Timeweb.Cloud

Timeweb.Cloud

Облачная инфраструктура для бизнеса Наш сайт: https://timeweb.cloud/ ТГ: https://t.me/timewebru Хабр: https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/
На Пикабу
поставил 153 плюса и 5 минусов
отредактировал 3 поста
проголосовал за 3 редактирования
в топе авторов на 247 месте
Награды:
более 1000 подписчиков5 лет на Пикабу
72К рейтинг 1054 подписчика 19 подписок 296 постов 254 в горячем

Конрад Цузе — программист, обогнавший время

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

22 июня 2024 года исполнилось 114 лет со дня рождения Конрада Цузе, пионера создания вычислительной техники, человека, которому сама судьба пыталась помешать двигать прогресс, но не помешала создать первый язык программирования высокого уровня, один из первых компьютеров и первую книгу по цифровой физике.

Хоть и есть поговорка, что рукописи не горят, Конрад Цузе потерял все разработки, чертежи и записи, посвящённые одному из своих первых компьютеров в военное время. Для того, что-бы эта рукопись никогда не сгорела, автор подготовил для вас, дорогие читатели, аудиоверсию статьи. Приятного прочтения или прослушивания.


Конрад жил в сложное время, он рос в окружении «потерянного поколения», людей, перемолотых Первой Мировой войной, молодость прошла в разрушенной Германии, а в зрелые годы «коричневая чума» поразила его родину, половину мира, а потом была уничтожена. И во всём этом хаосе, в изоляции, Конрад Цузе творил цифровое будущее. И это цифровое будущее предоставило нам доступ к его архиву, этот рассказ о жизни и деятельности Конрада мы проиллюстрируем изображениями, часть из которых ранее не публиковалась в русскоязычном пространстве. Мы будем говорить об изобретениях, компьютерах и языке программирования, не забывая о личности их автора, который достиг признания науки и общественности. Изображение на обложке лонга – монета в 10 евро, выпущенная к столетию со дня его рождения.

Конрад Цузе родился 22 июня 1910 года в Берлине в достаточно обеспеченной семье. Семейный достаток прямо повлияет на всю его жизнь. Он начнёт свои научные разработки в родительском доме и на деньги семьи, а позже будет прямо конвертировать науку в деньги, сделав компьютер инструментом производства.

Ещё в школе он начал заниматься техническими изобретениями, после школы поступил в Технический университет в Берлине. Это особое место в жизни Конрада. В университете царил дух свободы, и Конрад, убеждённый атеист, нередко вступал в конфликты со своими «традиционными» родителями. В университете он получил образование в сфере архитектуры, оттуда ушёл в гражданское строительство.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Карикатуру «На уроке математики» Конрад Цузе сделал еще будучи студентом. Из: Компьютер – дело моей жизни, Springer Verlag, 1985 г.© Конрад Цузе

Профессор математики из Берлинского университета, Рауль Рохас (Raúl Rojas), который на научном уровне изучал жизнь и научное творчество Конрада Цузе (по ссылке – перевод оригинального научного текста Рауля), вспоминал, что именно студентом, осуществляя однообразные математические действия, Конрад понял, что эти действия можно автоматизировать.

Приведём пример из практики работы Конрада в студенчестве.

Его задача была провести статические, повторяющиеся расчёты для мостов или определить нагрузки на материалы машин. Как это делалось?

У инженера есть специальная форма, в которой уже заранее напечатаны все необходимые формулы. Работник должен просто ввести свои данные и следовать по полностью разработанному вычислительному пути.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Цузе, во время работы над своим первым компьютером дома у родителей.

Именно эту однообразную задачу и хотел решить достаточно молодой Конрад, она легла в основу создания и его компьютера, и первого языка программирования. И эту работу он начал ещё будучи студентом. На дворе 1930-е гг., Конраду слегка за 20, он крайне увлекающаяся натура: рисует, изобретает, работает над социально значимыми проектами, но, из-за особенностей своего времени, определённой изоляции в Германии, он мало знаком с достижениями науки в США и, в частности, с работой Джона фон Неймана. Да и в целом, в кого ни плюнь (не нужно плевать в великих учёных): Джон Эккерт, Джон Мокли (Моучли), Говард Эйкен, Джон Атанасов — все находились «вне зоны доступа» Конрада Цузе.

Именно эту однообразную задачу и хотел решить достаточно молодой Конрад, она легла в основу создания и его компьютера, и первого языка программирования. И эту работу он начал ещё будучи студентом. На дворе 1930-е гг., Конраду слегка за 20, он крайне увлекающаяся натура: рисует, изобретает, работает над социально значимыми проектами, но, из-за особенностей своего времени, определённой изоляции в Германии, он мало знаком с достижениями науки в США и, в частности, с работой Джона фон Неймана. Да и в целом, в кого ни плюнь (не нужно плевать в великих учёных): Джон Эккерт, Джон Мокли (Моучли), Говард Эйкен, Джон Атанасов — все находились «вне зоны доступа» Конрада Цузе.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

И это та ситуация, когда изоляция оказалась плюсом, а не минусом! Конрад самостоятельно создал то, над чем «бились» целые институты, с именитыми учёными, которых вы видите выше, причём создал по-своему.

Как у него это получилось?

После окончания института и недолгой работы на авиазаводе (именно эта работа, возможно, спасла ему жизнь в дальнейшем), Конрад решил заниматься бизнесом и создать собственный компьютер. Мастерская в родительском доме, финансовая и техническая помощь друзей позволяют приступить к созданию первого механического компьютера.

Первый компьютер изначально назывался «VersuchsModell 1» или просто «V-1», что означало «экспериментальная модель 1», но после Второй Мировой войны сменил название на «Z-1», немецкие ракеты были плохой рекламой для названия компьютеров. На фотографии ниже вы видите тот самый компьютер Z-1 в гостиной семьи Цузе, справа самого Цузе, а слева его друга, Хельмута Шрайера, без которого вся идея могла не выстрелить, но о нём мы вам расскажем чуть позже.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

На фотографии справа Конрад Цузе, слева – Хельмут Шрайер, посредине – компьютер Z-1, оригинальный. Фото 1936 года.

❯ Что такое Z-1, и что он мог?


Если глобально – это механический калькулятор, работающий в двоичной системе счисления. У этого калькулятора был электрический привод с ограниченной программируемостью (он имел ограниченное количество исполняемых инструкций) и возможность считывать инструкции с перфоленты. Его вполне можно называть компьютером: он имел блок управления, устройство ввода-вывода, мог осуществлять вычисления с плавающей запятой. Он умел осуществлять сложные вычислительные действия: умножать (путём повторного сложения) и делить (путём повторного вычитания). Команды вводились с перфокарт и не хранились в самом компьютере. Кроме того, устройство ввода-вывода умело переводить двоичные числа в десятичные и осуществлять обратную операцию.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Импульсатор компьютера Z-1, крупно. Фото 1936 г.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Общий вид первой модели, 1936 г.

Объясним, как примерно это работало.

В основе вычислений лежат логические вентили – элементы, которые могут выполнять элементарные логические операции. В компьютере Цузе такими элементами выступили металлические пластинки, которые могли только сдвигаться линейно чисто механически. Для двоичной системы этого достаточно, чтобы записывать любое число. Для вычислений также используются логические вентили. Это тоже металлические пластинки, которые будут отвечать за более сложные логические операции (И; ИЛИ; НЕ). Эти пластинки должны физически отличаться друг от друга, т. к. они должны напрямую физически взаимодействовать.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Фотография с повреждениями после бомбёжки, 1944 г., тогда же были уничтожены все три машины Z-1, Z-2, Z-3. Выжила лишь четвёртая.

Колоссальной сложностью обладал механический монтаж этих компонентов, т. к. движение каждой металлической пластинки должно было быть связано с движением другой металлической пластинки, кроме того, для вычислений должны были быть задействованы многие слои таких пластин. Можно однозначно сказать: механическая конструкция этого калькулятора была значительно сложнее, чем его логическая структура.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Копия компьютера Z-1, которая хранится в настоящее время в Немецком техническом музе. Копия создана в 1989 году под руководством самого Конрада Цузе.

И представьте: и механическую конструкцию, и логическую структуру придумал и разработал один человек, Конрад Цузе! Этот механизм в итоге весил 500 килограммов, а полностью понимал его работу только сам Конрад. Его друзья, которые помогали и вырезали сотни пластин, суть работы до конца понять не смогли. Эксперимент оказался успешен, этот компьютер правильно посчитал для нескольких человек матрицы 3 на 3.

При этом из-за колоссальной механической сложности аппарат работал достаточно медленно, активно ломался, но смог доказать, что идея автора реализована! Задача создания этого аппарата выполнена!

Новая задача. Что делает исследователь после достижения цели? Правильно, ставит новую цель, берёт новый рубеж!

Так началась история Z-2, новой машины. Там использовалась всё та же механическая память, но за арифметику и логику управления элементами отвечали электромеханические реле. В отличие от предыдущей модели Z-2 использует 16-битную арифметику с фиксированной запятой, Z-1 использовал 22-битную арифметику с плавающей запятой.

Анимация оригинального реле, которое использовалось в Z-3, к сожалению, от Z-2 не сохранилось ничего:

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Но Z-2 имел серьёзное практическое значение, в 1940 году он был представлен перед учёными Немецкой авиационной лаборатории в Берлине – Адлерсхофе (крупнейший научно-технический проект, который существует до сих пор). Во время презентации Z-2 прекрасно выполнил свои задачи, и Конрад получил финансирование на создание следующей машины от правительства Германии. Никаких чертежей, частей или фотографий Z-2 не сохранилось, всё было уничтожено во время войны.

Анимация оригинального шагового переключателя, который использовался в Z-3:

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

И вот тут стреляет, словно Чеховское ружьё, друг Конрада Хельмут Шрайер. Он предлагает заменить реле на электронные лампы и успешно показывает пример того, как это ускорит работу. Возможно, ситуация бы развивалась совершенно иначе, но власти Германии, к которым обратились за финансированием Цузе и Шрайер, отказались выделять колоссальные средства на создание компьютера на лампах, и Z-3 был создан в 1941 году вновь с использованием электромеханических реле. А в 1943 году компьютер ЭНИАК в США показал, что технология ламп действительно эффективна, но просто чудовищно дорога. Вернёмся в Германию. В компьютерах Цузе лампы тоже появятся, но только через несколько десятилетий.

Наступил 1941 год, Конрад Цузе завершил работу над Z-3. В нём использовалось около 2 000 реле, технически это была куда более совершенная машина. Так, тактовая частота была около 5–10 Гц (у первой версии – 1 Гц), плавающая запятая изменена, появилась возможность обработки исключений (минус/плюс бесконечность и неопределённое). Этот компьютер уже использовался на практике: там осуществлялись некоторые практические расчёты. Немецкий научно-исследовательский институт авиации использовал его для статистического анализа флаттера крыла. Флаттер – это специфические колебания крыльев во время полёта самолёта, которые даже могут его разрушить. Подробнее об этом явлении советую почитать тут.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Требования к пространству и источнику питания Zuse Z-3, фрагмент технической документации.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Фото 1942 г. Предположительно, специальная модель компьютера для вычислений в области авиации.

Об этой части работы Цузе информация несколько разнится, встречаются упоминания специальных машин для вычисления измерений крыльев. На фото, если верить интернет-архиву Цузе, специальная модель S1 для измерения крыльев.

И вот именно сейчас стоит сказать пару слов о личности Цузе.

Ниже можно увидеть рабочее удостоверение 1942 года, во время работы учёного на авиационном заводе. Символика на печатях закрыта ввиду современной ситуации с публикацией архивных документов.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Текст над фото — «Фотография владельца или законного представителя следующей компании». Текст под фото — «собственноручная подпись»; Текст под подписью — «Подтверждение того, что владелец удостоверения личности, идентифицированный по изображению выше, сам подписал документ.

Цузе не был членом партии, вместе с тем не сохранилось никаких сведений о его отношении к работе на нацистскую военную структуру, с учётом того, что его изобретения однозначно использовались в авиации и разработке прототипов ракет.

Автор этого текста считает, что стоит внимания его позднее, уже мемуарное воспоминание. Конрад писал, что «в наше время лучшим учёным и инженерам обычно приходится выбирать: или выполнять свою работу ради более или менее сомнительных деловых и военных интересов в рамках «сделки с дьяволом» или вообще не заниматься своей деятельностью». Это свободный перевод цитаты из его книги «Der Computer – Mein Lebenswerk» 1984 года. Эта мысль, как кажется автору текста, отражает общую дилемму учёных двадцатого века, когда изобретения, даже такие мирные, как большой и сложный калькулятор, могут использоваться для уничтожения людей.

В военное время Конрад работал над созданием следующего компьютера, Z-4, и успешно создал его практически в самом конце войны. Конрада и его технику эвакуировали из Берлина незадолго до конца войны, однако, к союзникам техника не попала, как не пошёл работать на союзников и сам учёный.

Технически компьютер Z-4 впечатлял. Память перешла на 32 бита. Появился специальный блок, который перфорировал ленты с программами (что очень сильно упростило программирование и корректировку программ). Появилась возможность использовать квадратный корень, функции МАКС и МИН. Использовались сменные перфоленты с программами и подпрограммами.

Сделаем небольшое отступление и познакомимся с женщиной, которая за Z-4 работала.

Сохранились уникальные воспоминания первой немецкой женщины-программиста, Урсулы Уолк, которая работала на Конрада Цузе в послевоенное время, про его личность и некоторые аспекты работы.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

В 1948 году, когда Урсула, имея серьёзный технический опыт, работала на уборке территории (жизнь в послевоенной Германии тоже такой себе сахар), к ней подошёл сотрудник фирмы Цузе и предложил работу непосредственно за Z-4. При этом он предоставлял медицинскую страховку и небольшую зарплату*.

*Примечание от автора текста. В послевоенной Германии была карточная система, которую отменили в ГДР с 1948 года, а в ФРГ – с 1950-го. Сам факт наличия зарплаты от частной фирмы был однозначным плюсом, как и возможность заниматься в соответствии со своей квалификацией, а не уборкой территории.


Урсула вспоминала, что компьютер стоял в подвале склада муки деревенского пекаря. Условия труда в этом подвале были довольно… временными. Проточной воды не было, и сотрудникам пришлось пользоваться туалетом в соседнем ресторане. Было только одно окно, освещение исключительно электрическое. Местные жители считали компьютер «странной машиной», однако, Цузе смог добиться их расположения и уважения от местных, когда выиграл пари. Пари простое: кто быстрее рассчитает счёт за молоко — молочная ферма или Цузе и его компьютер? Цузе победил.

Сама Урсула выполняла простую работу: она вводила числа в калькулятор и производила их вычисления в соответствии с программой, кроме того, заполняла и чертила документацию самого Z-4, печатала диссертацию Конрада Цузе и отправляла её в университет для защиты. Защита не состоялась, т. к. Цузе не отправил 400 марок, работу просто не приняли в рассмотрение, о чём, если верить Урсуле, Цузе не переживал и периодически на эту тему шутил.

Вернёмся к истории нашего героя.

Компьютер Z-4 был полностью закончен в 1945 году и вывезен из Берлина. В 1946 году Цузе создаёт фирму, которая будет заниматься продажей компьютеров, но коммерческая жилка громко заговорила в 1949 году. Цузе встречает Эдуарда Штифеля, швейцарского математика, который только что вернулся из США, познакомившись с достижениями американской компьютерной техники. Он решил испытать Цузе и его Z-4 дифференциальным уравнением, программу для решения которого Цузе написал в его присутствии. Демонстрация была впечатляющая, и уже в следующему году Штифель покупает у Цузе его компьютер (сделанный на деньги вермахта, но принадлежащий фирме Цузе) для Швейцарского федерального технологического института Цюриха, где работал Штифель.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Эдуард Штифель

Наконец-то компьютер Цузе начал выполнять задачи мирного времени. Его купили специально для расчётов строительства плотины Клезон-Диксенс в Швейцарии. В ближайшие два года это будет единственный коммерческий (!) работающий компьютер в континентальной Европе, да и в целом второй работающий компьютер в мире. Он проиграет только американскому компьютеру BINAC, но тот на практике свои задачи и не выполнял, так что Z-4, с некоторой натяжкой, может считаться первым настоящим коммерческим компьютером. В 1954 году Z-4 снова был продан, в этот раз Франко-германскому исследовательскому институту во Франции, где активно работал до 1959 года, пока попросту не устарел. Сегодня оригинал этого компьютера – музейный экспонат, который находится в Немецком музее Мюнхена (Deutsches Museum von Meisterwerken der Naturwissenschaft und Technik).

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Гидрокомплекс Клезон-Диксенс, Швейцария, наши дни.

Бизнес процветал, за Z-4 пошла целая серия компьютеров. На компьютере Z-22 впервые использовались электронные лампы (а ведь эту идею Цузе предложил ещё в 1938 году), а уже Z-23 перешёл на транзисторы, на которых и создавались все остальные компьютеры. Компьютеры продолжали производиться до 1960-х гг., и только тогда Zuse KG (так называлась фирма к этому периоду) просто проиграла конкурентную борьбу. В 1962 году фирма была продана компании Brown, Boveri & Cie., а затем компании Siemens, которая и остановила производство компьютеров серии «Zuse» к концу 1960-х гг. При этом сам Конрад Цузе в фирме остался в должности научного консультанта и не прекращал заниматься наукой до конца своей жизни.

❯ Plankalkül — первый высокоуровневый язык программирования


Наш герой не только «герой» железа, но и создатель первого высокоуровневого языка программирования. Про это нужно рассказывать отдельно, уже когда вы будете знакомы с его железом. Возможно, вы скажете, что первый язык — это FORTRAN, но он первый широко известный и практически применимый. Фортран создавался с 1953 года, а Plankalkül был создан Конрадом Цузе лично ещё в 1942 году (работа над языком продолжалась до 1945 г. и далее), непосредственно во время войны, но… это был теоретический язык.

Сам Конрад не верил, что его язык действительно найдёт применение на практике:

Plankalkül родился исключительно как результат теоретической работы, без всякой связи с тем, появятся или нет в обозримом будущем машины, подходящие к программам на Plankalkül».
Слишком он опережал своё время, да и уровень международного сотрудничества в 1942 году для гражданина Германии был… не самый располагающий к распространению языков программирования
.


Само название языка Plankalkül – это два слова немецкого языка со значением «план» и «исчисление». Этот язык был планом счислений для вычислительной системы Z-4. Именно при создании языка Конрад чётко выделил в работе своего устройства аппаратное и программное обеспечение, поставив между ними черту.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Исторический указатель на доме, где Цузе работал над Plankalkül.

Гений Цузе заключался в том, что его язык не был привязан к конкретной вычислительной машине, её архитектуре или набору команд. Это был первый в мире символический язык, привычного понятия «алгоритмичный язык» ещё просто не существовало. В сам язык он ввёл понятие «объект», который мог быть «примитивным», основанным на двоичных числах разной длины, или «составным», т. е. включать структуры, рекурсивно определяемые массивы произвольной размерности и т. д. В этом языке появилась возможность записывать сложные синтаксические конструкции, и, соответственно, осуществлять сложные задачи. Для решения сложных задач Конрад разработал собственный синтаксис. Была реализована возможность работы с массивами и подмассивами, а также использование подпрограмм. Подробнее для специалистов в области программирования советую научную статью про данный язык по QR-коду выше или по первой ссылке из пункта литературы. Мы же продолжим информировать «рядового» читателя.

Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Казакова, И. А. Plankalkül – первый высокоуровневый язык программирования / И. А. Казакова // Прикладная информатика. – 2012. – № 5(41). – С. 128–131. Текст в открытом доступе на Елайбрари, в нём также есть примеры программы на этом языке.

Конрад Цузе в 1957 году очень красиво и образно выразился о своём языке, что желает, чтобы он «спустя время вернулся к жизни, словно спящая красавица», и оказался прав. Его язык ожил, когда в 2000 году, уже после смерти учёного, написали интерпретатор для языка (на Хабре есть подробный рассказ про интерпретатор) и на практике испробовали его.

Язык не получил распространения и известности в первую очередь из-за того, что руководство по языку было опубликовано только в 1972 году, он просто оставался неизвестным для учёных всего мира. Без сомнений, коммерческая деятельность Конрада оказала на это своё влияние, если он на диссертацию «компьютерную мышь» положил, что ему мешало также положить и на публикацию «теоретического» языка?

Этот язык мог «перевернуть» всю современную ему информатику, ведь пока нигде не были представлены условные конструкции, циклы, массивы, возможность описывать и вызывать подпрограммы, но условия, в которых этот язык был создан, не позволили ему стать всемирно известным, к моменту публикации документации язык уже сильно устарел. Устарел безнадёжно.

Жизнь Конрада Цузе не была простой. Он в одиночку выиграл технологическую гонку у огромных корпораций и групп учёных, однако ни он сам, ни другие учёные об этой гонке не знали. Невероятная тяга к прогрессу, к облегчению монотонного труда позволила создать компьютер, обогнавший своё время. Позже, когда достижения Цузе были признаны европейской научной общественностью, учёные с печалью говорили: «Узнай о них весь мир в своё время, прогресс мог бы сделать несколько шагов намного быстрее». Учёный получил множество почётных степеней, развивал ряд идей теоретического понимания Вселенной, но в итоге наглядно показал, что в современном мире один человек, даже самый гениальный, больше не может соревноваться с целыми научными институтами. Однако чуть больше восьмидесяти лет назад один человек всё ещё мог на равных соревноваться с системой.

Список литературы и источников по теме:

  • Raúl Rojas — «Konrad Zuse’s Legacy: The Architecture of the Z1 and Z3», IEEE Annals of the History of Computing, Vol. 19, No. 2, 1997 (переведена на русский);

  • Казакова, И. А. Plankalkül — первый высокоуровневый язык программирования / И. А. Казакова // Прикладная информатика. – 2012. – № 5(41). – С. 128-131;

  • Козырев, А. Н. Параллели — Анатолий Китов и Конрад Цузе / А. Н. Козырев // Цифровая экономика. – 2020. – № 3(11). – С. 60-72. – DOI 10.34706/DE-2020-03-07;

  • zuse.zib.de — интернет-архив Конрада Цузе;

  • Гаков, В. Несумрачный немецкий гений / В. Гаков // Системный администратор. – 2014. – № 10(143). – С. 88-91;

  • Дополнительная информация о патентной деятельности Цузе (на немецком языке), которая в пост просто не поместилась — www.dpma.de/dpma/veroeffentlichungen/meilensteine/computer-pioniere/zuse/index.html;

  • ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРА. Роли Конрада Цузе и Джона фон Неймана. (Статья на немецком языке). Некоторый интерес вызывают цитата сына Конрада Цузе и сопровождающие изображения — www.ardalpha.de/wissen/geschichte/historische-persoenlichkeiten/konrad-zuse-computer-rechner-erfinder-102.html.


Конрад Цузе — программист, обогнавший время Timeweb, IT, Программист, Германия, Компьютер, Программирование, Электроника, Техника, Ученые, Гифка, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Хочешь стать автором (или уже состоявшийся автор) и есть, чем интересным поделиться в рамках наших блогов — пиши сюда.

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

Показать полностью 20

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее

Автор текста: the_bat

Привет, Пикабу!

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Хоть название и громкое, но тут почти нет преувеличения. Моя разработка не предполагает ежедневного использования и сделана больше просто ради забавы, но тем не менее она довольно интересная. Владимир Анискин из Новосибирска, например, создал книгу на лавсановой пленке размерами 70х90 мкм, а почему бы и нет? На занесение в книгу рекордов Гиннеса я не претендую, но, если Вы остались заинтересованы, заходите под кат. Не хотел делить статью на части, так что наберитесь терпения.

Идея создания маленькой книги на электронных чернилах родилась уже довольно давно. Для этого даже был приобретен прямоугольный e-ink дисплей 2,13”, но по незнанию заказал версию, которая не поддерживала частичного обновления экрана. Смена страниц происходит только через полное стирание, а это занимает много времени и выглядит некрасиво. Поделка была заброшена на долгое время, но как-то на глаза попался мне дисплей 1,54” (200х200 pix), и я вновь загорелся этой идеей. После недолгих раздумий был заказан уже нужный дисплей. Пока посылка шла положенные три недели я решил сделать макетную плату и запустить старый дисплей, сил терпеть больше не было.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.1. e-ink дисплей 2,13” на макетной плате

На плате не обошлось без ошибок. Я неверно выбрал ножки SPI для дисплея и чуть-чуть ошибся со схемой подключения CP2102 в режиме автоматического программирования. Несколько перерезанных дорожек и три проводка решили почти все мои проблемы.

Почему именно ESP32.
Во-первых, есть возможность закидывать файлы через Wi-Fi. Во-вторых, для этого модуля есть множество примеров скетчей, в том числе и для работы с e-ink. Также у меня есть одна не реализованная идея, которая потребует наличия беспроводной связи, но об этом не в этой статье (интрига). На самом деле я долго метался между микроконтроллером и модулем, но последний все-таки победил.

Немного по схемотехнике. Так как на момент написания статьи у меня уже была готова схема и pcb новой платы, я буду ориентироваться на нее. Схему включения/выключения книги я реализовал на CD4013.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.2. Схема включения/выключения на CD4013

Ток потребления микросхемы в состоянии покоя порядка микроампера, что меня вполне устраивает. IO4 от ESP32 позволит программно выключать устройство, например, при долгом бездействии. U/D – кнопки для перелистывания страниц. Сигнал OUT_KEY включает общее питание, что видно на следующем куске схемы.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.3. Схема зарядки и питания

Тут все просто. Питанием управляет CD4013 через полевик, до этого устройство выключено. Сигнал ADC_EN от ESP32 подает напряжение для измерения заряда аккумулятора. Сам зарядник LTC4054. Может стоило поставить что-то более навороченное с измерением заряда и шиной I2C, типа BQ25895, но как уж есть. Вместо LDO (как было на прототипе) для питания и использовал DC/DC. Нога CHARGE нужна для отслеживания окончания зарядки.

Так как используемые мной дисплеи pin-to-pin, схемотехника одна и та же. Все внутренние питания формируются из основного источника 3,3В.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.4. Схема включения e-ink дисплея

Из таблицы на схеме видно, что можно подключить различные дисплеи. DIP переключатель я убрал и оставил резисторы. Сделано это ради экономии места, так как в данном проекте габариты решают. По этой же причине я не стал ставить SD карту. Памяти для хранения одной книги в txt должно хватить на внутренней SPIFlash.

Аккумулятор буду использовать LiPo 582728 3.7В 400 мАч. Этого достаточно и для недолгой работы в режиме Wi-Fi (проверено), но в крайнем случае, есть разъем microUSB. Из интересного по схемотехнике, пожалуй, все.

После того, как я латиницей вывел свой ник на дисплее, решил попробовать кириллицу. Библиотеки для работы с e-ink использовались «E-Paper_code» — так их можно найти на github. И да, там нет русских букв. Мои руки уже практически опустились. Отдельная благодарность Алексею a3x за помощь в подсчете offset букв (и не только в этом) в таблице ASCII, для правильной интерпретации.

if (char_offset > 1140) char_offset -= 780; // функция DrawCharAt в epdpaint.h

Для отрисовки русских букв нужно две вещи. Первое – это конвертер utf8rus (как пример). И тут все понятно, идем снова на github и находим скетч. Второе – нарисовать буквы в библиотеке. Здесь немного сложнее. В примере есть несколько размеров шрифтов: 8, 12, 16, 20, 24. Шрифт 8 имеет размеры 8х5 pix. Есть один существенный плюс – это 25 строк на странице. Смотрится шикарно, но читать почти невозможно. Шрифт 12 думаю будет самое то. Максимальная высота 10 pix. На дисплее можно отобразить 15 строк по 28 символов.

Какие мог буквы я перенес из английского алфавита (я понимаю, что похожие разноязычные буквы отличаются, как например «К» и «K»). Дальше просто пытался рисовать, но буквы оказывались кривыми и нечитаемыми. Решил воспользоваться программой «GLCD Font Creator». Дело пошло быстрее.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.5. «GLCD Font Creator» шрифт «Comic Sans MS»

Программа позволяет сконвертировать шрифт в нужное количество точек. Так как для соседних строк нужен отступ библиотека работает с 12 пикселями высоты (12 шрифт). Многие буквы подрезались, некоторые стали нечитаемы, но исправить это куда проще, чем рисовать с нуля. В какой-то момент я еще вспомнил что букв в два раза больше, чем ожидалось (заглавные и строчные). Программа позволяет выгрузить шрифт в массив, но мне он не подошел по структуре. Писать преобразование одного массива в другой я был не готов морально. Пришлось преобразовать все в калькуляторе – то еще занятие. При корректировке нужно не забывать оставлять не менее 1 пикселя справа/слева, чтобы буквы не слипались в тексте. В коде буква выглядит примерно так:

// @ 'ф' (7 pixels wide)
0x00, //
0x00, //
0x38, // ###
0x10, // #
0x7C, // #####
0x92, // # # #
0x92, // # # #
0x7C, // #####
0x10, // #
0x38, // ###
0x00, //
0x00, //

Не скажу, что все буквы идеальны, но вполне читаемы. Если кому-то понадобится библиотека, могу поделиться. После того, как все буквы готовы пробуем вывести на новый дисплей.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.6. Кириллица на 1,54” дюйма 200х200 pix

Это самый первый вариант, и я его дорабатывал. Для чего вообще я рисовал заглавные твердый и мягкий знаки? Хотя … оказывается есть, например, слово «Ьмх» — это название советского локомотива. Ну и, конечно, можно будет почитать книги на болгарском языке, там есть слова, начинающиеся на «Ъ».

Используя скетч «ESP32_SPIFFS_test» я научился на SPIFlash класть текстовый файл книги. Когда я в первый раз вывел текст, я был огорчен. Как и следовало ожидать, все слова «рвались» на границе экрана. Пока я не сделал нормального форматирования текста пришлось воспользоваться online сервисом.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.7. Форматирование текста по 28 символов в строке

Помимо переносов по словам, тут есть выравнивание текста по ширине. Результат превосходен! Но и тут появилась новая проблема. Для переноса текста используется символы «CR»«LF». Мой недокод умеет искать только «\n» = «LF». Пришлось находу вычислять offset «CR» и заменять его на пробел, в противном случае на каждой строке справа появлялся символ в виде мусора. Это костыль, но рабочий.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.8. Первый вывод текста книги 16 строк

Тут еще некоторые буквы кривые и слипаются. Также в тексте много ошибок в виде пропущенных букв и лишних пробелов в середине слова. Мне нравится читать электронную книгу, у меня для этого есть полноценная версия, но вот ошибки в тексте раздражают.

Ниже функция вывода страницы текста из файла на экран. Строго не судите – пишу код как могу.

void DrawPage(int page) {
if (!SPIFFS.begin(true)) {
Serial.println("An Error has occurred while mounting SPIFFS");
return;
}
if(EEPROM.read(3) == 0) {
file = SPIFFS.open("/book.txt", "r");
if (!file) {
Serial.println("Failed to open file for reading");
return;
}
char temp_qs[56];
while (file.available()) {
file.readBytesUntil('\n', temp_qs, sizeof(temp_qs));
Quantity_string++;
}
Quantity_page = (Quantity_string / 15);
if(Quantity_page > 255) {
EEPROM.write(2, Quantity_page/100);
EEPROM.write(3, Quantity_page%100);
} else {
EEPROM.write(2, 0);
EEPROM.write(3, Quantity_page);
}
EEPROM.commit();
file.close();
Serial.println(Quantity_page);
} else {
Quantity_page = (EEPROM.read(2)*100)+EEPROM.read(3);
Serial.println(Quantity_page);
}
file = SPIFFS.open("/book.txt", "r");
if (!file) {
Serial.println("Failed to open file for reading");
return;
}
if (Quantity_page == 0) {
paint.SetWidth(200);
paint.SetHeight(24);
paint.Clear(UNCOLORED);
paint.DrawStringAt(2, 2, utf8rus("Файл пустой...").c_str(), &Font12, COLORED);
epd.SetFrameMemoryPartial(paint.GetImage(), 50, 20, paint.GetWidth(), paint.GetHeight());
epd.DisplayPartFrame();
} else {
Serial.print("Page number:");
Serial.println(page);
Serial.println("File Content:");
for (int i = 0; i < page * 15; i++) {
int l = file.readBytesUntil('\n', one_string, sizeof(one_string));
}
paint.SetWidth(200);
paint.SetHeight(36);
//PAGE NUMBER
paint.Clear(UNCOLORED);
paint.DrawStringAt(2, 2, utf8rus(String(page_count + 1)).c_str(), &Font12, COLORED);
paint.DrawStringAt(30, 2, utf8rus("из").c_str(), &Font12, COLORED);
paint.DrawStringAt(52, 2, utf8rus(String(Quantity_page + 1)).c_str(), &Font12, COLORED);
paint.DrawRectangle(167, 5, 194, 15, COLORED);
paint.DrawStringAt(168, 5, "'''''", &Font8, COLORED);
epd.SetFrameMemoryPartial(paint.GetImage(), 2, 183, paint.GetWidth(), paint.GetHeight());
//PAGE
int k_line = 2;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
paint.Clear(UNCOLORED);
for (int s = 0; s < 3; s++) {
int l = file.readBytesUntil('\n', one_string, sizeof(one_string));
one_string[l] = 0;
//Serial.println(one_string);
paint.DrawStringAt(0, s * 12, utf8rus(one_string).c_str(), &Font12, COLORED);
}
epd.SetFrameMemoryPartial(paint.GetImage(), 2, k_line, paint.GetWidth(), paint.GetHeight());
k_line += 36;
}
file.close();
page_count++;
}
}


Тут идет чтение текстового файла из памяти ESP32. В переменную «page» я передаю номер страницы из (псевдо) EEPROM – это типа закладки. Для сдвига указателя в файле, сделан первый цикл for. Над этим еще нужно поработать.

Далее я решил формировать нижнюю строку для вывода количества прочитанных страниц из общего количества. Для отображения заряда аккумулятора у меня пока заглушка, нарисованная в 8 шрифте (чтобы не было пересечения при выводе) в рамке. То есть для вывода текста остается 15 строк. Следом формируется сама страница. Тут нужно отдельное пояснение.

int k_line = 2;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
paint.Clear(UNCOLORED);
for (int s = 0; s < 3; s++) {
int l = file.readBytesUntil('\n', one_string, sizeof(one_string));
one_string[l] = 0;
//Serial.println(one_string);
paint.DrawStringAt(0, s * 12, utf8rus(one_string).c_str(), &Font12, COLORED);
}
epd.SetFrameMemoryPartial(paint.GetImage(), 2, k_line, paint.GetWidth(), paint.GetHeight());
k_line += 36;
}
file.close();
page_count++;


Как я писал ранее – этот дисплей поддерживает частичное обновление фреймами. Максимальный размер фрейма в памяти 8192 pix. Заполнение одного фрейма занимает порядка 0,8 с. Сначала я сделал построчно и это занимало около 15 с. После некоторых расчетов стало понятно, что формировать можно по 3 строки за раз: 200х36=7200 (каждая строка 200х12). Тогда это займет порядка 5 с – это намного лучше (4 на текст и 1 на строку состояния). Поэтому внутренним циклом формируются три строки, а внешним вся страница. Здесь нет функции «epd.DisplayPartFrame()» (вывод на дисплей) не случайно. После включения книги пользователь видит последнюю читаемую страницу (ее я стартую в «void setup()»), а я тем временем готовлю следующую (над процессом чтения предыдущей страницы еще нужно подумать).

void loop()
{
if (((digitalRead(KEY_UP) == LOW) && (page_count <= Quantity_page + 2))) {
Quantity_page = (EEPROM.read(2)*100)+EEPROM.read(3);
//SAVE PAGE
Serial.println(page_count);
if(page_count > 255) {
EEPROM.write(0, page_count/100);
EEPROM.write(1, page_count%100);
} else {
EEPROM.write(0, 0);
EEPROM.write(1, page_count);
}
EEPROM.commit();
//LOAD PAGE
epd.DisplayPartFrame();
//PRELOAD NEXT PAGE
DrawPage(page_count);
delay(50);
//LIGHT SLEEP
esp_light_sleep_start();
}
}


В результате этого получается, что пока мы наслаждаемся лого загрузки и чтением первой страницы (5 с + 5 с) у меня готова следующая. По нажатию кнопки я моментально делаю вывод и начинаю формирование следующей, которая готова через ~5 с. Запись закладки в один и тот же адрес EEPROM ни к чему хорошему не приведет, но 10000 страниц я прочитаю. Вопрос в том, сколько страниц я успею прочитать на аккумуляторе 400 мАч. Без режима сна все-таки не обойтись, но это оказалось просто. Добавляем в конец «void setup()» и по нажатию кнопки функцию «esp_light_sleep_start()». Для пробуждения прописываем RTC_GPIO «esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_14, 0)». Итого: в момент «перелистывания» страницы потребление около 38 мА, дальше 5,0 мА. При выключении кнопкой мой мультиметр (UNI-T UT70A) показывает 0 в режиме измерения мкА (думаю, что врет).

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.9. Вывод 15 строк текста + служебная строка

На плате добавился еще один проводок для кнопки. Оказывается, не все пины на ESP32 можно задействовать как GPIO.

Пока я «писал код» в производстве была вторая итерация платы. Габариты получились 40х57мм.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.10. 3D модель платы v0.2

Я особо не старался уменьшить размеры, так как решающую роль тут играет аккумулятор и сам модуль ESP32. Также, чем меньше будут габариты, тем нелепее буде выглядеть толщина устройства (аккумулятор 5,8мм). Я широким жестом удалил индикационные светодиоды (осталась только индикация процесса/окончания зарядки), хотя место для них есть, а для отладки они бы пригодились.

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.11. Плата в сборе

Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Рис.12. Устройство в сборе

Из нереализованного:

  1. Переделать запись в EEPROM.

  2. Реализовать отправку книги по Wi-Fi.

  3. Сделать перелистывание страницы назад.

  4. Отслеживать и выводить заряд аккумулятора.

  5. Поддержка epub.

  6. Научиться писать код.


Не люблю использовать видео в статье, но тут без него не обойтись. Оно наиболее полно отображает работу устройства.

В целом поделкой я остался доволен. Практическое применение, конечно, минимально, но, как говориться, опыт бесценен, а также присутствует моральное удовлетворение. Думаю, я найду в себе силы прочитать пару книг на моем устройстве.

P. S.: Первая книга саги «Ведьмак» занимает 1654 страницы (24810 строк).

Чтение – к мудрости движение.
Спасибо за внимание и успехов!


Разработка самой маленькой в мире книги на e-ink дисплее Timeweb, Своими руками, Электроника, E-ink, Сборка, Гаджеты, Ведьмак, Техника, Дисплей, Самоделки, Видео, YouTube, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Хочешь стать автором (или уже состоявшийся автор) и есть, чем интересным поделиться в рамках наших блогов — пиши сюда.

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

Показать полностью 14 1

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет

Автор текста: Baron_Kir

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

8 июня исполнилось 69 лет со дня рождения человека, без которого интернет в виде привычной нам «всемирной паутины» мог бы и не родиться. Сегодня мы будем говорить про настоящего «живого классика» информационных технологий, про Тима Бернерса-Ли. Этот человек – настоящий фанат научного прогресса. Отдать то, что мы сейчас называем «интернетом», людям бесплатно — настоящий подвиг, ему не просто так был официально присвоен титул «Сэр». Как истинный рыцарь, он поднимал вопросы ответственности в сети. Вперёд, в историю «сети» и «паука», который её плёл.

Тим Бернерс Ли дал каждому из нас свободный доступ к невероятному количеству информации, он подарил нам свободный интернет. Автор текста также предоставляет возможность свободно выбирать — прочитать текст или послушать его в подкасте, который подготовил автор.


Наша история начинается не с появления на свет младенца, который изменит мир. Она начинается с 1952 года, когда на рождественской вечеринке британской фирмы Ferranti, которая занималась электроникой, встретились Мэри Ли Вудс и Конвэй Бернерс-Ли, два учёных-математика, два опытных практика в работе с первыми компьютерами. Через год они уже вместе работали над компьютером Ferranti Mark 1, в том же году они и поженились. Их ждало 63 года совместной жизни, множество научных открытий и практических достижений, а также статус «дедушка и бабушка интернета». Этот статус они вспоминали с гордостью, ведь в 1955 году родился Тимоти Джон Бернерс-Ли, всего у пары было четверо детей, но сегодня всё внимание посвящено первенцу. О его матери мы рассказали вам вчера, про отца — расскажем позже.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Мэри Ли и Конвей Бернерс-Ли в 1954 году, через год у них родится малыш по имени Тим

Тим Бернерс-Ли с детства тяготел к современным технологиям. Его «первая любовь» – поезда. У него была игрушечная модель железной дороги, но игры у сына двух математиков-программистов-инженеров были специфические. В школе Тим создавал для управления своими поездами отдельные электронные устройства, следил за развитием транзисторных технологий, которые на тот момент были передовыми, новаторскими.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Тим с мамой, кадр взят с CNN, но получить доступ к видео у автора не вышло.

Тима-подростка тянуло к фантастике, ярчайшие впечатления у него оставил рассказ Артура Кларка – ««Ф» — значит Франкенштейн» (Dial «F» for Frankenstein), в котором компьютеры были объединены в сеть, образуя настоящий живой человеческий мозг. На момент публикации рассказа Тиму было всего 10 лет, сама идея объединения компьютеров захватила его навсегда.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Автор текста советует прочитать достаточно подробное англоязычное интервью, где Тим рассказывает про своё детство, хотя обычно обходит этот вопрос стороной. К сожалению, русского перевода нет, а в рамках этой статьи нет возможности передать его содержание.


Увлекающая его электроника была дополнена физикой, которую Тим изучал в Королевским колледже Оксфордского университета. Он всегда очень тепло вспоминает свой университет, а главное – индивидуальную программу многих работающих там преподавателей.

В 1976 году, по окончании университета, начинается самостоятельный путь Тима. И он далеко не самый простой: первые два года товарища Бернерса-Ли ждёт работа инженером в телекоммуникационной компании (lessey Telecommunication Ltd) города Пул, Англия, он занимался разработкой программного обеспечения, системами распределения транзакций, ретрансляции сообщений. И штрихкодами. Тим позже вспоминал: у них была машина, сканер штрихкодов, с которым нужно было ездить по супермаркету, считывать штрихкоды товаров, а внизу под этой машиной был автомобильный аккумулятор. Сеть оперативно получала информацию о том, сколько у них товара и какой товар раскупается быстрее, и именно этот товар отправляла в конкретный магазин, минуя склад в самом магазине. Это была «компьютерная революция управления супермаркетом». Следующие два года он провёл в компании DG Nash Ltd, там он отвечал за создание многозадачной операционной системы.

В 1980 году Тим впервые работает на Европейскую организацию ядерных исследований (ЦЕРН) и там пишет программу INQUIRE, многие элементы которой появятся во всемирной паутине. В организации он работал всего полгода. Давайте сделаем небольшое отступление, ведь ЦЕРН станет ключевым местом в жизни Тима. Что такое ЦЕРН в 1980 году?

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

До этого фото – ещё 40 лет и невероятное количество работы.

Это огромная корпорация на 10 000 человек, у которых разные задачи, разное оборудование, которые пользуются разным программным обеспечением (настолько разным, что говорить о каком-то едином языке или стиле создания обеспечения не приходилось). Это не одно помещение и даже не один город! Это группа институтов, организаций и учреждений, которая обязана обмениваться информацией, и для этого у неё есть локальные сети, соединённые воедино. А самое главное – уровень подготовки и компьютерной грамотности у этих людей крайне высокий.

Из этих 10 000 сотрудников лишь около 3 000 постоянно работали на ЦЕРН, остальные же совмещали работу сразу в нескольких учреждениях. Кроме того, средний срок работы в учреждении составлял около двух лет. После чего человек уходил, и… терялась часть информации!

Задачу сохранения данной информации и пытался решить Бернерс-Ли, создав программу INQUIRE. Это, говоря очень грубо, своеобразная электронная картотека. В ней «карточки» с гиперссылками внутри. Гиперссылки устанавливали связи с другими карточками, где содержалась наиважнейшая информация.

Например:

  • Где используется этот модуль?

  • Кто написал этот код? Где он работает?

  • Какие документы существуют об этой концепции?

  • Какие лаборатории включены в этот проект?

  • Какие системы зависят от этого устройства?

  • В каких документах об этом говорится?


Максимально упрощая, задачи INQUIRE решала сродни современной Вики, т. е. систематизировала информацию и создавала связи между блоками. Изменение любого блока отражалось в каждой карточке. При этом любой учёный мог сам создавать такую карточку и устанавливать необходимые связи, создать полностью новую карту (без установления связей) было невозможно.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Звучит замечательно, правда? Особенно в 1980-м году. Однако, были у программы и существенные недостатки. Один из главных – вся информация находилась в рамках одной базы данных, доступа в другие базы данных, вне организации, у INQUIRE не было. Базу данных систематически требовалось обновлять. Этой системой пользовалось совсем небольшое количество учёных, а сам Тим не стремился её «рекламировать», продвигать или иным образом делать доступной всем.

Однако, напоминаю вам, уважаемые читатели, что контракт у Тима Бернерса-Ли был всего на 6 месяцев. Истёк контракт, и он покинул ЦЕРН, но, словно Карлсон, обещал вернуться, проработав три года в фирме Image Computer Systems Ltd, где его работа была связана с программным обеспечением для операционных систем реального времени.

В 1984 году нашего героя приглашают назад в ЦЕРН, и перед ним снова стоит задача систематизации и взаимодействия между различными элементами института, которую он уже пытался решать. Он снова активно включается в работу INQUIRE. Ключевая задача: программа должна стать многопользовательской и кроссплатформенной, получить доступ к внешним ссылкам. Порой можно встретить мнение, что Тим Бернерс-Ли создал гипертекст, но это не так. Он построил на его применении свою всемирную паутину, сделав его не просто популярным, а жизненно необходимым. Но мы вернёмся к первым шагам, которые Тим, уже будучи постоянным сотрудником ЦЕРНа делает по возвращении.

С 1984 года главной задачей Тима Бернерса-Ли стало решение проблемы с изменением информации в реальном времени. Осложнялась работа спецификой самого ЦЕРНа, люди, участвовавшие в разработке, приходили и уходили. Тим разработал для своей программы инструмент для создания распределительных систем (удалённый вызов процедур в реальном времени). Программа Inquire использовалась преимущественно для того, чтобы соединить все сведения о всех участниках проекта. Как потом вспоминал сам Тим:

«Я понял, что большая часть координации проекта сводилась к тому, чтобы поддерживать информацию в актуальном состоянии и держать всех в курсе изменений. В тоже время я понял, что значительную часть своего времени я потратил на то, чтобы выяснить подробные детали систем, которыми пользовались другие люди».

У Тима появилась вполне конкретная потребность: сделать вариант программы похожей на Inquire, но доступной каждому человеку. Идея была в масштабированной возможности совместной и независимой работы групп пользователей, которые получали бы автоматически обновляемую площадку для обмена материалами с гипертекстом. Вот так, в ответ на проблемы с одной программой, Тим придумал ключевую концепцию всемирной сети.

На дворе 1989 год. ЦЕРН закончил работы над большим электронно-позитронным коллайдером (LEP англ. Large Electron-Positron collider). Началась работа над Большим адронным коллайдером. Институт испытывал просто невероятную потребность в механизме быстрого, простого и «мобильного» общения.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Электромагнитный резонатор LEP, ныне являющийся экспонатом музея CERN

И вот тут Тим Бернерс-Ли предлагает свою концепцию «всемирной паутины», становится известным, знаменитым, мы получаем интернет и публикуем там фотографии котиков…

Но на практике всё было не так. Тим действительно предложил свою концепцию. Не просто идею, а именно полноценное предложение, у которого ещё не было названия. Это был проект, основанный на гипертексте, целый год Тим писал записки, заметки и предложения, но получал отказы. ЦЕРН отказался работать над проектом Тима Бернерса-Ли. Однако его непосредственный начальник, Майк Сендал, дал негласное добро на разработку этой концепции в рабочее время и на рабочем железе.

Акцент на железе сделан не просто так. В то время выпускался NeXT Computer (и его слегка улучшенная версия NeXTcube). Эти компьютеры физическим лицам продавались за 10 000 долларов, а университетам – за 6 500. С учётом того, что речь идёт про 1990 год, разница, мягко скажем, заметная.

Именно на второй модели, на NeXTcube, работал Тим в ЦЕРНе, и его начальник прямо сказал, что не будет возражать, если Тим купит этот компьютер в своё личное пользование уже у института.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Эти компьютеры были идеальны для зарождения всемирной сети. Они имели операционную систему NeXTSTEP. Особенности системы позволяли разработчикам W3 не тратить время на специфику написания символов на экране, метрики шрифтов, отображениях окон. Всё это уже было включено в «родную» операционку. Кроме того, среда программирования уже включала в себя редактор и ряд шрифтов, которые свободно можно было превращать в гипертекст. С момента начала акцентированной работы над «сетью» понадобился всего один месяц для создания прототипа работы браузера, и ещё через месяц заработал редактор. На рождество 1990 года то, что мы привыкли называть словом «интернет», уже существовало.

Сделаем ещё одно отступление. Вы же помните о том разнообразном опыте, который приобрёл Тим Бернерс-Ли за время работы в коммерции? И вот тут его опыт оказался крайне важен! Сам Тим вспоминал, что ЦЕРН не хотел покупать программное обеспечение! Сотрудники ЦЕРНа привыкли создавать ПО и модернизировать его, именно этим была вызвана проблема, которую долго пытался решить Тим. Но он сам имел большой опыт работы в индустрии создания ПО и прикладывал огромные усилия для того, чтобы заставить ЦЕРН покупать нужное ПО.

Однако, «свою войну» Тим успехом завершить не смог. Пришлось разрабатывать версии под NeXT, для ПК, для Мак, для ряда рабочих станций и терминалов. ЦЕРН просто не был готов давать деньги на покупку ПО или оборудования без крайней необходимости. «Всемирная паутина» была не первым проектом в своём роде, и остальные потерпели крах внутри самого ЦЕРНа.

Тим пошёл на техническую хитрость. Он создал для своего детища шлюзы к существующим системам. Сама технология шлюзов была прорывной, это зачаток привычного нам интернета. В том же 1990 году Тим создал Язык разметки гипертекста (HTML).

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Всё началось с телефонной книги ЦЕРНа, это была база данных, которая хранилась в устаревшем формате. Человек, который за неё отвечал, Бернд Поллерман, получил от руководства задачу сделать эти данные доступными всем. Тим и Бернд вместе создали первый сервер для хранения гипертекстовой версии данных.

Им помогала Никола Пеллоу, на тот момент студентка-стажёр, которая отвечала за клиентскую часть и разработала интерфейс для первого браузера, в частности занималась портированием браузера на другие платформы… За адаптацию для Macintosh отвечал Роберт Кайо. Роберту Кайо следует посвятить отдельный лонгрид. Тут же мы упомянем лишь то, что он предложит использовать систему гипертекста для документации ЦЕРНа ещё до знакомства с Тимом. Роберта по праву можно называть «сосоздателем» интернета, ведь они вдвоём с Тимом смогли сделать самое важное: оформить все необходимые документы на финансирование своего проекта!

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Слева направо: Роберт Кайо, Тим Бернерс-Ли и Никола Пеллоу, которая в русскоязычном интернете чаще встречается в мужском роде. 1993 год, ЦЕРН.

Всемирная паутина родилась! Но с момента рождения она находилась под угрозой смерти и спас её… Интернет!

Напоминаем вам, уважаемые читатели, что интернет на тот момент существовал уже более 20 лет. ARPANET, NSFNET, многие сотни куда более мелких сетей уже существовали. Уже разработан протокол IRC, существуют чаты. Вовсю работает Интернет (по FTP).

И вот туда, в группы новостей сети Usenet и alt.hypertext, была размещена информация о создании сервера, возможности доступа для пользователей NeXTStep. Тим вспоминал, что в тот момент пользователи Usenet были «яркими и странными», они обладали достаточно высокой компетенций и поддерживали интересный им материал. Проект всемирной сети начал получать существенное количество отзывов, нередко встречалась и критика, например WWW сравнивали с HyperCard (система, основанная на гипермедиа от Эппл). Но HyperCard проиграла войну за популярность, она была ограничена файлами локальных жёстких дисков пользователей, а всемирная сеть – нет. После публикации пошла серьёзная волна поддержки, моральной и интеллектуальной. Люди предоставляли Тиму исходные коды различных необходимых проектов. Как позже он напишет: «Люди Интернета создали Сеть».

В то же время началу практического использования интернета положила Луиза Аддис, библиотекарь Стенфордского линейного ускорителя (SLAC). Эта библиотека впервые создала сайт, основанный на идеях WWW, который существенно облегчил жизнь физикам, работающим над проектом, и предоставил им доступ к огромному количеству актуальной и важной информации. Следующим этапом была работа с библиотеками сообщества физики высоких энергий (HEP).

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Луиза Аддис, Джордж Крейн, Тони Джонсон, Пол Кунц и Джоан Уинтерс в феврале 2000 года.
Люди, которые ввели в библиотеке SLAC всемирную сеть.
Советую прочитать интересный текст про них, кликабельно.

Несмотря на откровенные успехи, как позже вспоминал Тим, их с Робертом подкалывали коллеги, ведь «всемирная паутина» практически не использовалась в самом ЦЕРНе, для которого и создавалась! Учёные не поняли и не приняли пользу сети поначалу. Она просто стала «одной из…».

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Основатель WWW Wizards Луиза Аддис (справа) с Джоан Уинтерс. (Национальная ускорительная лаборатория SLAC)

При этом нельзя сказать, что проекту ставили палки в колёса, скорее наоборот, требовалась версия под виндовс, мак. Просто ресурсов для портирования не выдавали. Тут спасали студенты-волонтёры. Никола Пеллоу ведь была не единственной. Команда студентов из Хельсинского технологического университета разрабатывала браузер под X Window под названием Erwise. Пэй-Юань Вэй, студент из Бёркли, на базе Unix создал интернет-браузер ViolaWWW на собственном языке программирования Viola. Том Брюс, создатель браузера Cello, адаптировал его под Microsoft Windows. В тот момент Майкрософт Виндовс пользовался особой популярностью в кругу юристов, и им тоже потребовался свой браузер, для распространения юридической информации. Ну а для Макинтоша писал уже известный вам Роберт Кайо.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Вот тут начался настоящий рост интернета! Уважаемые читатели, отсюда и далее мы соединяем понятие «интернет» и «всемирная паутина» и продолжим использовать только слово интернет.

Браузер ViolaWWW был очень тепло принят в ЦЕРНе и в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (NCSA). Студент Марк Андриссен (ныне этот студент – основатель фонда Andreessen Horowitz) и сотрудники Software Design Group решили сделать собственный браузер для X Window. Он получил название Mosaic. Особой фишкой этого браузера была активнейшая работа с отзывами и мгновенный выпуск патчей под проблемы. В 1993 году именно Mosaic уже был портирован на Майкрософт Виндовс и Макинтош, а потом в конкурентной борьбе выиграл гонку за статус «самого популярного браузера». Интернет на долгое время стал восприниматься именно через Mosaic. Интернет было уже не остановить!

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Марк Андриссен и Джим Кларк. Хорошая статья про создание Mosaic, кликабельно

Вы можете спросить меня, автор, нехороший ты человек, зачем ты нам рассказываешь историю первых браузеров вместо того, чтобы говорить про Тима Бернерса-Ли? Ответ простой. Главная заслуга Тима, интернет, «авторство» которого часто товарищу Тиму приписывают, легко мог «не выстрелить», остаться в качестве технического инструмента. Все люди, энтузиасты и студенты, которые добровольно и бесплатно помогали и создавали первые программы для зарождающегося интернета, тоже, пусть и лишь частично, могут считать себя создателями всемирной сети, и будет неплохо вспомнить о них в день рождения Тима Бернерса-Ли.

Однако вернёмся к Тиму. Интернет был создан. Он был создан свободным и открытом, но не только возможности он давал! Товарищ Бернерс-Ли ещё в 1993-1994 годах начал говорить об опасности интернета.

Например, вопросы анонимности. В 1994 году случилась одна забавная ситуация. В ЦЕРН пришло письмо с просьбой включить в список серверов новый сервер с информацией о крупном университете. Чуть позже – ещё одно письмо с… точно таким-же текстом! После длительной переписки оказалось, что только у одной из сторон есть официальное одобрение от университета, а у второй стороны – просто лучше сервер. В итоге добавили оба сервера, подписав их «University» и «University Underground». Проблема проверки информации была очевидна, и необходимость подтверждения статуса официальной информации не вызывала сомнений.

В том же 1994 году стояла серьёзная проблема по наполняемости интернета информацией. Тим отмечал, что есть страх перед обилием информации сети и трате времени на её поиск, параллельно читая (цитата) «много всякого мусора». Сам Тим приводил в пример, что конкретной информации в интернете может и не быть, например «карты битвы при Гастингсе…. Вы вряд ли там найдёте». Он подчёркивал, что интернет наполняют люди. Уже тогда были подчёркнуты и проблемы с информационной безопасностью и с конфиденциальностью.

Мне кажется очень любопытным дихотомическое восприятие интернета как механизма для объединения/разделения людей. Так, в 1994 году Тим Бернерс-Ли писал:

«Сеть может обеспечить равенство, предоставляя любому доступ к информации. Не столь важно, хорошо ли оснащена местная библиотека, или учится ли человек в городе, где есть университет: любой, у кого есть доступ к сети, в принципе, может найти любую информацию. Однако, интернет может как обеспечить равенство, так и разделить людей. Например, если у человек нет средств, чтобы оплатить доступ к интернету, или если уровень образования не позволит человеку пользоваться системой. Он может потерять доступ к актуальной информации в принципе».

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

С тех пор прошло ровно 30 лет, а воз и ныне там. Актуальность проблем никуда не ушла, Тим продолжал и продолжает над ней работать.

С 1994 года работает Консорциум Всемирной паутины, эта организация до сих пор прикладывает усилия, чтобы сеть оставалась единой на уровне стандартов, но при этом продолжала развиваться. С 2023 года организация стала некоммерческой.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Вик Каллаган приветствует доктора Тимоти Бернерса-Ли (и его родителей) 26 марта 1998 года. Вик в рубашке, Тим в костюме.

В 1999 году Тим выпускает книгу «Плетя паутину: итоги и будущее Всемирной паутины», где подробно рассказывает про историю интернета и чётко ставит проблемы ответственности, плагиата, мошенничества. Пишет и о роли государственных структур в современной сети, но, в то же время, продолжает отстаивать её свободный статус.

В 2004 году уже сотрудник Саутгемптонского университета, Тимоти Джон Бернерс-Ли получает из рук ныне покойной королевы Англии рыцарский титул, а уже через год он выпускает вторую книгу под названием «Пройдя семантическую паутину: полное раскрытие потенциала Всемирной паутины». Семантическая паутина – основная современная научная и практическая разработка Тима Бернерса-Ли. Это специфическая версия всемирной паутины, где данные можно будет обрабатывать при помощи специальных программ, т.е. любые приложения вне зависимости от платформы и языка программирования смогут получить доступ к содержанию текстов и их обработке.

С 2009 года Тим работает «на» или «с» правительством Великобритании, тут кому какое слово больше нравится, над публикацией открытых данных в интернете. В том же году он создаёт World Wide Web Foundation, некоммерческую организацию, которая стремится сделать интернет безопасным, в том числе и в вопросах политического влияния. Забегая чуть вперёд, в 2019 году организация смогла «продавить» программу под названием «контракт для интернета», направленную против фейков, политических манипуляций и прочего безобразия. Несмотря на то, что её подписали гиганты индустрии, на практике программа… не то, чтобы выполняет свои функции. В 2012 году при помощи британского правительства Тим создал Институт открытых данных, некоммерческую организацию, направленную на помощь инновационным разработкам, которая, как и ряд иных, созданных Тимом организаций, существует до сих пор.

В том же 2012 году Тим получил одну из лучших наград. Цитата из его первого сайта «Это для всех» была высвечена на зрительских местах церемонии открытия Олимпийских Игр в Лондоне, когда сам Тим, находился на газоне, работая за полной копией того самого компьютера, на котором начиналась создание современного нам интернета.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Сейчас Тим работает над проектом Solid (Social Linked Data), это проект направленный на децентрализацию сети и существенное повышение конфиденциальности пользователей. Проект работает с 2016 года, достиг определённых успехов, мы не станем подробно рассказывать о нём, есть хороший текст на Хабре, который сделает это за нас. Совсем недавно, 12 марта 2024 года Тим Бернерс-Ли написал предупреждающее письмо к 35-летию интернета, где снова говорил о проблемах концентрации власти и уходе от старого «духа» интернета. Как вы уже поняли, эти проблемы совершенно не новы. В рамках проекта Солид Тим предлагает их решить, но… Говорить о том, что он уже смог достигнуть успеха, рано, очень рано.

Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Нередко ставится вопрос о том, а нужен ли этот новый децентрализованный интернет. А если нужен, то зачем? И вот тут вспоминается ситуация, когда создавалась привычная нам всеми всемирная паутина. Когда уже имеющему статус и уважение Тиму говорили: «А зачем тебе это надо? Ведь уже работает то, что есть». Однако, история пошла по известному нам пути, и сейчас мы читаем этот текст в том интернете, который создал Тим, а сделать этот интернет популярным ему помогли многие десятки, а то и сотни людей. Сейчас он создаёт свой «новый» интернет, и, как это обычно бывает при рассказе про живущих ныне людей, мы не знаем, чем закончится его история. Но Тимоти Джон Бернерс-Ли, без всякого сомнения, при жизни вписал себя в цифровую историю человечества.

Список литературы по теме (весь список англоязычный):

Читайте также:


Тимоти Джон Бернерс-Ли – человек, который почти создал интернет Интернет, Web, Timeweb, Unix, Solid, Slack, Ретро, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Хочешь стать автором (или уже состоявшийся автор) и есть, чем интересным поделиться в рамках наших блогов — пиши сюда.

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

Показать полностью 18

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx)

Автор текста: smart_alex

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Эта статья посвящена разбору решений по запитке 3,3-вольтовых контроллеров (и их периферии) от литиевых аккумуляторов, напряжение которых меняется в процессе работы от 4,2 В до 3 В и даже ниже, в случае глубокого разряда.

Получить стабильные 3,3 В в этом случае не так-то просто и, кроме этого, задача питания подобной аппаратуры от аккумуляторов выдвигает множество специфических требований, удовлетворить которые тоже непростая задача.

Обо всём этом мы и поговорим далее (решение есть!).

❯ Постановка задачи


Для начала давайте определим требования, которым должно удовлетворять подобное решение. Требования довольно противоречивые, поэтому их трудно учесть в каком-то одном решении (но компании Texas Instruments, похоже, удалось это сделать).

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост


Стабильное напряжение 3,3 В при колебании входного от 4,2 до 3 В (и даже до 2,5 В). Основная сложность тут состоит в том, что входное напряжение может быть как больше, так и меньше выходного и типовые решения UP или DOWN конвертеров не подходят, нужен BUCK-BOOST конвертер.

Энергоэффективность. Поскольку речь идёт о питании от аккумулятора, то решение должно быть энергоэффективным, то есть КПД должен быть более 90% (допускается небольшая просадка в некоторых режимах).

Низкий ток покоя (холостого хода). Конвертер должен обеспечивать низкий ток собственного потребления при отсутствии нагрузки. На мой взгляд, приемлемыми можно считать значения до 50 мкА (судя по даташиту на серию TPS63xxx, инженеры TI тут со мной полностью согласны).

Приличная нагрузочная способность. Конвертер должен обеспечивать приличный ток нагрузки. Мои требования — максимальный ток до 300-400 мА, решения TI обеспечивают токи до 1-3 А.

Это основные требования, кроме них есть ещё множество специфических, наподобие уровня шумов в выходном сигнале, возможность отключения конвертера программным путём, индикация режимов работы и т. п.

❯ Сценарии работы


Меня лично интересуют два сценария работы подобной аппаратуры (у вас могут быть свои требования) и именно по отношению к этим двум сценариям я и буду рассматривать решения TI.

1. Микропотребляющая нода. Это может быть беспроводной датчик, который в основном режиме сна потребляет 5-10 мкА и периодически выходит в эфир, (очень) кратковременно поднимая потребление до 100 мА (например, ATmega328 + nRF24/LoRa). Для этого сценария определяющим является низкий ток покоя конвертера.

2. Функциональная нода. Это может быть модуль ESP8266/ESP32 с передачей данных по Wi-Fi и какими-то дополнительными функциями, или датчик/актуатор, периферия которого может потреблять значительный ток. Здесь на первый план выходит сочетание низкого тока покоя конвертера с его возможностью беспроблемно обеспечивать большой выходной ток в моменты активации периферии (или работы по Wi-Fi).

(Вообще, на этом принципе можно делать какие-то переносные девайсы, наподобие дозиметров или подобного, но эта тема меня пока не особо интересует.)

❯ Серия TPS63xxx


Вообще, существует множество вариантов решения этой проблемы от различных компаний, работающих на различных принципах: UP+DOWN, SEPIC, различные варианты BUCK-BOOST и т. д. В этом смысле серия TPS63xxx от Texas Instruments — это всего лишь один из доступных на рынке вариантов. Возможно не лучший, но после тестирования и практических экспериментов, искать что-то лучшее я не вижу особого смысла — всё, что мне надо там отлично работает.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

С практической точки зрения, можно купить сами чипы и развести под них специальные платы (для конечных устройств так и нужно сделать), но для экспериментов и DIY устройств можно сэкономить время и силы и воспользоваться готовыми модулями, которые уже давно разработали и продают наши китайские друзья.

(По принципу: если ты что-то изобрёл, не спеши радоваться — зайди на Али — китайцы это уже придумали, сделали и давно продают.)

На Алиэкспресс доступны модули на основе чипов TPS63000, TPS63020, TPS63030, TPS63070, TPS63802, которые китайцы именуют либо по названию чипа, либо с приставкой «XL»:

XL63000
XL63020
XL63030
XL63070
TPS63802


Это всё вариации на одну тему, с некоторыми различиями как в свойствах микросхем TI, так и в свойствах самих модулей (где-то отдельно выведены контакты включения/выключения чипа, изменения режимов работы, качества выходного напряжения и т. д., а где-то — нет).

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост


Пожалуй, из всего этого стройного ряда выделяется только вариант TPS63070 с входным напряжением до 16 В и напряжением старта 3 В — это может пригодиться в каких-то специфических случаях. Остальные отлично подходят для моих (наших) целей. Для моих уж точно — я не планирую нагружать аккумулятор более, чем на 300-400 мА, даже кратковременно, а ток покоя 50 мкА меня тоже, в принципе, устраивает.

Самым интересным тут выглядит вариант TPS63802 с его 11 мкА тока покоя — насколько грамотно это удалось воплотить китайцам в реальном модуле мы и посмотрим далее.

❯ Модуль TPS63802

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Вообще, все эти модули производят неоднозначное впечатление — они сделаны (как бы) в одном дизайне, но при этом имеют разные габариты и разный набор выведенных пинов. То ли разработчики склонны к экспериментированию, то ли эти модули делают разные компании и похожи они только внешне.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Сходу можно сказать, что в реализации модуля TPS63802 допущены как минимум пять косяков:

1. Несовместимость с макетными платами. Прочие модули XL63xxx нормально вставляются в макетные платы, а в TPS63802 приходится НЕ распаивать по одному пину на площадках (чтобы можно было вставить в макетную плату).

2. Отсутствует пин EN. В модуле TPS63802 не выведен пин EN управления его включением/выключением. Для меня это не проблема — я вообще не очень представляю сценарий, когда с контроллеру нужно совершать суицид и самому себе отрубать питание. Но кому-то это может понадобиться.

3. Дорожка EN под микросхемой. Если вы захотите самостоятельно управлять включением TPS63802, то просто так вам не удастся это сделать — придётся отпаять микросхему и уже под ней перерезать дорожку, замыкающую EN на VCC.

4. Светодиод индикации питания. Воистину, дизайн модуля делала ключница — на модуле с 11 мкА тока покоя залудить светодиод индикации питания (!). Это нужно быть совсем «не алё» и похоже, что разработчик вообще был не очень в курсе, что он разрабатывает.

5. Резистор 3К на землю. Светодиода китайскому затейнику показалось мало и он добавил ещё резистор 3К на землю, который постоянно сливает энергию аккумулятора.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Оригинал или подделка?

Всё это неприятные, но несущественные недостатки — при помощи паяльника и прямых рук решаются за несколько минут. За исключением перемычки под микросхемой — чтобы провернуть такую операцию, — нужно иметь хорошую квалификацию в пайке, острый взгляд, твёрдую руку и стальные нервы (смайл). Благо мне лично пин управления включением не нужен.

Итак, удаляем светодиод и резистор (можно выпаять, а можно и выломать — кому как удобнее), замыкаем перемычку PS (Power Saving, те самые вожделенные 11 мкА без нагрузки) и приступаем к практическому тестированию. Теория теорией, но кто знает что там китайские товарищи напаяли?

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

❯ Ток покоя (холостого хода, без нагрузки)


С током покоя всё просто: замеряем выходное напряжение без нагрузки, которое ожидаемо оказывается 3,32 В и потребляемый модулем ток, который оказывается 35 мкА (по тестеру UNI-T UT61E+). Это конечно не 11 мкА микросхемы TPS63802 из даташита, но довольно неплохо и более чем приемлемо для наших (моих) целей.

Почему 35, а не 11 мкА? Скорее всего лишнюю утечку дают дополнительные элементы на плате, плюс возможна какая-то погрешность при измерении моим тестером (интересно, а сам чип оригинальный?). Но в целом можно сказать, что этот тест модуль прошёл успешно — 35 мкА это не феноменальный, но более, чем приемлемый результат.

❯ Нагрузочный тест


Теперь посмотрим как модуль справляется со своей основной задачей — поддержанием стабильного выходного напряжения при различных нагрузках и с какой эффективностью он это делает.

Сделаем замеры и построим графики зависимости выходного напряжения и эффективности преобразования в зависимости от тока нагрузки. Тестировать я буду на наиболее востребованном и наиболее интересном мне диапазоне токов от 0 до 0,5 A.

А сами серии тестов проведём для (наиболее актуальных и информативных с точки зрения работы с литиевыми аккумуляторами) диапазонов 4,2/3,6/3,0 вольт входного напряжения.

Нагружаем модуль и проводим замеры входных и выходных напряжений и токов и вычисляем реальную эффективность преобразования.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

По численному представлению информации трудно понять как ведёт себя модуль. Для наглядности сведём все эти данные и построим график зависимости выходного напряжения модуля TPS63802 от нагрузки при различных уровнях входного напряжения (характерных для литиевых аккумуляторов).

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост


Из этого графика можно сделать вывод, что модулю вообще без разницы какое напряжение у него на входе — графики линий для 4,2/3,6/3,0 В практически слились в одну. Причём для 4,2 и 3,6 В модуль работает как понижающий, а для 3,0 — как повышающий. Это хорошо, но хуже то, что линия имеет явный наклон и пересекает «психологическую» черту в 3,0 В где-то в районе 500 мА нагрузки и уходит в «маргинальную» область напряжений менее 3 В.

Кстати, TI по какой-то причине не указывает в своих даташитах на серию TPS63xxx графики зависимости выходного напряжения от выходных токов, одни из самых важных, на мой взгляд (стесняется?).

Единственный подобный график от производителя, который мне удалось раскопать — это график для модели TPS63031 и он существенно отличается от полученного мной в реальности.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Чего стесняется TI и почему угол наклона в реальности значительно больше «теоретического» я сказать не могу — возможно дело в методике измерений и используемых инструментах, возможно дело в схемотехнике модуля TPS63802, а возможно в модуле стоит китайский клон TPS63802. И совсем крамольная мысль: поскольку в официальном даташите на TPS63802 нет этого графика — то может он такой кривой и должен быть? (смайл)

Но в любом случае, поскольку лично меня интересуют интервалы от нуля до 400 мА нагрузки при выходном напряжении от 3,3 до 3,0 вольт, то лично меня этот модуль устраивает, а тем, кому нужно больше, можно поглубже покопать эту тему (и сообщить нам о результатах своих изысканий).

Эффективность

Ок, теперь переходим к анализу энергоэффективности модуля TPS63802. Для начала график от производителя, видимо полученный на рефренсном дизайне платы, с рефренсной обвязкой чипа TPS63802, измеренный на рефренсной измерительной аппаратуре инженером TI высшей квалификации.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

График из даташита — одно загляденье, но в реальности я наблюдаю несколько иную картину: с ростом нагрузки эффективность падает, но в заветном диапазоне 0-300 мА всё ещё «телепается» в районе более-менее приличных 80%. Причём тут уже видно расслоение графиков в зависимости от входного напряжения — чем ниже входное напряжение тем «труднее» модулю работать и тем меньшую эффективность он демонстрирует.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Аберрации и аномалии в районе нуля — это следствие погрешности измерений. Кстати, в процессе работы с модулем TPS63802 я заметил ещё одну его неприятную особенность: он демонстрирует своего рода «нереентерабельность» — в зависимости от внешних воздействий может впадать в некие устойчивые состояния, которые не нормализуются без полного его обесточивания и ожидания разрядки подключённых ёмкостей — это может сыграть злую шутку, например, когда выходной ток кратковременно превысит допустимый предел, а после этого модуль уже не восстановит нормальную работу. Этот момент нужно учитывать при проектировании устройств на модуле TPS63802 (а возможно и на чипе TPS63802).

❯ Уровень шумов


Уровень шумов в выходном напряжении — это тоже важный параметр, поэтому проведём замеры его в разных режимах работы модуля. Без нагрузки модуль выдаёт шумы в виде пилы амплитудой около 40 мВ. Не сказать, что мало, но и не сказать, что уж очень много.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

При добавлении выходного электролитического конденсатора положение значительно улучшается и основная масса шумов укладывается в 20 мВ (с небольшими всплесками до 30 мВ).

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Под нагрузкой пульсации возрастают аж до 90 мВ, что явно многовато (хотя на практике, я протестировал, — контроллеры работают с таким питанием без проблем).

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Добавление электролитического конденсатора на выход модуля снижает уровень шумов до более-менее приемлемых 40 мВ (если при уровне шумов 90 мВ всё работает нормально, то при 40 мВ уж подавно проблем не будет).

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Из этого можно сделать вывод, что и по этому параметру модуль TPS63802 проходит тест, рекомендуется только добавить конденсатор на его выход.

❯ Итого


Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что модуль TPS63802, несмотря на некоторые недостатки, вполне подходит для создания энергоэффективных устройств на микроконтроллерах, работающих от литиевых аккумуляторов. Это могут быть беспроводные датчики, устройства на ESP8266/ESP32, а также различные носимые девайсы, наподобие дозиметров и прочего подобного.

Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Мне лично модуль понравился — он (легко и просто) закрывает целый пласт проблем по питанию от литиевых аккумуляторов. Но совершенство недостижимо и если вы знаете лучшие решения — делитесь ими в комментах — это всем будет полезно.


Эффективная запитка от литиевых аккумуляторов (серия TI TPS63xxx) Электроника, Arduino, Гаджеты, Timeweb, Питание, Конвертер, Преобразование, Техника, Литий-ионные аккумуляторы, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

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

Показать полностью 19

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc

Автор текста: TilekSamiev

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Сегодня смартфон как технология практически уничтожил целые классы гаджетов: от «мыльниц» до MP3-плееров, GPS-карт и даже фонариков. Но, возможно, ни один вид гаджетов от этого не пострадал настолько, как карманный персональный компьютер, который доминировал в конце 90-х и начале 2000-х годов. КПК в свое время задавал тренд, перейдя от простого управления личной информацией к играм, обмену сообщениями, музыке и фотографиям, пока его не сделало устаревшим появление смартфона.

Как и смартфоны, КПК предлагали набор приложений, многие из которых работали под управлением Palm OS. В 2000 году компания Palm стоила больше, чем Apple, Amazon, Google и Nvidia вместе взятые. Было продано более 30 миллионов единиц серии PalmPilot, а рыночная капитализация компании взлетела до 58 миллиардов долларов. Казалось, Palm готова возглавить мобильную революцию.

Проследить историю компании Palm с её перипетиями сложно даже по стандартам Кремниевой долины. Она была образована в 80-е годы как небольшая фирма в индустрии портативных компьютеров, но была приобретена другой крупной компанией, которая затем продала себя. После этого Palm была разделена на две части, обе части вышли на биржу, затем воссоединились и Palm снова распродалась. По пути организация потеряла свою первоначальную команду, но затем вернула только для того, чтобы снова попрощаться с ней. А потом Palm фактически прекратила свое существование в 2018 году, когда её ненадолго возродили.

Но где именно компания оступилась?

❯ Начало чего-то маленького


В 80-е годы учёные-компьютерщики начали задумываться о том, как будут выглядеть мобильные вычислительные технологии. Тогда были Psion и HP Jaguar, работавшие под DOS, но они больше были мини-ноутбуками с крошечными клавиатурами. В то время портативные компьютеры в первую очередь означали либо тяжёлые переносные рабочие станции, либо уникальный класс карманных компьютеров с небольшими экранами, памятью и клавиатурой, похожих на калькуляторы.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Psion

На такие устройства был большой спрос со стороны корпоративных и государственных заказчиков, которым требовался доступ к базам данных на ходу. Для того времени ноутбук был слишком громоздким, чтобы использовать его на открытом воздухе, вдали от офиса или дома.

Джефф Хокинс, идейный вдохновитель компании GRiD Systems, основанной в 1979 году, был пионером концепции портативных ноутбуков и сред объектно-ориентированного программирования. Хокинс разработал теории о том, как мозг распознает текст. Он развил эти идеи в своем первом перьевом компьютере PalmPrint. В то время распознавание рукописного ввода было ещё более сложной задачей, но система PalmPrint Хокинса упростила задачу, просто сопоставляя каракули с символами, вместо того, чтобы пытаться распознать целые слова.

PalmPrint затем стал GridPen, ядром GriDPad 1900 1989 года, первым коммерчески успешным планшетным компьютером. Используя резистивный 10-дюймовый чёрно-белый ЖК-дисплей в качестве экрана и поверхности для письма, он работал под управлением MS-DOS на маломощном процессоре Intel 80C86 с тактовой частотой 10 МГц и весил около двух килограммов (4,5 фунта), продаваясь по рекомендуемой розничной цене 2500 долларов.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

GridPad

GRiD быстро стал лидером рынка планшетных устройств, отчасти благодаря PalmPrint, а отчасти благодаря простой в использовании среде разработки. Но Хокинс считал, что он мог бы добиться большего. Он хотел создать систему, в которой сам экран станет устройством ввода, заменив клавиатуру ручками и стилусами. При этом Хокинс считал своё собственное творение слишком громоздким и дорогим. Опрос существующих корпоративных клиентов GriDPad о портативном компьютере, который они бы использовали лично, дал единодушный результат: устройство должно быть намного легче, меньше и быстрее.

Хокинс задумал создать персонального цифрового помощника и в 1992 году основал компанию Palm Computing. Он со своими коллегами Эдом Коллиганом и Донной Дубински приступили к работе над новым программным обеспечением для распознавания символов. В 1995 году Palm Computing была близка к выпуску революционного устройства. У них было около 3 миллионов долларов для релиза. Они создали устройство с меньшим количеством кнопок и с бо́льшим размером экрана, чем у других устройств. Лучшая технология рукописного ввода на рынке была в их распоряжении. Но во время исследований и разработок у компании закончились деньги, из-за чего они не смогли вывести устройство на рынок. Но создатели знали, что попали в цель.

Хотя внешний интерфейс Palm OS 1.0 представлял собой новый и уникальный интерфейс, лежащая в её основе операционная система изначально была готовой. В 1978 году канадская инжиниринговая компания KADAK разработала ядро операционной системы реального времени для мини-компьютеров, управляющих нефте- и газопроводами. К началу 1980-х годов её операционная система реального времени под названием AMX стала кроссплатформенной и вышла на новые рынки.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Промышленность тогда уже планировала создание вычислительного устройства с перьевым вводом. Компания US Robotics выкупила Palm Computing за 44 миллиона долларов, а затем они объединились с ещё одной компанией, 3Com, созданной Бобом Меткалфом, который был разработчиком Ethernet. Компания US Robotics рассчитывала на то, что Ethernet станет следующим хитом. И они были правы. Они также сделали ставку на устройства с перьевым вводом. И снова оказались правы!

В 1996 году компания US Robotics выпустила Palm Pilot 1000 со 128 КБ ОЗУ и Palm Pilot 5000 с 518 КБ ОЗУ. Это были первые устройства, которые действительно достигли цели. Люди стали одержимы ими. Их можно было подключать к компьютеру для синхронизации заметок, контактов и календарей. Сейчас это кажется такой мелочью, но тогда это было революционно. Устройства имели мгновенный успех. Все, кто занимался компьютерными технологиями, поняли, что грядёт новый технологический бум. Чуть позже HP, Sony, Ericsson, Sharp, NEC, Casio, Compaq и Philips станут выпускать карманные компьютеры. Но Palm был самым главным разработчиком.

❯ Американские горки десятилетия


В 1998 году трое основателей Palm Computing создали новую компанию по производству аналогичного устройства под названием Handspring, которое было очень похоже на устройства Palm. А Palm Computing превратился в Palm, Inc.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Хокинс, Кллиган и Дубински

К концу 1998 года 3500 программистов создавали приложения для Palm OS. Спрос на продукцию Palm продолжал расти, и они начали внедряться в ряде новых отраслей, таких как финансовый сектор и сектор здравоохранения. Однако Microsoft, выпустившая годом ранее свою платформу Windows CE для мобильных компьютеров, активизировала борьбу. Устройства под управлением Windows CE были доступны от ряда производителей, таких как Casio Computer Co., Hewlett-Packard Co. и Compaq Computer Corp.

Несмотря на присутствие Microsoft на рынке, Palm продолжала преуспевать, в 1999 году выпустив новые продукты, такие как Palm IIIx, Palm V, Palm VII, Palm IIIe, Palm Vx и Palm IIIe Special Edition. Palm VII был примечателен тем, что позволял пользователям подключаться к Интернету по беспроводной сети через службу Palm.net.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

В 2000 году доходы компании Palm, Inc. достигли примерно 1,1 миллиарда долларов. Они вышли из 3Com и провели IPO в марте 2000 года, став независимой компанией, акции которой стали котироваться на фондовой бирже NASDAQ.

К концу 2001 года число разработчиков Palm OS достигло 140 000, что принесло доход в 1,6 миллиарда долларов. Компания имела глобальный охват, продавая продукцию более чем в 35 странах. Согласно анализу рынка и прогнозу International Data Corp, проведённому в июле 2001 года, Palm контролировала 55,9% мирового рынка КПК. Её доля на мировом рынке портативных операционных систем составила 71,8%.

Компания Handspring выпустила Treo в 2002 году. Treo был, по сути, смартфоном. Он мог отправлять электронную почту, SMS, голосовые вызовы. Со временем в него добавили камеру, GPS, MP3 и Wi-Fi. К середине 2000-х годов выручка Handspring и цена акций резко упали.

В июне 2003 года Palm, Inc. объявила о покупке конкурирующей компании Handspring в рамках обмена акциями (на сумму 240 миллионов долларов на момент закрытия сделки в октябре). В октябре 2003 года Palm, Inc. выделила PalmSource, своё подразделение программного обеспечения, а первоначальная компания, сохранившая за собой операции с оборудованием, была переименована в PalmOne, Inc.

PalmOne лидировала на традиционном рынке КПК с долей 40%, в то время как Handspring стала нишевым игроком на развивающемся рынке «смартфонов». PalmOne была снова переименована в Palm, Inc. в июле 2005 года после того, как приобрела оставшиеся права на использование названия Palm за 30 миллионов долларов.

Весной 2005 года компания Palm представила линейку Life Drive с четырех-гигабайтными жёсткими дисками. Это была первая попытка компании создать более крупную и всеобъёмлющую систему управления мобильными устройствами, отвечающую всем пользовательским требованиям. Если говорить об этом сейчас, с его контактами, календарем, музыкой, изображениями, видео, приложениями, 4 ГБ жесткого диска Microdrive, Bluetooth и Wi-Fi, а также всем программным обеспечением из Palm OS, это не слишком отличается от современного смартфона. У него даже мог экран переключаться между портретным и альбомным режимами. Проблема заключалась в том, что всё это делало его очень большим и дорогим по тем временам устройством. Производство прекратилось менее чем через два года после начала цикла, незадолго до того, как другим пришла в голову аналогичная, но более совершенная идея.

В сентябре компания анонсировала новую линейку устройств Treo (ранее разработанных Handspring и предлагаемых под брендом PalmOne) с операционной системой Microsoft, чтобы помочь предотвратить конкуренцию со стороны Blackberry. К сожалению, как и Life Drive, этот продукт был снят с производства всего за четыре года. Та же участь постигла первые и единственные ноутбуки Palm: Foleo, Centro, Pre и Pixi.

Теперь, когда все части компании снова собрались вместе, они начали планировать новую ОС, о которой объявили в 2009 году. webOS должна была стать огромной. И они анонсировали Palm Pre, следующий смартфон-убийцу.

Единственная проблема заключалась в том, что iPhone появился в 2007 году. А Android был выпущен в 2008 году. У Palm была правильная идея, но они опоздали и проиграли технологическую гонку Apple и Google.

❯ Последний звонок


Когда начали появляться смартфоны с сенсорными экранами и доступом в Интернет, Palm изо всех сил старалась не отставать. Но зависимость компании от физических кнопок и её медлительность в освоении новых технологий привели к сокращению доли рынка.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

В 2009 году Palm была приобретена Hewlett-Packard за 1,2 миллиарда долларов. Под брендом HP компания прекращает выпуск Palm. Компьютерный гигант заявил, что намерен выпускать телефоны, планшеты, ПК и другие продукты на базе WebOS. Попытки HP возродить бренд Palm не увенчались успехом, и в 2010 году компания Palm закрылась.

Под новым руководством организация снова была разделена на части: WebOS так и не стала популярной, PRe 3 так и не вышла в продажу, а сенсорные панели фактически не принесли никакой пользы, что в конечном итоге закончилось увольнением генерального директора HP. Исходный код WebOS стал открытым, а оставшиеся активы были проданы LG Electronics для использования в телевизорах Smart TV.

В 2018 году новый стартап, поддерживаемый TCL, купил бренд Palm для крошечного устройства на базе Android, предназначенного для использования во время тренировок. И это был последний раз, когда мы слышали об этом бренде.

Сегодняшний неуклюжий корпоративный труп Palm продает даже не смартфоны, а только наушники и небольшое «дополнительное устройство» на базе Android. Точно так же, как Интернет убил DVD и другие видеоносители, смартфон убил КПК и множество интересных гаджетов вместе с ним, а также саму душу компании, которая, возможно, сделала больше всех для продвижения портативных компьютеров. И какое бы устройство ни заменило смартфон в будущем, это навряд ли будет КПК.

По иронии судьбы, крупнейший конкурент Palm, BlackBerry, пошел по той же нисходящей спирали. Компания начала рушиться в 2013 году из-за 40-процентного падения продаж, в результате чего её акции упали почти на 17%. BlackBerry уволила 4500 сотрудников и зафиксировала списание запасов почти на 960 миллионов долларов за второй финансовый квартал того же года. Однако, в отличие от Palm, у них не было никаких шансов на финальный рывок. 4 января 2022 года некогда знаменитая служба обмена сообщениями BlackBerry полностью прекратила свое существование.

❯ Ценный урок


Любой портативный компьютер должен иметь явные преимущества перед бумажными ежедневниками. Пользовательский интерфейс должен быть безупречным. Если пользователю приходилось перемещаться по нескольким диалоговым окнам, покупка КПК не стоила своих денег. Простым критерием эффективности или неэффективности является подсчёт количества нажатий кнопок для создания встречи или добавления записи в адресную книгу. Для этого требуется, чтобы все наиболее часто используемые функции были легко доступны, а не были скрыты за меню или диалоговыми окнами. Эта концепция простоты использования ускользнула от многих ранних КПК.

Palm стала пионером на рынке КПК, но не смогла адаптироваться к новым технологиям, таким как сенсорные экраны и доступ в Интернет, что привело к её падению. История Palm — это мощный урок для представителей технологической отрасли. Важно не только выдвигать революционные идеи, но и эволюционно развиваться. В мире технологий вы хороши настолько, насколько хорошо ваше последнее обновление.

Соучредитель Palm Донна Дубински однажды пошутила в 2000 году: «Через пять лет Apple будет продавать только фрукты». Это оказалось совершенно неточным, поскольку через 7 лет Apple представила iPhone, который произвел революцию в мобильной индустрии.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Пальма vs Яблоко

Крах компании Palm и взлёт Apple с iPhone действительно очень поучительны. Nokia в свое время тоже разработала аналогичные продукты. Но то, что сделал Стив Джобс, было исключительным, потому что он установил очень высокую планку для своей внутренней команды для чтого, чтобы сделать лучший пользовательский интерфейс. На это ушло более 5 лет.

Во-первых, все началось с простого требования: никакой клавиатуры и стилуса. Это вывело разработку сенсорного интерфейса на уровень, который никто не считал возможным. Это превратило всё устройство в экран. Никто не думал, что это убьёт клавиатуру Blackberry.

Во-вторых, компания использовала iPod и музыкальный магазин. Больше никто не мог вести переговоры с музыкальными лейблами и изменить порядок отбора и продажи музыки.

В-третьих, Стиву Джобсу потребовалось изменить каналы распространения сотовых телефонов, убедив AT&T изменить то, как пользователи будут покупать услуги сотовой связи.

В-четвертых, магазин приложений Apple создал мощный сетевой эффект разработчиков Apple, повышающий ценность устройства и одновременно позволяющий конечным пользователям настраивать свои iPhone.

В истории Palm каждое деловое решение, принятое после первого крупного успеха, было слишком незначительным и слишком запоздалым. Они заключили с Sprint эксклюзивную сделку на продажу Pre и Pixi и продолжили её, когда продаж не было. Palm не разрешал разработчикам создавать приложения для WebOS или эквиваленты iPod touch. Palm никогда не продвигала Pre таким образом, чтобы это имело значение, в то время как устройства iPhone, BlackBerry и Android рекламировалась из каждого утюга. Судя по тому, как обстояли дела, даже их инвесторы начали публично громить компанию.

Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Palm Pilot был первым успешным портативным устройством. Это дало многим возможность подумать о большем. iPod появился в 2001 году в океане портативных MP3-устройств. И со временем он приобретёт некоторые черты Palm.

Основатели Palm изобрели то, что людям действительно понравилось. На некоторое время. И у них было правильное видение новаторской вещи. Они просто не смогли идти в ногу с ростом популярности iPhone и Android, которым сейчас принадлежит практически весь рынок.

Эта история не только о рисках недооценки конкуренции; это более широкий урок о важности адаптивности в секторе, где сегодняшний пионер может быстро стать поучительной историей завтрашнего дня.


Поучительная история технической одиссеи компании Palm, Inc Познавательно, Гаджеты, Техника, Timeweb, Кпк, Palm Os, iPhone, Blackberry, Android, Смартфон, Mp3, Мобильные телефоны, Изобретения, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

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

Показать полностью 9

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс

Автор текста: Baron_Kir

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Порой путь человека может быть предопределён. Завтра исполняется 69 лет Тиму Бернерсу-Ли, создателю всемирной паутины, о жизни которого мы завтра вам расскажем подробно. Великие люди порой затмевают своих предков, так случилось и сейчас: мало кто знает родителей человека, создавшего WWW.

Но как вам создание одной из первых программ для диагностики ошибок в железе и ПО первого коммерческого компьютера? Первая в мире женщина-фрилансер в 1955 году с четырьмя детьми? Человек, который в середине ХХ века смог добиться равных условий труда и равной оплаты для программистов? Женщина, которая считает, что самое классное в программировании – это машинный код! Это всё мать Тима, Мэри Ли Бернерс-Ли (Вудс). Сейчас мы познакомимся с ней поближе!

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Мэри Ли и маленький Тим Бернерс-Ли

Сегодня вы будете читать историю жизни «бабушки интернета», которая очень любила прогресс. Технический прогресс даёт вам возможность читать этот текст самому, или послушать его в подкасте, который для вас подготовил автор.

❯ Семья и учёба Мэри Ли


Мэри Ли родилась в учительской семье в 1924 году. Её мать с рождением ребёнка преподавать перестала, а отец продолжил. Он занимался с теми детьми, успехи и способности которых были невысоки. Мэри пошла в одну из первых школ с совместным обучением мальчиков и девочек. Сама Мэри любопытно отзывалась о своём месте обучения:«Школа не отличалась академичностью, но занималась воспитанием хороших граждан; там не было побоев палками, задержаний и прочих дисциплинирующих моментов. А в школе брата была и травля, и удары палками, и другие подобные вещи».

Будущая учёная начала делать карьеру по прямому совету родителей. Её родители и познакомились на собрании в защиту прав женщин. В рамках этих собраний не только говорилось о политических правах женщин, но и о том, что должна быть альтернатива замужеству для жизни. Такой альтернативой стала работа и высокая квалификация. Так Мэри Ли начала свой путь к программированию с класса с сильным математическим уклоном, который не так давно стал доступен для девочек. Затем последовало обучение в университете, которое пришлось на время Второй Мировой войны, и эвакуация из Бирмингема в небольшой городок Лидни.«Депрессивный, но красивый», – так описывала его Мэри. Там она продолжила учиться, причём жили студенты в домах простых граждан, даже не в интернате, его не было.

После возвращения в Бирмингем выяснилось, что здание, где проходили занятия, подверглось бомбардировке, было разрушено крыло здания. В институте не хватало преподавателей: все ушли на фронт. За два года у Мэри сменилось 5 учителей математики, что сильно сказалось на обучении. В возрасте около 20 лет лишь благодаря стипендии она смогла уехать в Манчестер и заняться там инженерной подготовкой за свой счёт. Стипендия составляла 75 фунтов в год, чего хватало, со слов Мэри, на безбедную жизнь. Для примера, у её коллег (еврейских беженцев) было всего 22 фунта в год.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Мэри Ли Вудс, в студенчестве

В 1944 году Мэри как талантливую выпускницу направили в центр авиационных исследований, но там она остаться не смогла. Её брат, лётчик, совсем недавно погиб на войне. Мэри вернулась ближе к дому, она тяжело переживала смерть брата и хотела быть ближе к своей семье. До 1947 года она продолжила изучать математику в институте и увлеклась астрономией, которая привела её в… Австралию!

❯ Австралия, астрономия и дискриминация


Для этого всего-то потребовалось прочитать статью в научном издании астрономического общества, написать статью её директору, доктору из Канберры, который оценил уровень подготовки молодого математика и выдал Мэри стипендию на обучение в обсерватории Канберры. На корабле для иммигрантов с контрактом на два года Мэри направилась изучать астрономию. Астрономом ей стать было не суждено.

Почему? Сексизм, господа. Ей дали «очень интересную работу» осуществлять классификацию звёзд по величине и радиусу. Простая техническая работа, которая не требует вообще никакого творчества. А досталась она Мэри по одной причине: мужчине, который занимался этой работой, просто не хватало терпения её вести. Но узнала Мэри об этом позже, уже когда покинула работу. Всего она провела в Австралии три года, сохранив воспоминания о прекрасном месте отдыха, катании на лошадях, красивых видах и совершенно неинтересной работе.

Удивительный путь в программисты


После возвращения домой Мэри впервые познакомилась с компьютером, просто найдя объявление: «Требуются математики для работы на цифровом компьютере». До этого никакого опыта работы с компьютерами у неё не было, она их даже не видела и пользовалась только механическим калькулятором Brunsvigas, который умел работать с перфокартами.

Что делает айтишник, когда чего-то не понимает? Идёт курить мануалы. Именно этим и занялась Мэри, она пошла в библиотеку читать, что же такое компьютер и… подала заявление на работу!

Сама Мэри так описывала своё собеседование: «Я пошла на собеседование; и, поскольку я кое-что знала о компьютерах, я могла задавать умные вопросы. Это должно было на треть увеличить мою первоначальную зарплату». Так она устроилась в фирму «Ферранти», где ей предстояло работать с первым коммерческим компьютером «Ferranti Mark 1».

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Можно подумать, что Мэри, говоря современным языком «ушла в айти» за большими деньгами, но это не совсем так. На тот момент работа в компьютерной фирме не была особо прибыльной, местные жители предпочитали близлежащие фабрики хлопкопрядильной промышленности. А «Ферранти» в том районе делали радиоприёмники, где девушки на конвейерах монотонно паяли компоненты. Но Мэри наняли не паяльщицей, а в команду программистов.

Причём в компании была просто шикарная система обучения. Мэри вспоминала: «Нам показывали основы, некоторые базовые вещи, а потом – ну, ты сам разбираешься. У коллег спрашиваешь. Советуешься. Тебе поставили задачу, а ты её выполняй, всё очень просто. Не справляешься – свободен». Любопытно, но никаких гендерных различий в этой сфере не было, что мужчины, что женщины получали одинаковую «вводную», только мужчинам больше платили. Об этом мы расскажем чуть позже.

❯ Совсем (не)пыльная работа


Задачей Мэри было программирование в машинном коде. Она занималась решением систем уравнений. Огромного их количества. Задачи выполнялись для авиации: расчет напряжений вдоль крыльев и ряд похожих сложных и однообразных вычислений. А самое главное — очень многочисленных вычислений.

Код писался на тридцати двух символьной системе. Для этого нужно было выучить наизусть таблицу соответствия между 32 цифрами базы чисел, их числовым эквивалентом и их эквивалентом в двоичной системе счисления.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Та самая таблица, которую нужно было знать наизусть и уметь использовать.

Инструкции вводились в компьютер с перфолент, результат обработки также выводился на них. Программа формировалась пятисимвольными буквенно-цифровыми значениями, которые пробивались в двоичном коде на перфолентах.

Отдельную проблему создавала оперативная память. Она была реализована через трубки Уильямса–Килберна и вмещала двадцатибитное слово. Второе слово в память уже не помещалось и переходило во вторичную память, магнитный барабан. Любая настройка программ вызывала большие сложности в том числе и из-за того, что машина была одна и время пользования было сильно ограниченным. В то время существовала шутка, связанная с IBM: у руководителя висел плакат с надписью «ДУМАЙ!», а у работников фирмы «Ферранти» тоже висел плакат «Думай, но не здесь!»

Одной из важных задач, которые ставились перед Мэри, была попытка создания одной из первых диагностических программ. Эта программа должна была выполняться с невероятной экономией памяти. Запустить две программы одновременно было физически нельзя, компьютеры этого просто не умели. Поэтому сначала запускалась программа для теста, и потом она, как ведущая, запускала тестируемую программу.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Компьютер Ferranti Mark 1

В фирме были достаточно напряжённые отношения между инженерами и программистами. Опять же, всё сводилось к тому, что пользоваться компьютером мог лишь один человек. Естественно, время за техникой было чётко разделено, и люди даже спали рядом с компьютером. Мэри рассказывала, что приносили с собой раскладушки и спали непосредственно в зале, ожидая своего времени работы. Вас разбудили, вы бахнули кофе и айда работать!

Программисты постоянно конфликтовали с инженерами, вся трубка (оперативная память) могла оказаться заполненной единицами, машина работать дальше не будет. А у этого было две почти равнозначные причины: или программист накосячил, или машина опять сломалась. Извечный спор: кто виноват и что делать…

❯ Кто должен бороться с дискриминацией?


Когда появился компьютер Mark 1* – надёжность существенно увеличилась, и фирма начала заниматься продажей компьютеров, в первую очередь, в сферу авиастроения. Мэри разработала программу для инвертирования матрицы 40 на 40 и должна была ехать в Италию для демонстрации работы этой программы, но не смогла, на тот момент она уже была беременна, но тут мы чуть забегаем вперёд.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Женщина вяжет за компьютером «Ferranti Mark I». Cнимок рекламный, женщина, скорее всего, – модель. Снимок иллюстрирует надёжность компьютера.

Незадолго до существенного роста фирмы, ещё даже до знакомства со своим будущим мужем, Мэри подняла самый настоящий бунт! Внутри фирмы она начала борьбу за права женщин и успешно в ней одержала победу. Во время работы оказалось, что мужчинам платят больше. На тот момент обсуждение заработка считалось категорически неприличным. После того как разная зарплата стала известна, Мэри обратилась напрямую к руководству фирмы. Ей сделать это было легче, в тот момент она снимала квартиру вместе с помощником руководителя по подбору персонала, у нее был прямой выход на начальство.

Бунт удался. В 1951–1952 годах, когда происходили описываемые события, фирма «Ферранти» установила равные зарплаты для молодых сотрудников вне зависимости от их пола. По мере роста мастерства и продвижения по службе они стали получать равные прибавки, выполняя одинаковую работу.

Однако, был у войны и второй эпизод. Когда «Ферранти» построила новый компьютер для университета, основную работу на нём выполняли университетские сотрудники, а фирма оставила за собой время с полуночи до восьми утра. Под влиянием одного конкретного персонажа мужского пола (который остался неназванным) отдел кадров принял гениальное решение: не допускать женщин на работу с полуночи до 8 утра. Пришлось повторно бунтовать и убирать эту «заботу».

❯ Любовь, семья, работа и фрилансерство


В 1952 году Мэри познакомилась со своим будущим мужем, причём знакомили их аж трижды, но сначала это были мимолётные рабочие встречи, и лишь когда их в третий раз познакомили, уже на праздничном ужине, они вдруг поняли, что раньше встречались. Мэри вспоминала забавную историю, когда она всю ночь работала за компьютером, а будущий муж звонил по телефону, но Мэри слышала всё, что он говорит, несмотря на работающие рядом очень громкие телетайпы. Позже был торжественный ужин, на котором их «познакомили», скоротечный роман, свадьба в 1954 и рождение Тима Бернерса-Ли в 1955 году.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Мэри Ли и Конвей Бернерс-Ли в 1954 году.

С рождением ребёнка (а потом ещё трёх штук) работать на фирме стало сложно, и Мэри придумала… удалённое программирование, фриланс, если хотите. Она могла, находясь у себя дома написать программу под конкретную задачу, а потом протестировать её уже в готовом виде. И такие заказы она активно получала.

Мэри была достаточно известна в своё время в весьма немногочисленной среде программистов, кроме того, её муж, Конвей, оставался на работе и мог помогать с заказчиками. В то время женщин-программистов и так было немного, а чтобы они ещё и на дому работали – вообще уникальная ситуация.

Мэри вспоминала, что ей очень хотелось на работу, она любила свою работу, но никогда не сомневалась, что сделала правильный выбор и стала мамой четверых детей. Она потом вспоминала, что семейное счастье и дети в самом прямом смысле ломают карьеру. Позже была создана F International – британская компания, которую основала другая женщина-программист Стефани Ширли. Эта копания работала именно с женщинами-программистами-фрилансерами. Это была первая подобная компания, и её, в широком смысле слова, политическое влияние имело не меньшее значением, нежели экономическое. Фирма активно привлекала внимание прессы к проблеме работы женщин-программистов. История этой фирмы, по хорошему, стоит отдельного текста.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Стефани Ширли, 1985

Однако для Бернерс-Ли работа в этой фирме не совсем подходила, у Мэри были свои заказчики, например, к ней обращалось Лондонское транспортное управление. Задача Мэри состояла в том, чтобы уменьшить задержки движения общественного транспорта. Группа специалистов рассчитывала, какие условия могут создавать автобусные пробки, а Мэри переводила это всё в работающую программу. Работ было множество, например, запуск метеозондов в военном городе, где нужно было быть крайне аккуратной с округлениями. Параллельно происходила компьютерная революция. Сначала для выполнения задачи Мэри пришлось выучить Mercury, потом Algol, сильно позже – Fortran, уже после возвращения на постоянную работу. Никакие лавры не позволяли отставать от прогресса.

Мэри работа «из дома», если это можно так назвать, до момента, пока младшему, четвёртом ребёнку в семье, не исполнилось 8 лет. Если вспомнить скорость развития информационных технологий, а также помнить, что дети Мэри родились не одновременно, то пропустила она просто невероятный для сферы программирования срок – 16 лет (!!). Вернуться в постоянно изменяющуюся сферу – почти фантастика. Но увлечённый человек может многое.

❯ Возвращение на работу и новый статус


После огромного перерыва Мэри вновь выходит на постоянную работу, но не в айти, а в школу. Не просто в школу, а в специализированную женскую гимназию. Это был серьёзный вызов для Мэри Ли. Она вспоминала: «Я обнаружила, что преподаю математику четырнадцатилетнему ребёнку, который не знает, как складывать числа до десяти, а я не знала, как его научить этому за те 40 минут, которые есть». Кроме того, сама Мэри очень медленно читала и её стиль работы в целом можно назвать «медленным». Преподавала она недолго, поняв, что это «не её» деятельность, несмотря на серьёзные знания математики. При этом, Мэри не «занимала чьё-то место», как может предположить современный читатель. Позже она вспомнит: «Одной из причин, почему я согласилась работать, было полное отсутствие у школы альтернатив. Лучше уж я, чем никого». Мэри часто советовалась со своим мужем и старшим сыном Тимом, получавшим на тот момент передовые знания в области математики, с которыми не была знакома сама Мэри Ли.

И вот тут она вернулась в программирование, научившись использовать фортран. Мэри стала работать в фирме, которая специализируется на PERT (Program Evaluation and Review Technique), методе оценивания и анализа проектов, которые используются при управлении огромными сложными проектами и оптимизации этих систем.

Во время работы Мэри отметила удивительную для себя вещь: молодёжь программирует намного быстрее, чем она, и никто не пишет инструкции и руководства. Её коллеги этого просто не умели, за это взялась сама Мэри.

Позже она со смехом вспоминала: «Теперь я знаю, почему все инструкции такие плохие». Мэри на собственном опыте столкнулась с тем, что писать их – сложный процесс. Просто собрать объём информации и комментариев совершенно недостаточно. После того как она проводила всю работу, делала инструкцию понятной и доступной… Менялась сама программа! Программа существенно меняется чертовски быстро. Да и написание инструкций требовало очень серьёзного анализа – что такое «очевидно»? что такое «все понятно»? Чему уделить много времени? Проработав несколько лет, Мэри поняла, что больше не вытягивает тот уровень и… просто ушла на пенсию в 1987 году в возрасте 62 лет, причём вместе со своим мужем, которому исполнилось 65.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Мэри Ли Бернерс-Ли на одном из последних интервью.

На пенсию Мэри отправила не только усталость от работы, от погони за современными технологиями, но и состояние здоровья. От постоянного стресса у неё стал ухудшаться слух, и она выбрала его сохранение вместо трудовой занятости. Проблемы со слухом на пенсии закончились. В одном из интервью Мэри вспоминала, что на пенсии хорошо. Можно спокойно работать по дому, пользоваться помощью людей, вообще не нервничать. При этом Мэри всегда поддерживали в её рабочих делах муж и семья. Она позже вспомнит, что именно семья помогла ей вернуться в программирование.

❯ Что самое главное в жизни?


У Мэри редко брали интервью, а когда брали, спрашивали в основном про старшего сына Тима Бернерса-Ли и интернет. При этом хоть сама Мэри и называет себя в шутку «бабушкой интернета», но не превозносит заслуги своего старшего сына.

Говоря о своих детях, она весело замечает, что почти всех направила на работу с компьютером: «Пит и Хелен тоже по работе связаны с информационными технологиями. Вся семья – отец, мать, трое детей – занимаются информационными технологиями, лишь один, самый младший, Майк – бунтарь, не пошёл по отеческим стопам!» Младший сын тоже ушёл в науку, он является одним из ведущих исследователей проблемы «углеродного следа». В настоящее время (2020-е гг.) Майк вместе с Тимом изучают влияние ИКТ на климат.

«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Мэри Ли Вудс и Конвей Бернерс-Ли в 2013 году.

На вопрос «Что в работе за компьютером кажется вам наиболее приятным?» Мэри отвечала: «Программирование на машинном коде, я не получала столько удовольствия от другой работы. Это очень весело, было столько возможностей, хоть это и отнимало чудовищно много времени. Это аккуратно и, в прямом смысле слова, красиво». Вполне вероятно, что и молодость, и хорошая компания повлияли на такие убеждения. Однако они проявились в детях. Мэри с самого детства максимально поощряла тягу к открытию нового и изобретательству у своих детей, что даёт им возможность на протяжении всей жизни оставаться в тонусе и следить за современными технологиями. Иногда она корила себя, что сама упустила прогресс в своё время, предприняла попытку его догнать и до конца не смогла. Возраст берёт своё, учиться становится сложнее…

Мэри Ли Вудс покинет этот мир на шестьдесят третьем году счастливого брака, в возрасте девяносто трёх лет, прожив яркую и насыщенную, а главное, с её собственных слов, счастливую жизнь. Мэри была, в некотором роде, идеалистом, идеалистом был и её муж, о котором стоит рассказывать отдельно. И вместе эти два человека, математики и программисты, что прошли путь от первых программ до современной повальной компьютеризации, воспитали четверых детей. К сожалению, помним мы их преимущественно из-за того, что их первенец, Тимоти Бернерс-Ли, создал интернет (который он на самом деле не создавал) и дал нам возможность познакомиться со своей замечательной матерью, пусть и заочно.


«Бабушка интернета» – Мэри Ли (Бернерс-Ли) Вудс Познавательно, IT, Интернет, Программирование, Электроника, Программист, Timeweb, Программа, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

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

Показать полностью 11

Первый открытый GSM-телефон

Автор текста: MaFrance351

Приветствую всех!

Последние годы довольно часто обсуждаются проекты open-source телефонов. В основном это всякие смартфоны на Linux, иногда припоминают и всякую экзотику типа OpenMoko. Но есть одна проблема — baseband, процессор модема, который непосредственно отвечает за всё его взаимодействие с сетями. Эти чипы исполняют проприетарный код, исходники которого распространяются под строгими NDA и недоступны практически никому.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Как насчёт того, чтобы создать открытый GSM-телефон? Именно об этом мы сегодня и поговорим, а заодно и попробуем запустить такой экземпляр.

Итак, в сегодняшней статье поговорим о том, насколько реально простому пользователю получить GSM-телефон, прошивка модема в котором работает без блобов. Попутно выясним, как это сделать и что из этого получится. Традиционно будет много интересного.

❯ Суть такова


У всех на слуху такие девайсы как PinePhone или Fairphone. Это довольно интересные устройства, но сегодня речь пойдёт не о них. Если у упомянутых телефонов основной упор сделан на операционную систему, ремонтопригодность и тому подобные параметры, то проект, который мы рассмотрим сейчас, касается радиочастотной части: модема, DSP и взаимодействия с сотовой сетью на низком уровне. Во всех ранее представленных экземплярах используется уже готовый модуль модема, тогда как тут всё практически полностью открыто, а прошивка собирается из исходников и лишена блобов.

Сразу предупреждаю: то, что есть сейчас — всего лишь концепт, до полноценного использования девайса как телефона ещё далеко. Тем не менее, это хороший пример того, как при помощи доступного даже простому школьнику железа получить открытый (ну почти) GSM-телефон.

❯ TI Calypso


Давным-давно, где-то в самом начале двухтысячных, в Texas Instruments придумали чипсет Calypso.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Он предназначался для построения на нём бюджетных кнопочных телефонов и использовался целым рядом компаний, в частности, Motorola, Sony Ericsson и Siemens.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

На самом деле практически никто не занимался разработкой и производством телефонов, все эти задачи были отданы на откуп тайваньской Compal, у которой просто закупали огромными партиями дешёвые ODM-трубки. Таких телефонов, использующих данный чипсет, по факту было ещё больше, чем может показаться. И, казалось бы, девайсы не были примечательны что для пользователей, что для энтузиастов, если бы не один примечательный факт. В 2008 году на сайте cryptome.org была выложена слитая документация на данный чипсет. Это вызвало поистине небывалый интерес в узких кругах, позже с использованием этих наработок было создано немало интересных проектов, в том числе во всех смыслах легендарный OsmocomBB. Но сегодня речь пойдёт не о нём, а о прямо противоположном устройстве. Раз есть базовая станция с открытым ПО, то почему бы и не быть такому телефону? Именно о нём мы сейчас и поговорим.

❯ FreeCalypso


Именно благодаря упомянутой утечке был создан проект FreeCalypso — открытая альтернативная прошивка для телефонов на таком чипсете. Для её использования понадобится только телефон из числа совместимых (их мы затронем чуть позже) и шнурок для подключения подопытного к компьютеру.

Несмотря на то, что прошивка цифрового сигнального процессора (он же DSP) так и остаётся «чёрным ящиком», можно с уверенностью сказать, что FreeCalypso наиболее близок к идее открытого GSM-телефона. На момент написания статьи ближе находятся только решения с использованием SDR, но простым пользователям они практически недоступны ввиду крайне высокой цены таких приборов, тогда как старый телефон на опыты может себе позволить практически каждый.

❯ Обзор оборудования


Итак, для того, чтобы повторить у себя этот проект, понадобится всего-ничего: совместимый телефон, кабель для прошивки и компьютер с Linux.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

А вот и подопытный телефон. Это Motorola C139. Подойдут также C113, C115, C118, C155, но лично я с ними не пробовал. Под другие телефоны альтернативной прошивки нет.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Как и в C118, тут тоже есть сервисное меню, код для его входа такой же: **16379#. Тут можно включить трассировку, которую он будет отправлять в последовательный порт.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Интерфейс также очень похож на другие телефоны Motorola на чипсете TI Calypso. Ну а если достать C118, сомнения о том, что это телефоны из одной линейки, пропадают сразу же.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Для прошивки понадобится некий «T191 unlock cable», служащий для связи телефона с компьютером.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

На практике его можно заменить переходником на базе CP2102 (или любым другим, у которого есть поддержка уровней 3,3 В. Не используйте переходники с пятивольтовыми уровнями. Спалите телефон). Как его спаять, я уже описывал тут. Подключать его надо к ПК с Linux, виртуалка не подойдёт. Возможно, у вас дела будут обстоять иначе, но на практике я столкнулся с тем, что при подключении такой штуки к ВМ начинается периодический пропуск байтов.

❯ Чуть-чуть об устройстве GSM-телефона


Немного затронем то, из чего вообще состоят обычные телефоны.
Сейчас нас интересуют именно кнопочные экземпляры, причём именно «традиционные», без какой-то пользовательской ОС и прочих наворотов. В отличие от смартфонов и коммуникаторов, где основной процессор общается с внешним модемом, здесь что пользовательские функции, что взаимодействие с сетью выполняются одним и тем же процессором, в нашем случае это тот самый TI Calypso.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Вот структурная схема телефона на таком чипсете. TI Calypso имеет в своём составе тот самый необходимый для работы сети DSP, процессорное ядро (ARM7TDMI) и аппаратные контроллеры интерфейса. К нему подключается радиочастотная часть: чип трансивера, высокостабильный генератор (тот самый, погрешности которого нам тогда не хватало, чтобы поднять свою БС без приёма синхросигнала от другой), антенна, фильтр, смеситель и антенный переключатель. Последний позволяет использовать одну антенну для приёма и передачи. Поскольку в GSM используется временно́е разделение, между кадрами на приём и передачу есть определённая задержка (равная длительности трёх кадров), так что этот чип представляет собой не частотно-разделительный фильтр, как в аналоговых телефонах (AMPS, TACS, NMT), а просто коммутатор, подключающий антенну то к приёмнику, то к передатчику.

Эти аналоговые сигналы обрабатывает DSP, прошивка и описание которого не разглашается даже производителям телефонов (тем же компаниям, которые и продают трубки, либо тем, кто выпускает ODM-телефоны, закупаемые предыдущими брендами).

Другими компонентами baseband являются аппаратный шифратор (реализующий те самые алгоритмы A5/1 и A5/2), ПЗУ с прошивкой DSP, аудиокодек, а также различные контроллеры — UART, дисплея, клавиатуры, ISO7816 (для чтения SIM-карты) и прочей периферии.

Что же до телефонов с двумя симками, то тут есть два варианта. Первый ныне практически полностью ушёл в историю — там используется один модем, а симки подключаются к нему через обычный мультиплексор. Таким образом, единовременно может быть доступна в сети только одна карта. Такая схема использовалась в первых таких телефонах (обычно это были дешёвые китайские трубки). Второй вариант сложнее — по сути это два полноценных модема, размещённых в одном корпусе. Так устроены ну практически все современные телефоны, начиная от стареньких Samsung Duos и заканчивая нынешними смартфонами.

❯ Ставим софт


Переходим к опытам. Для загрузки альтернативной прошивки нужна сама прошивка под нужный нам телефон, а также софт для этого. Всё это можно скачать тут. Нас интересуют архивы c1xx-fcmag-latest.tar.bz2 и fc-host-tools-latest.tar.bz2. Первый содержит прошивку и сопутствующие файлы, второй — утилиты для её загрузки.

Если прошивка поставляется собранной вместе с исходниками, то софт необходимо компилировать самому. Для этого распаковываем архив в папку, заходим в неё и традиционным для линукса образом собираем софт:

make
sudo make install


После непродолжительной сборки (я пробовал на Linux Mint и на Lubuntu, проблем не возникло) всё нужное ПО будет готово.

❯ Сливаем прошивку


Перед началом прошивки необходимо сделать резервную копию Flash. Она нужна на случай, если придётся вернуться к изначальной прошивке или если в процессе загрузки новой что-то пойдёт не так.

Итак, заходим в папку loadtools и запускаем софт:

sudo ./fc-loadtool -h compal -c 1003 /dev/ttyUSB0


Само собой, порт нужно заменить на тот, который соответствует вашему переходнику. Если у вас не C139, то команду следует выполнить со следующими параметрами:

C11x/12x: fc-loadtool -h compal /dev/ttyXXX C139/140: fc-loadtool -h compal -c 1004 /dev/ttyXXX C155/156: fc-loadtool -h c155 /dev/ttyXXX

Если всё сделано верно, в консоли появится примерно следующее:

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Коротко жмякаем кнопку питания. Удерживать её не надо, это приведёт к обычной загрузке, что нам пока что не требуется. Также не стоит пытаться делать это с подключенным зарядником — в это время загрузчик не работает.

Если подключение успешно, отобразится консоль loadtool. Вводим следующую команду:

flash dump2bin backup.bin

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Начнётся копирование прошивки с телефона на ПК. Процесс этот ничуть не быстрый и занимает примерно десять минут.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

По окончании в папке с программой будет создан файл с штатной прошивкой телефона.

❯ Калибровка


Компоненты, использованные в радиочастотной части телефона, неидеальны, а ручная подгонка их номиналов привела бы к непомерному удорожанию телефона. Поэтому поступают проще: собранный телефон подключается к тестовому стенду, после чего полученные поправки и коэффициенты записываются на Flash.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Многие из вас наверняка видели этот маленький высокочастотный разъём на телефоне, а кто-то ошибочно полагал, что нужен он для подключения внешней антенны.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

На старых телефонах всё было именно так. Вот, например, такое подключение на Motorola M3688. На новых же трубках этот разъём служит исключительно для тестирования на заводе или в сервисе, никакие пользовательские аксессуары в него не втыкаются.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Более того, кустарные попытки что-то туда воткнуть, скорее всего, приведут к тому, что не самый распространённый в других областях разъём сломается и телефон перестанет ловить сеть.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Тестирование обычно происходит при помощи специальных (ориентированных именно на мобильные сети) анализаторов стоимостью как квартира в центре столицы нашей страны.

Так вот. После того, как нужные настройки радиочастотной части получены, их загружают в память телефона, где они лежат в одном из скрытых каталогов файловой системы. Если просто установить свою прошивку (а FreeCalypso затирает всю Flash), то эти данные будут утеряны и телефон превратится в электронный органайзер. Поэтому их надо оттуда извлечь. Для этого предназначена специальная утилита c1xx-calextr, лежащая в папке ./ffstools/caltools.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Выполняем следующую команду:

./c1xx-calextr -b rfbin backup.bin 0x3FC000


Здесь backup.bin — файл дампа Flash, 0x3FC000 — смещение. Оно определяется следующим образом. Если размер Flash равен двум МБ, то смещение равно 0x1FC000, если четырём, то 0x3FC000. Размер этот очень легко определить по самому файлу дампа — 2097152 байт для маленькой версии и 4194304 байт для большой. После выполнения команды создастся папка rfbin, содержащая в себе все необходимые файлы с параметрами.

❯ Аккумулятор


Теперь очередь контроллера питания. Для него тоже есть свои параметры, если их не задать, то телефон не будет заряжаться. В инструкциях FreeCalypso упоминается вот эта ссылка, но она нерабочая. В реальности нужные нам файлы лежат тут. Нам понадобится standard следующего содержания:

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Где-то может упоминаться вот такой файл. Не используйте его, с ним работать не будет.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Ну что же, можно перейти к самому важному этапу.

❯ Загрузчик


Теперь самый ответственный момент — перезапись загрузчика Motorola на тот, который будет запускать софт FreeCalypso.

Внимание! Неправильная перепрошивка загрузчика или нештатная ситуация в её процессе ведёт к окирпичиванию телефона. Если вы запорете эту область памяти, вернуть трубу к жизни сможет только программатор!
В случае использования C155 перепрошивать загрузчик не надо, описанные в этом разделе действия окирпичат телефон.


Перед началом данного предприятия заряжаем телефон «под завязку», затем подключаем его к компьютеру. Если аккумулятор дохлый, то запускаем от ЛБП, для верности. Симку, если она была вставлена, необходимо вытащить. Из архива с прошивкой извлекаем compal-flash-boot-for-fc.bin. После этого запускаем софт для прошивки, ранее описанным образом запускаем на телефоне загрузчик и выполняем следующую команду:

flash erase-program-boot compal-flash-boot-for-fc.bin

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Если всё было сделано правильно, загрузчик будет успешно записан.

❯ Освобождение «Калипсо»


Теперь, если загрузчик записан, можно приступать к самой прошивке. В архиве нас интересует папка build-c139-hybrid-ui-vo. В ней и находится интересующая нас прошивка. И тут есть один нюанс: в качестве «полноценного» телефона подойдёт только Motorola C139. Под другие телефоны прошивки тоже имеются, но они реализуют функционал голосового модема, а не полностью самостоятельного телефона. Это тоже необходимо учесть, если вы хотите использовать иной телефон.

Итак, идём в эту папку и закидываем содержимое туда, где у нас лежит софт для загрузки. Далее вводим команду:

exec flash-script

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Прошивка начинается со стирания памяти.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Далее произойдёт загрузка самой прошивки.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

И, после нескольких минут томительного ожидания, программа выдаст нечто вроде этого.

Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Затираем участок Flash, выделенный под системные файлы, для чего вводим команду:

flash erase 0x3C0000 0x30000


Первое число — смещение. Оно также отличается в зависимости от объёма памяти: 0x1C0000 для 2 МБ, 0x3C0000 для 4 МБ, 0x700000 для 8 МБ. Второе число — количество байт: 0x30000 для 2 и 4 МБ, 0xD0000 для 8 МБ.

С fc-loadtool по сути всё. Выходим, набрав exit....


ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ ↩ (без регистрации и СМС)

Материал получился достаточно объемным и все подробности, к сожалению, не влезли :(


Первый открытый GSM-телефон Гаджеты, Электроника, Timeweb, Gsm, Sony Ericsson, Siemens, Техника, Моторола, Телефон, Длиннопост

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

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

Показать полностью 25

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло

Автор текста: CyberexTech

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

Всем привет!

С недавнего времени в моём электро зоопарке появилось моноколесо Kugoo Kirin U4 (оно же KingSong KS18-XL). Откатав на нем около тысячи километров, я понял что без упоров мне не обойтись. На различных маркетплейсах достаточно предложений по данному вопросу, но моя инженерная сущность (ну и немного жаба) предложила повременить с покупкой упоров и изготовить их самостоятельно. А что из этого вышло, далее под катом.

❯ Исходные данные


По материалам и оборудованию у меня имелось следующее:

  • 3D принтер Flying Bear Ghost 5;

  • Филамент из термопластичного полиуретана (TPU) от FDplast.


Данный принтер я использую уже довольно давно, он является «рабочей лошадкой» в моих DIY проектах. После покупки принтера, я сразу перенес податчик филамента на экструдер и оптимизировал его для гибких филаментов, добавив вставки их тефлоновой трубки в промежутки, чтобы избежать зажевывания. Ниже фото модернизированного экструдера.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

TPU филамент у меня был в наличии, валялся в шкафу пару лет. Покупал для печати резиноподобных прокладок.

Характеристики TPU филамента

TPU пластик «Веном»

Диаметр, мм: 1.75
Вес нетто, г: 1000
Материал: Термопластичный полиуретан
Плотность: 1,25 г/см³
Темп. экструзии: 175-190 °С
Темп. стола: 50-70 °C
Скорость печати: 15-20 мм/с
Вес брутто: 1350 г
Производитель: Завод «ФДпласт», Россия

Дополнительные параметры:

Прилипание к столу: чистое стекло, БФ2, клей 3D
Адгезия: хорошая
Обдув: желателен
Постобработка: механическая и химическая обработка затруднена
Особенности: требуется доработка головки 3D принтера с целью устранения зазора между подающей шестерней и трубкой термобарьера. Предпочтителен директ экструдер
Твердость: очень низкая Шор А=75 ед
Морозостойкость и теплостойкость: -60+120 °С
Гигроскопичность: низкая
Контакт с пищевыми продуктами: нет
Химическая стойкость: стоек к большинству бытовых растворителей
Материал стоек к деформациям на растяжение и на сжатие

Преимущества:

Пластик flex для 3d принтера — сложный полиэфир, относящийся к пластичным полиуретанам и обладающий формой бесцветных гранул цилиндрической или линзовидной формы. Отличается высокой гибкостью, отсутствует запах в процессе печати, не поддается повторной переработке, используется при изготовлении обмотки для силового кабеля, используется в разработке дизайна подошвы обуви, для защитных аксессуаров смартфонов, в качестве декоративных накладок в салоне автомобиля. Идеально подходит для создания 3D-моделей архитектурных объектов, макетов человеческих органов. По своей структуре, он напоминает силикон, чем выгодно отличается от других, более жестких видов пластика.
Надежный, износоустойчивый, обладающий эластичностью и способный не разрушаться под воздействием низких температур, пластик может использоваться в агрессивной среде, связанной с воздействием щелочей, масла, жира или кислот.
Обладает высоким уровнем межслойной адгезии. Предельно стоек на разрыв, при деформации быстро восстанавливает первоначальную форму. Предлагаем купить пластик для 3d принтера от одного мотка, обеспечим своевременную доставку и дальнейшее сотрудничество на выгодных условиях.


Несмотря на то, что производитель рекомендует скорость печати 15-20 мм/с, в моем случае, скорость печати составляет 40 мм/с.

❯ Реверс инжиниринг


Реверс инжиниринг — какое приятное словосочетание, избавляющее тебя от моральных терзаний ). Теперь можно сказать, что не своровал, а обратно спроектировал. Давайте же и мы обратно спроектируем наши упоры с понравившейся картинки товара на Алиэкспресс, тем более, продавец нам любезно указал габаритные размеры.

Для 3D моделирования я использую FreeCAD — САПР общего назначения с открытым исходным кодом. Загрузим, в качестве эскиза, нашу картинку с Алиэкспресс во FreeCAD приведем к необходимому масштабу.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

И, буквально за десять минут, создадим трехмерную обратно среверсируем нашу модель упоров.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

❯ 3D печать


В качестве слайсера для 3D печати, я использую Cura — слайсер 3D-моделей с открытым исходным кодом для 3D-принтеров. TPU филамент очень капризный материал, поэтому, ещё при первом знакомстве с ним, опытным путем подобрал параметры профиля для работы с данным материалом.

В качестве базового, я использовал профиль для HIPS пластика со следующими корректировками:

Высота слоя: 0,4 мм
Скорость печати: 40 мм/с
Температура стола: 30 ℃
Температура сопла: 200 ℃
Обдув: 100%
Диаметр сопла: 0,4 мм


Так выглядит наша модель в Cura. Так как модель упоров не входит в габариты области печати моего принтера, поэтому пришлось разделить её на две части.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

Плотность заполнения при печати составляет 10%. Этот параметр влияет на упругость модели. В моем случае, предварительные тесты показали, что 10% заполнение соответствует моим критериям упругости упоров.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

Было напечатано четыре части упоров, время печати каждой части составило ± 8 часов. Ниже на фото представлен результат.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

Для склейки частей рекомендую использовать цианоакрилатный клей (суперклей), он отлично склеивает полиуретан. Для печати левого упора, не забудьте в Cura отзеркалить модели.

❯ Примерка и приклейка


После печати, я выполнил примерку правой части упора, чтобы проверить правильность модели и только после этого продолжил печать следующих частей.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

После завершения печати всех элементов, пришло время наклеить наши упоры на моноколесо. Для начала нужно наклеить двухсторонний скотч на наши упоры, дополнительно нанеся небольшое количество суперклея на поверхность упора (это необходимо сделать из-за особенности адгезии полиуретана). Двухсторонний скотч я использовал марки New Glaxy, но рекомендую использовать 3М. Затем нам нужно удалить стоковые подушки с моноколеса и приклеить наши новые упоры. Чтобы убедиться в правильности крепления упоров, пригласим инспектора по качеству.

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

Ниже картинка моноколеса после полевых испытаний:

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

Фото из поездки:

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост

❯ Итоги


Давайте подведем итоги. После печати и установки подушек на моноколесо, я отправился в тестовую поездку на расстояние более 50 км. С первых секунд поездки я ощутил значительное изменение комфорта в лучшую сторону и повышение отзывчивости моноколеса при управлении. Доволен ли я? Ещё как! Структура упоров имеет тактильно очень приятные ощущения, отсутствуют проскальзывания, очень хорошая фиксация ног. TPU пластик устойчив к механическим воздействиям и прочен на разрыв.

Теперь давайте поговорим о экономической целесообразности данной задумки и подсчитаем затраты:

  1. Филамент: ± 694 грамма (433 руб | $4,77).

  2. Электроэнергия: 32 часа печати (±0,96 кВт*ч | 4 руб | $0,044).

  3. Клей, скотч: ± 300 руб | $3,30.


Итого:737 руб|$8,11

При этом, минимальная стоимость упоров на маркетплейсах 4 000 руб или $44,04. Из этого можно сделать вывод, что данная затея экономически выгодна и стоит реализации.
Пожалуй, на этом можно и завершать статью. Спасибо всем, кто уделил своё время, надеюсь мой опыт будет кому-то полезен. Если у вас возникли вопросы, пожелания или хотите поделиться подобным опытом, то добро пожаловать в комментарии.

Бонусный контент: видео изготовления

❯ Ссылки к статье

Как я печатал упоры для моноколеса и что из этого вышло Гаджеты, Своими руками, 3D печать, 3D моделирование, Сборка, Техника, Самоделки, Timeweb, Видео, YouTube, Длиннопост
Показать полностью 11 4
Отличная работа, все прочитано!