Автор текста: MechNIX

Здравствуйте уважаемые почитатели ретротехники!

Сегодня речь пойдёт об интереснейшей вычислительной машине — ЕС1849, собранной на отечественной элементной базе, за исключением процессора и чипсета. Эта АТ-машина — венец творения отечественной компьютерной промышленности, разработанной и реализованной в СССР. Версия БУСВВ (BIOS) датируется 1989–1992 годами.

Статья содержит детальные фото материнской и периферийных плат, любопытного ртутно-цинкового элемента питания, кейкапа клавиатуры в деталях, а также видео работы самого компьютера — демонстрации, тесты и запуск оболочки Windows.

Начнем с внешнего вида.

Справа — родная мышь, слева та, которую использую для работы на этом компьютере.

Корпус как корпус, самое интересное внутри.

Посмотрим главное — материнскую плату:

Материнская плата выполнена в виде отдельного модуля и, наряду с прочими контроллерами, вставляется в объединительную плату.

Надеюсь, что детали интересны (сужу по себе). Вот фрагменты:

Оперативная память представлена в DIPP-исполнении. Общий объем 1024 Кб:

«Сердце» компьютера — импортный процессор Intel Harris 80C286, работающий на частоте 12МГц:

Схемотехника материнской платы не обошлась без навесного монтажа в виде проводочка, пущенного по верху.

А теперь давайте скорее глянем, что нам говорит тест CheckIt.

Мы видим свои честные (ну почти)12MHz.

Карта общего распределения оперативной памяти до 1024 Кб:

Далее поясню, почему в заголовке есть «золотая двойка». Мы подошли к рассмотрению объеденительной (кросс) платы.

Если пройтись поисковиком по просторам интернета, то можно обнаружить, что ориентировочное содержание драгметаллов (а именно золота) в разъёме ОНП-НС-2-62 (розетка) ≈ 0.47 гр. В одном разъеме! Думаю, это и сгубило прекрасные машинки, представлявшие собой мечту аффинажника. А ведь нас компьютер интересует с точки зрения исторической работоспособности, не правда ли? Хотя, даже у меня глаза загорелись...

Предлагаю полюбоваться еще и пойдем дальше.

Общий вид кросс-платы:

Пройдемся детально по её фрагментам:

Разъем питания своей конструкции, но видно, что блок питания содержит разъем, подходящий к зарубежным АТ-платам для универсальности источника питания. Далее оригинальной (отсутствующей) батарейке будет уделено отдельное внимание — она интересная. А сейчас на плате стоит классическая современная «2032».

Есть любопытный монтаж, выполненный в заводских условиях. Типовое решение — я видел его на нескольких подобных платах, потому такой вывод.

Таймер-часы стоят в «кроватке»:

А вот крупным планом оригинальный элемент питания (3РЦ53). Это ртутно-цинковый элемент. Меня он настолько ошеломил своей необычностью, что я даже записал его на видео. Так как он содержит ядовитую ртуть, пришлось изолировать его в отдельную закупоренную баночку. Утилизировать артефакт жалко. Посмотрите на него с разных сторон. Этот красавец состоит из трех последовательно соединенных элементов.

Посмотрим остальную периферию.

Следующей по значимости идет EGA-видеокарта. Она, как и остальные контроллеры, вставляется в кросс-плату. Слева-направо: видеопамять, крупная логика и ПЗУ.

Вот что показывает CheckIt относительно видео нашей EGA-карты:

А это в сравнении с компьютером «Поиск-1»:

Пройдемся по остальным контроллерам.

Контроллер последовательного порта. Реализован на БИС UART 8250В:

Вот сама БИС — сердце COM-порта и стандарта RS-232:

Обратная сторона — тоже содержит навесной монтаж:

Контроллер жесткого диска, стандарта MFM:

Контроллер дисковода, поддерживающий дискеты объемом 1.44Мб:

Клавиатура ЕС1849, работает с АТ-машинами. Переключателя AT-XT на ней нет:

Вот так выглядят кнопки, на которых она основана:

Замыкающий контакты элемент — фольгированный кружочек на кусочке поролона:

Вот места соприкосновения с фольгированными «пятаками»:

Мышь от ЕС1849 выглядит так:

Разъем, несмотря на то, что конструктивно совместим с db9, с этим портом не совместим. В перспективе я планирую подключить эту мышь к карте BUS-mouse производства Microsoft.

С поверхностным обзором аппаратной части мы завершили. Я не упомянул про накопитель MFM. Внутри корпуса стоит жесткий диск объемом 20Мб, требующий парковку головок перед выключением. Он исправно работает, видео загрузки операционной системы есть в видеороликах ниже. У MFM-жестких дисков узнаваемый специфический звук работы и раскрутки шпинделя. В процессе эксплуатации я отключил от него питание и перестал использовать для сохранности, да и не забывать парковать головки — тоже забота. Другими словами — мне жалко его «дёргать». Вместо накопителя я установил новодельный контроллер, позволяющий загружаться с USB-флешки.

Теперь предлагаю взглянуть на загрузку и характеристики компьютера с программной стороны. В основном будут иллюстрирующие ролики, фоток было немало и возможно они утомили.

Начнем с самого BIOS. В ЕС1849 он называется БСУВВ (Базовая Система Управления Ввода-Вывода). Видели что-нибудь подобное? Я решил детально пройтись по всем пунктам меню.

Посмотрим, как загружается MS-DOS. Загрузка здесь ведется с жесткого MFM-диска, о чем говорит индикатор активности НМД на лицевой панели.

Посмотрим на игру Prince of Persia. Вспомним скорость её работы на XT-машине и сравним с нашей АТ.

Демосцена. Посмотрим на скорость отрисовки роликов EGA-картой. Вторым роликом идет Bad Apple, куда без него?

А вот фрагмент Bad Apple на VGA-видеокарте. Ролик снимал у моего друга на подобном компьютере. Для сравнения.

Загрузим Windows 3.0, пошевелим мышкой от ЕС1841, и опять этот Принц Персии... Ну в следующий раз будет DOOM, скомпилированный для 286 процессора.

Обратите внимание — в роликах перемещаются то колонки, то мышки. Эксперименты проводились несколько дней.

Итог.

Мы рассмотрели одно из триумфальных творений отечественного компьютеростроения. Я бы хотел сказать, что это самая вершина, однако не могу, ведь, как минимум, существуют еще 2 машины (может и больше), более высокого класса, это:

• ЕС1863 на процессоре i80386sx, с тактовой частотой 20 МГц. ЕС1863 удалось увидеть вживую, вот так выглядят ряд составляющих. Надеюсь сделать обзор и по ней.

• ЕС1864 на процессоре i80486DX(DX2) с тактовой частотой 33(66) МГц. В пользу существования вышеупомянутой машины говорит маркировка оперативной памяти, вот:

Уважаемые читатели, если вы встречали и работали с подобными машинами, прошу поделиться информацией, где и как использовали, какие программы и какая операционная система была установлена и под какие задачи.

Спасибо за внимательное прочтение и интерес к ретротехнике :)

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу.

Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Автор текста: MaFrance351

Приветствую всех!

Итак, в сегодняшней статье узнаем, как практически любой из нас может воспроизвести явление утечки информации по такому каналу прямо у себя дома. Проведём парочку опытов и посмотрим, как это вообще работает. Традиционно будет много интересного.

Если вы хоть раз слышали про техническую защиту информации, для вас не будет открытием то, какое внимание там уделяется экранированию, постановке помех и прочим методам защиты от электромагнитных и электрических каналов утечки. Но так уж вышло, что практически нигде доступно не раскрыта тема того, как же вообще возможно перехватывать какие-то данные, принимая испускаемое компьютером излучение. И даже на Пикабу до сих пор не было толковой статьи про то, как это вообще работает.

Итак, в сегодняшней статье узнаем, как практически любой из нас может воспроизвести явление утечки информации по такому каналу прямо у себя дома. Проведём парочку опытов и посмотрим, как это вообще работает. Традиционно будет много интересного.

❯ Суть такова

Думаю, из шпионских рассказов и фильмов многим знаком такой сюжет, когда при помощи какого-то устройства подсматривают, что же находится у противника на экране. Удивительно, но для того, чтобы попробовать так же, не нужно какое-то уникальное оборудование, доступное лишь спецслужбам, SCP и прочим «людям в чёрном». Достаточно лишь компьютера и девайса, способного принять излучаемые другим компьютером или монитором побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН).

Многие не раз сталкивались с этим термином в контексте защищённых помещений и рабочих станций.

Для оценки уровня такого излучения существуют специальные комплексы (их модели довольно легко ищутся), а для защиты от данного явления применяется экранирование, установка генераторов помех и другие подобные меры.

❯ Что мы будем принимать?

Тема с перехватом звука уже довольно избита, так что сразу перейдём к приёму сигнала от компьютерной техники. Проведём парочку экспериментов: в одном перехватим изображение, а в другом — наоборот заставим монитор передавать паразитный сигнал.

Если взять радиоприёмник и прижать антенну к монитору, то можно заметить, что девайс фонит на целом ряде частот.

Убедиться, что источником этих помех является именно монитор, довольно легко: выключаем его, и приём прекращается. Сигнал этот достаточно слабый, чтобы теряться в шуме уже в нескольких метрах от экрана, но и достаточно сильный, чтобы его можно было принять даже на простое аналоговое радио, не говоря уже о куда более чувствительном SDR. Внутри любого компьютерного оборудования есть масса источников излучения. Какие-то из них не представляют особого интереса (например, шумы от импульсного блока питания, те самые, которые не позволяют слушать ДВ и СВ в помещении), а вот какие-то, если их принять и декодировать, могут дать немало полезной информации. К числу таковых относится, например, видеосигнал (даже сам видеокабель — уже довольно плохая, но всё же антенна) или передаваемые по кабелям внутри компьютера данные. Если монитор электронно-лучевой, то излучающих при работе цепей там ещё больше.

Именно все эти шумы и следует принять и как-то обработать, чтобы попробовать получить из них какой-то полезный сигнал.

❯ Обзор оборудования

Итак, посмотрим на то, какое железо будем использовать.

LG Flatron L1732S-SF. Аппарат многое повидал на своём веку, имеет потёртости на рамке и задиры на экране, но всё ещё исправен и используется мной для подключения к старым компьютерам.

А вот другой девайс, ViewSonic E641-2. Этот монитор фигурировал в посте про выход в интернет через модем, где использовался для антуража. Девайс тоже рабочий, проверенный временем и падениями со стола, хотя даже среди ЭЛТ-мониторов обладает не самыми интересными характеристиками.

Само собой, для мониторов нужен ещё и источник видеосигнала. В моём случае это мой основной ПК на самом деле уже второй ПК, так как с момента создания черновика этого поста прошло почти два года. Использовать тот же компьютер, на который будет ловиться ПЭМИН, не советую, могут быть проблемы с приёмом сигнала.

А вот и SDR. Это всё тот же Ettus USRP B200mini-i. Понятное дело, для таких задач он избыточен, хватит и куда более простого, я же буду использовать именно его просто по причине того, что он у меня есть.

❯ Играем музыку при помощи монитора

Итак, первым опытом будет использование монитора в качестве радиопередатчика.

Возможно, кто-то из вас уже видел такую демку: экран показывает чёрные и белые полосы, а приёмник, настроенный на определённую частоту, играет музыку. Примерно так:

Если выводить на монитор определённый видеосигнал, то можно добиться того, что на некоторой частоте можно будет принять звук в амплитудной модуляции. Математическое описание данного эффекта можно подробно изучить тут.

Для того, чтобы это сделать, нужен такой софт как Tempest for Eliza. Созданная ещё в начале нулевых, эта программа позволяет: подготовить такое видео, при показе которого монитор превратился бы в радиопередатчик. Я встречал упоминания и других подобных программ, которые заставляли «петь» видеокарту или системную шину, но, увы, найти их или их исходники у меня так и не вышло. Так что будем довольствоваться тем, что есть.

❯ Сборка и запуск Tempest For Eliza

Само собой, этот софт работает под Linux, так что для его запуска нужна машина с ним же. Можно, конечно, скачать готовое видео и включить его, но тогда потеряется весь шарм, да и качество будет заметно хуже. Поэтому качаем архив с сайта по ссылке выше и собираем софт:

Если софт не собирается, открываем Makefile и убираем параметр Werror. Как выяснилось, на работу это не влияет никак.

Открываем xvidtune. Нас интересуют значения HDisplay, VDisplay, HTotal и Pixel Clock. Запоминаем их.

Теперь выполняем следующую команду:

Вместо квадратных скобок подставляем наши значения. Обратите внимание, что частоту надо указывать в герцах (значение из открывшегося окна умножить на миллион). Последнее число — частота радиоприёмника (также в герцах), на которой будет вестись приём. И, если всё было сделано правильно, на экране должно появиться примерно следующее:

Отлично. Можно пробовать на настоящем мониторе (скриншоты я делал на виртуальной машине, чтобы для начала разобраться с настройкой и запуском ПО).

Теперь подносим к экрану антенну радиоприёмника, настраиваемся на заданную частоту и начинаем плавно крутить ручку настройки туда-сюда.

И, если всё было сделано правильно, из динамика послышится музыка.

Несмотря на то, что софт предназначен для ЭЛТ-мониторов, похожий эффект наблюдается и на ЖК-дисплеях.

❯ Tempest for Windows и прочий софт

Помимо предыдущей программы, существует и более поздний аналог — Tempest Test for Windows. Он адаптирован под широкоформатные ЖК-мониторы и должен работать лучше на современных компьютерах. Его возможности не такие большие, как у Tempest for Eliza, зато он может быть запущен на обычном ПК с Windows.

Также есть такой проект как System Bus Radio. Принцип его использования аналогичный, только музыку на этот раз передаёт системная шина. Есть пример для запуска на MacBook, но его у меня нет, а на моём компьютере поймать нужный сигнал так и не удалось.

❯ Перехват изображения

Продолжим опыты.

Это дисплей, который без специальных поляризационных очков выглядит просто белым. Ну что же, самое время узнать, как же возможно подсмотреть картинку даже с такого монитора.

Что ЭЛТ, что ЖК-мониторы могут быть подвержены так называемому перехвату ван Эйка (названному так в честь открывшего данный метод). Принцип основан на том, что сигнал, испускаемый монитором компьютера в процессе работы, имеет некоторое сходство с сигналом аналогового телевидения. Нетрудно догадаться, что если его принять, то можно получить изображение.

Качество, безусловно, будет крайне низким, но в некоторых случаях достаточно даже такого. Позднее был разработан такой же способ для ЖК-мониторов.

В своё время даже был сделан такой девайс как EckBox — устройство для осуществления этого самого перехвата. Проект этот достаточно старый и требует использования аналогового радио и переходника для связи с компьютером, так что в данной статье применять его не будем. Вместо этого воспользуемся более новым софтом — TempestSDR.

❯ Сборка TempestSDR

Ну что же, время пробовать.

Чтобы принять изображение с другого монитора, понадобится машина с Linux и какой-нибудь SDR из числа поддерживаемых данной программой. По сути, подойдёт любой из более-менее популярных. Я буду использовать Ettus USRP, просто потому что он у меня есть. Разумеется, для таких опытов это перебор, на самом деле хватит и куда более дешёвых экземпляров.

В качестве ОС я рекомендую использовать DragonOS, так как там уже установлены драйвера и софт для работы с SDR, так что вам не придётся разбираться и с этим. Виртуальная машина опять таки не подойдёт, так как скорость обмена данными по USB в таком случае будет слишком низкой.

На Github проекта уже есть ссылка на собранный TempestSDR, но, на всякий случай, если у вас оно не заработает, я покажу, как его скомпилировать.

Для начала необходимо удостовериться, что у нас установлен JDK, для чего посмотрим, что лежит по его пути:

Как видно, в моём случае он лежит в папке java-11-openjdk-amd64. Если JDK не установлен, нужно его накатить. Теперь можно приступить к скачиванию и сборке софта:

После непродолжительного ожидания программа должна будет собраться под нашу систему. Если же скомпилировать её у вас не получается, в конце статьи я оставлю ссылку на уже готовый TempestSDR.

❯ Запуск

Подключаем к компьютеру SDR и запускаем софт. Если он не стартует при попытке открыть файл, запускаем из терминала:

Если всё было сделано правильно, то откроется окно программы:

Далее жмякаем «File» и выбираем нужный драйвер SDR.

Далее в консоли посыпятся привычные логи инициализации. После её окончания кнопка «Start» в окне программы станет активной.

Тыцкаем её. Если SDR подключился успешно, то в окне появится белый шум.

Время разобраться, как же вообще с этим работать. Первыми у нас идут настройки размера изображения и частоты кадров. Кнопками справа от текстовых полей можно включить или выключить их автоматический выбор. Далее идёт джойстик — им можно перемещать картинку в разных направлениях. Центральная его кнопка включает автотрекинг. Ещё ниже — самые главные регулировки — частота и усиление. Нужны они для грубой подстройки на нужный нам сигнал. Ниже две шкалы, по которым можно выбрать частоту кадров и разрешение по наилучшему уровню сигнала.

Теперь самое сложное — надо понять, на какой частоте вещает наш монитор. Для этого на экране надо отобразить какой-то контрастный и узнаваемый паттерн, в моём случае это был открытый блокнот на фоне тёмных обоев. Заранее стоит приготовиться к тому, что качество будет отвратительным, так что если на экране будет что-то однотонное, то оно рискует просто утонуть в помехах. Изображение сильно зависит от оборудования и от антенн: у кого-то с куда более простым SDR получались куда лучшие результаты.

Теперь выкручиваем частоту на ноль и начинаем её потихоньку прибавлять, попутно всматриваясь в помехи и надеясь не упустить заветную картинку. В тот момент, когда частота вот-вот будет поймана, изображение начнёт вырисовываться. Чтобы проверить, действительно ли это оно, а не шальная помеха, отводим антенны от монитора и убеждаемся, что сигнал исчез.

На шкале выбираем наилучший сигнал. После этого отдельные детали картинки должны будут стать различимыми. Видно панель задач с иконками и открытое окно блокнота.

Теперь пытаемся что-то показать на экране. В моём случае это вот такой текст.

И вот тот долгожданный результат. Качество никудышное, но это тот самый максимум, который можно достичь без специализированного оборудования типа направленных антенн и высокочувствительных приёмников.

❯ RTL-SDR

Многие наверняка захотят попробовать RTL-SDR (в подавляющем большинстве случаев эту голубую затычку покупают как первый SDR, даже я сам был не исключением). На просторах даже есть руководство, как запустить TempestSDR вместе с этим китайским девайсом, кто-то даже рассказывал об успешном приёме, но я проверил — оно не работает. Всё дело в том, что дешёвый чип RTL2832U обладает кучей собственных шумов, отчего неспособен принять столь слабый сигнал, как побочное излучение от монитора, которое само по себе находится на уровне шума. Увы, для таких опытов необходим SDR получше (например, HackRF, SDRPlay).

Вообще, RTL-SDR RTL-SDR'у рознь, так что не исключено, что более качественный образец покажет себя лучше. Но проверить это я не могу по причине того, что у меня его нет.

❯ Обклеиваем стены фольгой

Теперь поговорим о том, как же защититься от такого перехвата. Очевидными видятся варианты в виде экранирования и заземления, позволяющие минимизировать уровень излучения, выходящего наружу. Помимо этих методов существует и активная защита в виде так называемых генераторов шума, призванных заглушить испускаемые компьютерной техникой ПЭМИН.

У меня даже имеется один такой экземпляр. Это ГШ-К-1800, типичный представитель таких устройств.

Штука выполнена в виде обычной компьютерной платы расширения. Этот форм-фактор сделан чисто для удобства установки, никаких данных она не получает, а питание подаётся через Molex.

Обратная сторона. Генератор закрыт экранирующей пластиной, защищающей начинку компа от посторонних шумов. Схемотехника этой платы мне неизвестна, но предположу, что она следующая. Микроконтроллер, установленный на плате, генерирует какую-то случайную последовательность, поступающую на вход расположенного под экраном генератора, управляемого напряжением. Его выход подключён к усилителю, подающему сигнал на катушку. Таким образом, при работе устройство испускает шум в широком спектре частот, перекрывающий все побочные излучения. Также имеются цепи контроля целостности катушки, если запустить устройство без неё, оно непрерывно пищит.

Разъёмы. Что делает кнопка «КОНТР» и разъём «ДИСТ КОНТР», мне неведомо.

Вот так выглядит устройство с катушкой, которую предполагалось разместить вокруг защищаемого устройства. Увы, до меня она не дошла…

Её моточные данные мне неизвестны, но на «Полигоне призраков», где я спросил про эту плату, мне всё же смогли подсказать ориентировочные. Девайс полностью оправдывает своё название — при подключении питания картинка на TempestSDR моментально пропадает.

А вот другой прибор. Эта штука работает несколько по другому принципу — подключается в разрыв видеокабеля и вносит в сигнал высокочастотную составляющую, которая не влияет на монитор, но затрудняет перехват информации.

❯ А что в итоге?

Итак, как можно видеть, это явление может воспроизвести у себя абсолютно любой, если под рукой есть два компьютера, антенны и SDR.

На практике давно существуют стандарты защиты от таких уязвимостей, например, американский TEMPEST. Для обычного же пользователя это явление не представляет ни малейшей угрозы, так как сигнал очень слаб, а принять его вне прямой видимости монитора без специализированного оборудования нереально (да и вряд ли кто-то будет перехватывать картинку с монитора чьего-то домашнего ПК).

Также по запросу «van Eck phreaking» ищется ещё много опытов: от всё такого же перехвата изображений до считывания ключей шифрования.

Такие дела.

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу.

Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Автор текста: radiolok

Жила была компания JEOL. И продавала она на экспорт просвечивающий электронный микроскоп JEM-6A. Жило было предприятие НИИТОП, которое в 1965 году его себе приобрело для разработки оборудования для производства микроэлектроники. К сожалению, предприятие в 2018 году развалилось, но жил был один мужик, который его выкупил себе на дачу... зачем — история умалчивает... рассказать уже некому.

Микроскоп появляется на авито и тут уже я, в декабре 2024 года задумываю авантюру - в которой старейший в России — Московский политехнический музей — выкупает себе этот микроскоп. Ну а я беру на себя роль невролога, избавляя продавца от головной боли по перевозке.

Спустя полгода микроскоп моими стараниями наконец-то оказался в фондохранилище… Ура.

❯ Былые времена

Компания Japan Electronics Optics Laboratory(JEOL): крупнейший японский разработчик и производитель электронных микроскопов и других научный инструментов — берет свое начало в 1949 году, в городе Митака, Токио, представив внутреннему рынку свой первый просвечивающий электронный микроскоп JEM-1. На мировой рынок компания вышла в 1955, поставляя в разные страны компактные (по тем меркам) просвечивающие электронные микроскопы JEM-5, JEM-6 и многие другие.

Так, в сентябре 1965 года Нижегородский институт технологии и организации производства (НИИТОП) получает в свое распоряжение новенького полуторатонного красавчика JEM-6A — героя нашего сегодняшнего рассказа.

❯ Электронные микроскопы

Электронная микроскопия — один из самых мощных инструментов для исследования микро- и наноструктур. С помощью оптического микроскопа можно рассматривать объекты с разрешением до 300-400нм. Это связано с физическими ограничениями длины волны видимого излучения. Электронные микроскопы применяют пучок электронов, что позволяет с легкостью достичь разрешения вплоть до десятых долей нанометра.

Схематические изображения микроскопа проходящего света (ОМ), просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) и растрового электронного микроскопа (РЭМ). Источник

По типу работы электронные микроскопы разделяются на просвечивающий и растровый (или сканирующий). ПЭМ работает по аналогии с оптическим микроскопом, но вместо света использует электроны.  В РЭМ электронный пучок сканирует поверхность образца, взаимодействуя с его атомами. Вторичные и отраженные электроны регистрируются детекторами, формируя изображение рельефа. Наш прибор — просвечивающий, их особенность — работа с очень тонкими образцами до сотни нанометров на довольно высоких напряжениях в 60-300кВ.

Были и рекордсмены — Японские Hitachi HU-3000 и JEOL JEM-1000 использовали источники напряжением до 3МВ. Однако использование столь высоких ускоряющих напряжений экономически и технически нецелесообразно, так как после 300-500кВ рост напряжения почти не улучшает качество изображения, зато появляются проблемы типа рентгеновского излучения, огромного энергопотребления и исполинских размеров.

Сегодня мегавольтные ПЭМ сохранились лишь в единичных лабораториях, уступив место компактным высокоточным приборам среднего напряжения. Современные ПЭМ при 200–300 кВ с коррекцией сферических аберраций обеспечивают лучшее разрешение (~0.05 нм), чем мегавольтные микроскопы прошлого. Современные РЭМ и вовсе работают на сверхнизких напряжениях. Например, рабочее напряжение Apreo 2 SEM составляет от 200В до 1.2кВ. Но и разрешающая способность растровых сканирующих микроскопов не превышает 1нм, зато они дают рельеф поверхности, более компактны и не требуют подготовки образцов.

❯ JEOL JEM-6A

• Разрешающая способность: гарантированная 1.2нм, в хороших условиях до 0.8нм

• Увеличение 600х – 200 000х

• Ускоряющее напряжение: 50 – 80 – 100 кВ

• Потребляемая мощность 3ф, 240В, 50Гц, 4.5 кВА

• Габариты микроскопа: 2255 х 1810 х 743 мм

• Масса: 1480 кг

Основная магия электронного микроскопа происходит в вакуумной колонне. В самом её верху расположена электронная пушка, генерирующая пучок электронов с энергией до 100кэВ.

После пушки располагается две конденсорных линзы, фокусирующих пучок электронов на образце. При этом каждую из них можно регулировать не только электрически, током в катушке, но и механически — для этого на корпусе есть несколько ручек в обоих осях.

Далее следует предметный столик с исследуемым образцом. Причем его толщина не превышает и сотни нанометров, потому что электроны имеют относительно невысокую проникающую способность даже при больших энергиях. Помимо ручек для перемещения образца столик может нагревать его до +1000℃ для изучения, например, фазовых переходов, или, наоборот, охлаждать до температуры в -140℃ с помощью жидкого азота при работе, например, с биологическими образцами.

После того как пучок прошел через образец, его нужно спроецировать на детекторе — на флуоресцентном экране внизу колонны. Для этого в микроскопе установлены три линзы — объективная, промежуточная и проекционная.

Объективная линза формирует увеличенное изображение образца сразу после прохождения через него пучка электронов. Это главная линза, определяющая максимальное увеличение микроскопа — и самая сильная, с коротким фокусным расстоянием. После изображение проходит через промежуточную линзу. В ее задачи входит не только увеличение изображения, но и выбор того, что мы будем смотреть — само изображение, дифракцию или вовсе темнопольное изображение.

Последняя линза — проекционная. Занимается финальным увеличением изображения и его проецированием на экран. Там на него уже можно посмотреть через смотровое окно или телескоп с 10-кратным оптическим увеличением. Итоговое гарантированное разрешение прибора — 12Å , а при хороших условиях — 8Å.

В системе присутствует два стигматора — элементы компенсации астигматизма. Они выравнивает пучок, придавая ему круглую форму. В нашем микроскопе используется самый простой пассивный вариант на двух ферромагнитных пластинах, которые и работают как квадрупольная линза. Ручками определяется ширина зазора между пластинами и их расположение.

