи каждую неделю!
Автор: CyberexTech
Больше интересных фото и комментариев в оригинале материала
Однажды у меня возникла потребность подключения своего узла учета электрической энергии к системе умного дома «Home Assistant», но вот беда, установленный счетчик ЭНЕРГОМЕРА СЕ101 не обладал смарт функциями, позволяющими без проблем подключать его к системам умного дома, а цена электросчетчиков со смарт функциями просто заоблачная. Но я нашел экономичное решение с ценой решения задачи менее $5 и об этом далее.
Итак, как я говорил ранее, для учета электрической энергии у нас установлен счетчик ЭНЕРГОМЕРА СЕ101 модификации R5 — достаточно бюджетное решение. Чтобы изучить подопытного в плане доступных интерфейсов, изучим техническую документацию на данный счетчик. Я особо не испытывал иллюзий в плане наличия доступных интерфейсов, но мне повезло.
Бинго! — сказал я, найдя в документации следующие пункты:
2.3.1. Принцип действия счетчика основан на перемножении входных сигналов тока и напряжения по методу сигма-дельта модуляции с последующим преобразованием сигнала в частоту следования импульсов, пропорциональную входной мощности. Суммирование этих импульсов отсчетным устройством дает количество активной энергии. Счетчик также имеет в своем составе испытательный выход для подключения к системам автоматизированного учета потребленной электроэнергии или для поверки.
2.3.2. Конструктивно счетчик выполнен в пластмассовом корпусе. В корпусе размещена печатная плата, на которой расположена вся схема счетчика. В качестве датчика входного тока используется шунт, соединенный с контактами колодки. Зажимы для подсоединения счетчика к сети, испытательный выход закрываются пластмассовой крышкой.
2.3.3. Испытательный выход реализован на транзисторе с «открытым» коллектором, для его функционирования необходимо подать питающее напряжение постоянного тока от 5 до 24 В. Величина номинального тока через контакты испытательного выхода в состоянии «замкнуто» равна (10±1) мА, максимально допустимая не более 30 мА.
Техническая документация нам прямо говорит:
Счетчик имеет в своем составе испытательный выход для подключения к системам автоматизированного учета потребленной электроэнергии или для поверки.
Ниже приведена схема подключения счетчика
Решено! Будем использовать данный выход для интеграции электросчетчика с Home Assistant. Нам останется только преобразовать импульсный сигнал в удобную форму данных, чем и займется дешевый микроконтроллер ESP8266.
Дополнительная информация по испытательному выходу:
Импульсный выход электросчетчика реализован с гальванической развязкой с помощью оптопары, поэтому мы можем смело подключать данный выход напрямую к микроконтроллеру без дополнительной развязки. Как правило, к данному выходу имеется свободный доступ и клеммы не пломбируются энергоснабжающей компанией.
Здесь все просто. Каждый счетчик имеет параметр «частота следования импульсов, пропорциональная входной мощности», который указан на панели счетчика, в моём случае это 3200 imp/kW*h. То есть, чтобы нам узнать накопленную мощность, просто нужно будет значение инкрементного счетчика, который суммирует входящие импульсы от счетчика, поделить на 3200. Чтобы отслеживать потребление за определенный период времени нам нужно будет реализовать дополнительные интервальные счетчики.
Итак, как описывалось ранее, преобразование импульсных значений электросчетчика достаточно тривиальная задача, с которой вполне справится микроконтроллер ESP8266.
Принципиальная схема устройства:
Рендер печатной платы:
На самом деле, схема настолько простая, что монтаж можно реализовать навесным методом.
Пример навесного монтажа. Особо впечатлительным не смотреть! )
Модель корпуса, как обычно, я разрабатывал во FreeCAD.
В корпусе предусмотрен отсек для аккумулятора, который обеспечит устройство резервным питанием. Питание устройства и зарядка аккумулятора выполняется с помощью популярной платы на буде контроллера заряда TP4056. Но использование аккумулятора не обязательно, я просто перестраховался.
Модель корпуса напечатана HIPS пластиком на 3D принтере.
Прошивка устройства написана в среде Arduino IDE, большую часть прошивки занимает веб интерфейс и функция работы с MQTT протоколом. Для работы с входным сигналом используется аппаратное прерывание. Ссылку на исходный код прошивки я оставлю конце статьи, а теперь давайте рассмотрим веб интерфейс устройства:
Вход в устройство
Для входа в устройство требуется авторизация, пароль по умолчанию: admin
Главная страница устройства
На главной странице отображены данные по потреблению электроэнергии:
Потребляемая мощность (сред. 10 сек, 1 мин, 5 мин, 60 мин), Вт*ч — усредненное рассчитанное часовое потребление за период 10 сек, 1 мин, 5 мин, 60 мин. Для отслеживания динамики по потреблению эл.энергии.
Показания счетчика — накопленное значение кВт*ч
Конфигурация передачи данных по MQTT протоколу
Как вы могли заметить, для интеграции с Home Assistant используется протокол MQTT, настройки вполне понятные, не требует дополнительных описаний.
Ниже указаны топики, для примера, указано корневое имя топика «m_power»:
m_power/10s — передача значения «Потребляемая мощность (сред. 10 сек)», периодичность отправки 10 сек.
m_power/1m — передача значения «Потребляемая мощность (сред. 1 мин)», периодичность отправки 1 мин.
m_power/5m — передача значения «Потребляемая мощность (сред. 5 мин)», периодичность отправки 5 мин.
m_power/60m — передача значения «Потребляемая мощность (сред. 60 мин)», периодичность отправки 60 мин.
m_power/total — передача значения «Накопленная мощность», периодичность отправки 5 мин.
Настройка типа счетчика
Здесь необходимо ввести два параметра вашего электросчетчика:
"Количество импульсов счетчика на 1 кВт*ч" — данный параметр указан на табло счетчика
"Текущие показания счетчика" — данный параметр передается в устройство, как начальное значение накопленной мощности, далее к этому параметру будут прибавляться рассчитанные контроллером данные.
С интерфейсом можно закончить, интерфейс интуитивно понятен и разработан для обычного пользователя, надеюсь что проблем с использованием не должно возникнуть.
Чтобы интегрировать данное устройство в Home Assistant, необходимо прописать в файле конфигурации configuration.yaml следующий код:
Обратите внимание, что в примере указан корень топика с именем «m_power».
Код карточки «объекты» для вывода данных:
В результате у вас должно получиться что-то подобное:
Важное предупреждение!
Подключение нашего контроллера к импульсному выходу электросчетчика выполняется согласно схеме, что была указана выше. Ниже пример подключения к моему электросчетчику.
Подключение выполнялось свободной «витой парой», которая шла из моей квартиры, потому нет необходимости размещения контроллера в щите, где установлен электросчетчик. После подключения витой пары, крышка которая закрывает клеммник, была установлена на место.
Ниже фотография собранного устройства с подключенным счетчиком.
Видео работы контроллера при включенном электрическом водонагревателе.
Ниже демонстрация графиков данных, полученных с контроллера:
В итоге у получилось простое и дешевое устройство для интеграции «глупого» электросчетчика в системы умного дома. Я очень доволен результатом! Теперь нет необходимости переодически записывать показания со счетчика для отправки, а просмотр статистики потребления, по временным интервалам, дает возможность анализа расхода электроэнергии с последующей оптимизацией.
Дополнительная опция
Если у счетчика отсутствует испытательный выход, то в качестве источника импульсов можно использовать светодиод, подключив фототранзистор ко входу собранного контроллера.
Спасибо всем за уделенное внимание!
Исходные файлы проекта: