Техническая база на переломе тысячелетий
Воспоминания с товарищами за рюмкой чая. На дворе стоял 2000 год. Старые времена плавно погружаются в Лету вместе с осколками предыдущей империи, по телевизору идут "Звёздный час" и "Сам себе режиссёр", я потихоньку разжёвываю кусочки от гранита науки. В те жутковатые годы купить что-то из деталей для создания чего-то электронного, для души, было не такой уж лёгкой задачей.
Пока вы читаете эту статью, я побуду там, на пороге перемены веков. Я покажу вам, что вокруг меня происходит, и проведу путём создания прототипа своего нового устройства. Текст поможет нам просочиться сквозь время, ну потом вы, уже в своём времени, в комментариях напишите своё мнение, или поспрашивайте, что не понятно, я, пока посижу я тут и поотвечаю на ваши комментарии.
Когда-то, в стране советов, страна поддерживала радиолюбителей, и тогда были и магазины радиодеталей, и кружки по интересам, и даже Дворцы Пионеров, где можно было что-то сделать или спросить совета. Сейчас же, когда кругом был полнейший разгром, от этого не осталось и следа. Дворцы Пионеров сдали в аренду торговцам джинсами и помидорами.
Это потом, в эпоху Интернета, технопарков, кода, написанного нейросетями и 3D-принтеров, всё для этого вы сможете найти в продаже, прямо не сходя с дивана. Хочешь — закажи печатную плату, а хочешь — выточку или выплавку детали под твои нужды, хоть с со своим выгравированным на них именем. Да хоть с доставкой прямо вам на диван. Вот только уже с одной разницей: почти всё, что вы захотите сделать сами, уже продаётся в магазине. Для этого не будет необходимости.
Проще всего какие-то детали можно было раздобыть, разобрав какое-то сломанное устройство, а также на радиорынках, например, на Митинском, Савёловском или Царицынском. Иногда что-то появлялось в магазинах электротоваров. Как-то я узнал, что в других странах есть целые магазины и торговые центры, в которых продаются товары для хобби под названием DIY. Меня тогда поразил большой контраст с нашей повседневностью, потому что найти все для своего устройства в одном месте вообще не было возможности, и магазинов "Сделай сам" (как и переводится DIY) у нас просто не существовало.
В то время у одного из нас только-только появился первый персональный компьютер. Это был Compaq Presario, моноблок с процессором SX486 и памятью, кажется, 8 мегабайт. Управлялся он ОС Windows 95. Windows 98 на нём подтормаживал.
В моноблоке были встроенные микрофон и динамики, CD-ROM, дисковод для дискет 1.44" и модем. Модем позволял устанавливать связь с Интернетом на скорости 33,6kbps. Очень удобно, когда в настольном компьютере есть всё нужное для работы и развлечений, но уже на то время он был устаревшим. Мне приходилось подолгу искать игры, которые на нём бы пошли. Игры тогда продавались с прилавков, покрытых картонками, на радиорынках. Их продавали, разумеется, как "лицензионные", а по факту, просто скопированные на болванки, крякнутые и с буклетом, напечатанным на принтере. Среди них, надо сказать, встречались и прекрасного качества типографские буклеты, аккуратно вложенные в компакт-диск. В них подробно, пошагово, рассказывалось, как правильно взломать игру прилагающимся на диске файлом.
Что касается подключения к Интернет, то в то время провайдеры продавали доступ во Всемирную Сеть по времени: например, один доллар в минуту. Похоже, что Интернета на всех не хватало, иначе как объяснить, что доступ к Сети был "по талонам" — провайдеры продавали карточки, по телефону, указанному на которых, надо было звонить со своего модема, а номинал был на них указан в долларах. На них под стираемым, как на лотерейных билетах, слоем, были написаны логин и пароль для доступа, который расходовался быстрее, чем сейчас остывает твой чай.
Анекдот про чай был придуман позже, уже при доступном проводном Интернете, поскольку по карточкам в Интернете столько просидеть было совершенно невероятно: Подключился, нашёл что-то, скопировал себе на диск, отключаешься и запускаешь программу или читаешь.
Как остудить горячий чай? Надо включить компьютер, залезть в интернет и бац! Чай остыл.
Ещё более точную информацию по ценам я помню из расклеенных повсюду объявления в 1997 году:
"Интернет по самой низкой цене: 1 цент в секунду!"
Ограничивающий фактор
Каждому, кто умел подключать светодиоды к источнику электричества, приходила в голову идея подключить что-то к компьютеру. Подключение чего-то к портам компьютера просилось уже несколько лет назад, когда я исследовал возможности программирования на Спектруме в Бейсике. Тогда любой компьютер, даже Спектрум или его наши аналоги "Нафаня" и т. д. были пределом мечтаний, и своего у меня не было, поэтому я брал его попользоваться у соседа. Программы в него загружались с простого магнитофона, и я пробовал подключать вместо него портативные плееры. Потом я проверял, можно ли загружать программы звуком через микрофон, подключал микрофон вместо магнитофона. Программы прекрасно загружались, и тогда я исследовал возможности загрузки программ с магнитофона друга по телефону.
Когда я разбирал свой Compaq, то видел, что все устройства в моноблоке были распаяны на материнской плате. Сама она вытаскивалась вместе с задней крышкой и, из-за ее уникальности, замену я бы ей найти ни за что не смог.
Прототип
Сейчас я вижу в качестве конструктора, который почему-то используется для создания прототипов самодвижущихся устройств чаще всего, Lego. Мне же кажется, что металлические конструкторы, наподобие тех, что были доступны Советском Союзе, с множеством деталек, крепящихся с помощью болтов и гаек, подходят для этого больше. Сравнительно недавно для Лего стали появляться подключаемые к собранным из него фигурам электронные компоненты, типа моторов, реостатов, редукторов и различных датчиков. Однако детали металлических конструкторов поставляются самых разных форм, поэтому к ним можно прикручивать обычные электронные компоненты и крепить теми же болтами прямо из набора, и тут ты уже не ограничен в своём творчестве тем, что тебе положили в коробку.
Поскольку я не особо в то время знал магазины электроники, я использовал детали, которые у меня оставались от разобранных сломанных электронных устройств, отданных родственниками за ненадобностью. Как-то на прилавке у продавца на Митинском радиорынке я увидел маленький мотор и из любопытства купил.
Поскольку для создания чего-то самодвижущегося мне нужно было два таких, а найти такой же у меня нигде не получалось, то я его покрутил в руках, повключал и отложил до лучших времён. В то время, в основном, в продаже у нас имелись только советские моторы, гораздо большего размена и за обе щёки пожирающие ваши батарейки любой формы и ёмкости, работающие довольно громко и постоянно ломающиеся:
И вот, на моё счастье, у кого-то сломался кассетный плеер, и я достал оттуда еще один мотор. Это уже прогресс! Я смогу создать что-то маленькое, что не займёт много места, будет ездить тихо и не будет потреблять слишком много энергии для своего движения.
Я хотел сделать что-то проходимое и на гусеницах. Напомню, что гусеницы для самодельной машины в то время купить было негде, и из чего их сделать, я так и не нашёл. В журнале "Юный Техник для умелых рук" была статья о том, как сделать самодельные гусеницы с помощью спичечных коробков и катушек от ниток, но я счёл этот способ слишком трудоёмким, я подумал, что моторчики от плеера не "потянут" такую нагрузку.
Тем не менее, самым простым способом поворачивать мне все равно представлялось два независимых мотора, управляющих движителями с каждой стороны машины. У моторчиков оказалась довольно маленькая мощность, а колёсики делать слишком маленькими не хотелось, поэтому нужен был редуктор. Нетрудно догадаться, что редуктор купить было просто не реально, а из имеющихся у меня были только непарные. Редукторов нужно было два, по одному на каждую сторону.
В сложившейся ситуации, после долгих раздумий и испытаний нескольких различных вариантов, было принято решение сделать редуктор в виде шкивов. Для этого я взял самые большие колёса, имевшиеся в наборе конструктора Юность-3:
В качестве передатчиков крутящего момента я установил пассики от того же кассетного плеера, но потом заменил их на резинки для связки пачек денег. У меня были и пачки денег, ага: несколько лет назад случилась дикая инфляция, и расплачиваться за пирожки в столовой можно было прямо запечатанными пачками, только что из банка. А потом и сами деньги поменялись, но ничего не стоящие пачки с того времени у меня остались лежать в столе. Правда, в банке они скреплялись бумажными лентами, но резинки для них тоже применялись.
В задачу других колёс входило только обеспечение лёгкого поворота. Сначала я сделал одно свободно поворачивающееся колесо, но оно оказалось слишком сложным, и часто выходило из строя, поэтому я заменил его двумя микро подшипниками, которые я когда-то нашёл на земле. Достать такие где-то в магазине для меня не представлялось возможным, я просто не знал, где такие продаются.
Для скрепления всего на скору руку, я применил алюминиевую проволоку в белой оплётке, которой было полно на улице. Вы можете спросить, как же просто материалы для поделок, например, проволока, валялись на тротуарах и во дворах, ведь дворники там убираются? что строители разбрасывали свой мусор где придётся, и никому до этого не было дело. В те времена было много непонятных вам вещей и событий, в то время казавшихся самим собой разумеющимися.
Дети ломали ноги на стройках, где не было никаких сторожей, нюхали в недостроенных домах клей среди валяющихся на грязном полу шприцов, вперемешку со стройматериалами.
Раму корпуса и оси я взял из конструктора "Механик". Получился самодвижущаяся машина в стиле , с огромными ведущими колёсами и маленькими вспомогательными.
Сходство с ним получилось не спроста — ведь его создатель тоже пытался получить преимущество гусениц за счёт свойств проходимости больших колёс.
Следующим шагом нужно было как-то подключить ее к компьютеру. Манипулятор был готов, и я сейчас управлял им джойстиком от Спектрума. Джойстик от своего Спектрума мне отдал сосед после того, как у него он сломался. Я его разобрал, заменил исполнявшие в нём роль кнопок концевики, подключил к питанию моторами на каждое из ведущих колес, и с джойстика можно было управлять движением и поворотами машины.
Я, было, собрался как-то его связать со своим компьютером, и я стал взвешивать все "за" и "против". Я понимал, что, если я что-то подключу к своему моноблоку не так, то я лишусь самого дорогого устройства в квартире.
Смена положения вещей
К концу года для учёбы мне требовался более современный компьютер, и поэтому у меня появился компьютер совершенно другого уровня: Pentium Pro с частотой 200МГц, оперативкой в 32Мб и жёстким диском на 850Мб. В корпусе АТ, а не ATX, как сейчас. Ну, вы помните эту надпись. Оххх...., были ВРЕМЕНА!)
Скорость его работы просто поражала: Internet Explorer 3 грузился за секунды, почти без тормозов работал Office 97, шустро открывался почтовый клиент The Bat, а Windows 98 устанавливался в несколько раз быстрей! Ведь мы же все знаем, что это был тогда важный параметр, потому что раз в несколько месяцев, или даже недель — кому как — приходило время, когда Windows, как ни крути, должен был быть переустановлен.
Самая важная полезная особенность для меня было в нём — это то, что он не был монолитным устройством, и я мог, при возможном сбое, заменить какую-то деталь. У меня появилась возможность подумать, как к нему подключить моё передвигающееся устройство.
А через некоторое время завелось у меня, для того времени, что-то ещё, совершенно невероятное. Штука, которую было совершенно не понятно как применить. Чудо-чудное, диво-дивное: веб-камера Kensington Videocam VGA Digital PC Camera производства 1999 года.
Для меня это было первое цифровое устройство, с которого можно было захватывать изображение прямо на компьютер. Да и, наверное, первое из подключающихся по USB. Тогда больше ни для чего этот порт я применить не мог, так как флешки, если уже и были, то только появлялись, и были дико дорогими. Да и мы до сих пор везде пользовались дискетами. Помню, я еще, в дополнение, устанавливал в него дисковод 5,25" для того, чтобы брать у преподавателей в институте программы, писавшиеся для зачётов и курсовых в прошлые годы.
Её максимальное разрешение было 400х300, но это только для фотографий. Видео она могла снимать лишь в 320х240 или 352х288. Благодаря ей, я сегодня могу добавить в эту статью фотографии. У меня здесь, а мы уже в 2001 году, фотки для этой статьи, по вашим меркам, не очень.
До изображения, подходящего к вставке сюда, и лучшего для просмотра на современных мониторах, мне поможет их довести нейросеть для увеличения разрешения.
Подключение к компьютеру
Я стал выбирать порт, чтобы подключить свою машину к компьютеру. По USB информации в Интернете было мало. Были еще разъем для клавиатуры DIN, последовательный и параллельный порт. Из COM и LPT я выбрал последний. В те времена, когда мышкам нужно прочищать колёсико, а на домашних телефонах были диски для набора номера, к этому порту подключали принтер.
Мне он показался проще для подключения внешних устройств. Смотришь распайку, подаешь на выходы числа, напряжение или есть, или нет.
Программа
В качестве языка программирования я использовал Visual Basic. Под Windows 95 и 98 в нём можно было управлять LPT. Под Windows XP было уже нельзя. Поскольку я не торопился менять Windows 98 на другую ОС, то у меня всё работало, а, возможно, я тогда уже установил Windows Millenium.
Я стал искать информацию о работе с различными портами. Скачав статьи по теме доступа к портам, скачанными с сайтов — а, так как подключение было по Dial-Up, то я их скачивал на жёсткий диск и с него открывал — и всякими справочниками по Visual-Basic в различных форматах, среди которых встречались и TXT, и HTM, и CHM. Одним из самых известных сайтов был VBstreets.ru, где было публиковалось больше всего полезной для меня, на тот момент, информации.
В этом языке есть библиотека для работы с портами ввода/вывода: "vbio32.dll". Используя её, я предпринял первую попытку подать сигналы на LPT. Сначала я просто выводил числа на порт. Я поместил в программу, открывающуюся сейчас из папки 2001 года, поле для ввода числа и две кнопки для посылки числа на порт и снова сброса его на ноль.
Вводишь число, нажимаешь кнопку — и число появляется на выводах LPT-порта в двоичном коде. Его можно пощупать тестером.
Хорошо. Числа передаются, тестером прощупываются. Я прикинул, как можно было бы сигналами управлять машиной. Просто подавать на порт нужные числа в зависимости от нужного от двигателей действия. Ну что ж, это полдела, отлично!
Программы овеивают вас своим электронным дыханием того времени и уже с новых компьютеров радуют наш взгляд своими остроугольными интерфейсами, пережив поломки многочисленных жёстких дисков, бэд-блоки, вирус-шифровальщик и переносы с диска на диск при их сменах. Поскольку все свои программы я запаковал в архив, тогда ещё для экономии места, а архив пострадал от сломанных секторов жесткого диска, то сейчас я могу открыть не все программы, которые я тогда написал. Шутка ли — всеми возможными путями выкроить место на диске в 850Мб! Потерялись и многие из сурс-кодов этих программ. Однако исходников осталось на диске гораздо больше, чем скомпилированных файлов и, наверное, можно из них собрать программы заново.
И у некоторых файлов поменялась дата последнего изменения файла: после то ли какого-то сбоя жёсткого диска, то ли после вируса-шифровальщика, не помню когда, некоторые даты поменялись на 31.01.2020 и исчезли длинные имена файлов, оставив после нескольких знаков "~1". Зашифровать он успел не всё, когда я заметил подозрительную активность жёсткого диска, я сразу выключил компьютер. Однако после лечения Доктором Вебом или Касперским, даты некоторых исполняемых файлов просто стали неправильными. Похоже, как раз, я "поймал" вирус в 2008 году, так как антивирус расшифровывал и пересоздавал спасённые файлы.
Запрограммировать, как надо, вывод на LPT у меня получилось не сразу, но я на каком-то сайте нашёл пример. Программу, написанную неким Алексом Новожиловым, которая выводила на порт последовательности чисел. Я увидел, что она написана, как раз, на VB и это придало мне сил, к тому же, как раз в ней была нужная мне библиотека "vbio32.dll".
Однако напрямую двигатели, как это, казалось бы, было проще всего сделать, к порту подключать нельзя. Подсоединить машину для управления клавиатурой я еще не мог.
Pentium Pro, хотя и пробыл у меня не так долго, но подарил мне надежду, что не всё в компьютере будет так уязвимо к повреждениям, и что я уже смогу разбирать компьютер и что-то в нём заменять и добавлять, поэтому я смог лазить тестером ему в порты ввода-вывода.
Первые попытки выхода на белый свет
После широкого распространения персональных компьютеров, Савёловский рынок окончательно перепрофилировался в компьютерный, и там я, для дальнейшего улучшения условий учёбы, с помощью друга и семисот долларов, приобрёл нового помощника — Duron 700, с памятью 128Мб и видеокартой GeForce MX200. В него я переставил модем из Pentium Pro-200.
С помощью своей веб-камеры я стал предпринимать попытки с кем-то увидеться через компьютерный экран. Оказалось, что среди всех моих знакомых веб-камера была только у одного друга.
У всех уже была ICQ, но в ней можно было только писать текст и, уже несколько позже, пересылать файлы. Ещё был IRC, но он был менее удобный. После долгих поисков в Интернете, я нашёл две программы, с помощью которой можно было общаться в Интернете. Одна представляла собой прямое соединение пользователей по IP и позволяла общаться, в отличие от ICQ, голосом а тем, у кого есть камера, и с видео. Она называлась Microsoft NetMeeting.
Вторая звалась MSN Messenger. В нём можно было найти различные группы, где общались иностранцы, в основном, из США, под названием MSN Groups или MSN Chat rooms. Они обсуждали что-то или сидели в чатах просто так и шутили на английском. Однако в некоторых чат-группах люди уже использовали веб-камеры.
NetMeeting был проще, а, что касалось разговоров с несколькими пользователями в группах, то тут скрывалась и проблема.
В школе у нас не было английского, так как учителя часто увольнялись, а новых найти долго не могли. Я собрался с духом и стал исследовать возможности соединения по этим обоим программам. Первый блин разговора в MSN Messenger, как и водится, получился комом.
Я помню, что одним из первых моих собеседников был дед, смотревший в камеру в огромных наушниках и здоровенных очках, окружённый массой радиотехники. На экране он выглядел древним, как сама Земля. Со скидкой на возраст, вид у него был примерно такой:
Он сидел среди забитых электроникой полок и говорил в отдельный, стоящий на столе, большой микрофон.
Тем не менее, это был самый вежливый, внимательный и терпеливый собеседник, которого я тогда встретил. Он вслушивался, в своих невероятного размера наушниках, в каждое моё слово. Я его понимал, а он моё произношение разбирал с трудом. Общение не складывалось, но он не сдавался. Дед просил меня повторить что-то, переспрашивал, просил проговорить по буквам. Пытался узнать, кто я, откуда, интересы и предпочтения в еде. Я тогда растерялся. Я никогда до этого не разговаривал на английском через компьютер, да даже по телефону. Я стеснялся говорить громко по-английски, потому что боялся, что меня не поймут.
Хотя он просил меня этого не делать и уверял, что у нас получится разговор, я отключился. Я потом уже понял, то о чём он меня просил и что рассказывал:
"Сынок, просто произноси слова почётче. Я был радистом во время войны во Вьетнаме, и всякое повидал. Нужно только говорить погромче, и у нас заведётся отличный разговор. Я слышал тысячи людей по радио с разными качествами сигнала, и я умею разбирать звуки в радиоэфире даже среди сильных помех. Видишь, я тебя уже понимаю!"
Я поколебался и "повесил трубку".
И я тебя сейчас понимаю, дед. Спасибо — если бы не ты, мне было бы гораздо труднее научиться понимать собеседника и отвечать ему на другом языке. Я тогда упустил полезную практику, которую можно было бы пройти в тот день, и на несколько недель потерял возможность влиться в эти голосовые чаты. Только спустя несколько дней после разговора с радистом я осознал, что люди, в общем-то, могут меня понимать. Пришлось перебрать много конференций и собеседников, чтобы добиться такого разговора, который бы все его участники могли поддерживать.
Я был потрясён тем, что собеседника можно не только слышать, но и видеть. Напомню, что тогда самым популярным мессенджером была ICQ, в ней люди посылали свой адрес электронной почты, и уже по Email пересылали фотки с плёночного фотоаппарата, отсканированные сканером. По телевизору шла программа "Сам себе режиссёр", которая состояла из были видео, снятых на камеры с магнитными кассетами, и которые её участники присылали в телестудию по обычной почте. А тут: ты сам видишь окружение, природу, людей не только рядом с тобой, но и из разных стран! Я поначалу просил собеседников просто помахать в камеру или покрутить перед ней кружкой или книжкой, настолько казалось невероятным видеть собеседника.
Второй случай произошёл немного позже. В одной из комнат, где люди общались в общем чате, я включил камеру какого-то мужика. Увидев в списке тех, кому показывается его видео, мужское имя, он посмотрел в неё и спросил:
— Зачем ты на меня смотришь?
Я сказал, что просто хочу пообщаться. А на кого мне еще смотреть?
"Чёрт возьми, — подумал я тогда, —наверное, в будущем у веб-камер будут и правда стоящие применения".
Через другую программу, NetMeeting, можно было подключиться к собеседнику напрямую, введя IP-адрес. Мы попробовали общаться так через камеру с моим другом.
Для того, чтобы поговорить с видео, мы созванивались по модему через обычную телефонную линию, потом смотрели свой IP через Winipcfg, запускали NetMeeting. Один вводил IP другого, и так устанавливался видеозвонок. По-русски говорить было проще, чем по-английски, и, казалось бы, звони — не хочу, но больше созваниваться из друзей было не с кем. К тому же, нельзя было надолго занимать общий телефон, а разговаривать по телефону и лазить в Интернете в одно и то же время было невозможно. Если во время связи снять трубку телефона, то в ней будет слышен писк модемов.
Неожиданная находка и связующее звено
Мне не очень хотелось городить сложную схему из отдельных микросхем и дискретных деталей, и для простого управлением машины с LPT-порта мне была нужна связывающая моторы и порт микросхема.
В поисках подходящих микросхем я обыскал весь Интернет образца 2001 года, скачал каталоги в виде DOS-программ, даже сходил в библиотеку, но и там ничего про микросхемы, подходящие мне, не было. В отношении новых программ и программирования вообще, время тогда не летело так быстро, и программы могли писаться годами. Передо мной стояли примеры работ разных преподавателей, аспирантов и дипломников кафедры, когда вынашивали идею, разрабатывали подход к её решению, план ПО, по нескольку лет. Каталоги микросхем под DOS, которые я скачал, оказались сильно устаревшими.
Показать её работу, увы, не получится.
Когда ко мне в очередной раз приехал двоюродный брат, уже в начале следующего года, он поведал, что в Москве открылся "Такой магазин, в котором ты называешь название детали — и тебе ее продают."
— Да правда. Пошли, проверим!
И мы пошли проверять. Этим магазином, так стремительно ворвавшимся в мир творчества и радиолюбителей, и оказавшимся, уже после, лучше западных "Сделай сам", был Chip&Dip. Сначала там, насколько я сейчас помню, продавались только микросхемы, светодиоды, транзисторы-резисторы всех номиналов, но не было такого ассортимента, как сейчас. И таким образом, благодаря сарафанному радио, я нашёл недостающий элемент для моего компьютерного управления. На меня, поблёскивая глянцем прозрачного пластика, смотрел компакт-диск с названием "Микросхемы для управления электродвигателями".
В виду ограничения фотоматериалов