В современных микроскопах используются электромагнитные стигматоры на основе 6-, 8-, или 12-полюсных катушек. Они создают регулируемое магнитное поле, которое выравнивает эллиптичность пучка. В просвечивающих микроскопах их обычно размещают вблизи объективной линзы, а в растровых — в системе сканирующих катушек.

Принцип работы электромагнитного стигматора. Источник

Снизу под колонной расположен диффузионный высоковакуумный насос — по сути кастрюля с кипящим маслом, а также множество заслонок для управлением откачкой. Схема откачки такая же как в моей установке магнетронного напыления — предварительное разрежение создается пластинчато-роторным насосом — тут два внешних насоса подключаются к портам сзади микроскопа, а рабочее давление — уже паромаслянным.

Турбомолекулярник, к слову, тут просто так не поставишь — его вибрации будут передаваться на изображение, и нужно обязательно добавлять сильфонную виброгасящую проставку, а т.к. это ПЭМ — возможно и вовсе две-три последовательно, с жирными стальными плитами между ними.

Изображение РЭМ до и после установки сильфонной проставки между турбомолекулярным насосом и колонной микроскопа. Источник

В диффузионном насосе вибрации от перемешивания масла тоже никто не отменял. В системе откачка идет через трубу за колонной, и с какой-то целью на ней установлены сильфонные вставки. Может быть, для гашения этих вибраций, а может, — для чего-то другого.

Под флуоресцентным столиком располагается... фотоаппарат!

В правый бункер загружается до 24 фотопластинок, которые с помощью системы рычагов перемещаются под стол, а после экспозиции — в левый приемный бункер. Причем вся система находится под вакуумом.

В большом шкафу расположены блоки ламповых источников питания всех имеющихся катушек. Управление уровнем тока осуществляется ручками на панели оператора, а их контроль — на индикаторе слева от колонны. Справа от колонны — расположен индикатор напряжения питания катода.

Единственные и неповторимые стрелочные индикаторы на приборе. Левый — контроль тока в катушках, правый — контроль напряжения на пушке. Также видны разъемы, через которые катушки подключаются к своим источникам

Высоковольтный трансформатор должен стоять внутри шкафа и подключаться ко всем системам. Пришлось перед транспортировкой слить с него 160 литров трансформаторного масла. Судя по резкому керосиновому запаху — какой-то современный продукт нефтепереработки. Токсичный ПХБ так пахнуть не должен.

Общее управление микроскопом — ручное. Нужно прощелкать множеством тумблеров согласно циклограмме. Общее время первого запуска — 20 минут с момента включения нагревателя диффузионного насоса. На прогретом насосе — откачка всей колонны занимает 5 минут, а отсека с образцом — всего лишь 30 секунд, но только если прибор и держатель образцов максимально чистые. Датчик давления в системе присутствует, но нет ни одного стрелочного прибора, куда бы выводились его показания… Или я его не нашел. Скорее всего он участвует в системе блокировки клапанов, не давая возможности открыть работающий диф. насос при атмосферном давлении в колонне, так как это чревато возгоранием рабочей жидкости. Рабочее давление микроскопа мне неизвестно, но я ожидаю его в пределах 10-5 — 10-6 Торр.

В итоге комплектация и состояние прибора — около-идеальное. Заменить масло, подключить блок питания и хоть сейчас включай и поехали. Одна проблема — к этому шкафу еще должна идти тумбочка с источником питания и пара форвакуумных насосов, и если с предварительной откачкой можно разобраться, то родной источник питания утерян... Ну, хотя бы на него есть вся документация…

❯ Спасательная операция

Возвращаемся в декабрь 2024, где я натыкаюсь на этот микроскоп на авито. Ламповый красавец, да еще и в моем городе, в пяти минутах пешком от офиса! Я тут же набрал хозяйку, обсудил с ней микроскоп и его предполагаемую судьбу, а сам на измене — я хочу себе электронный микроскоп, но я не хочу себе столь большой, но его однозначно надо спасать — иначе есть вероятность, что в итоге его пустят на металл.  Успокоившись, я написал тов. @BootSector — Алексею Бутырину, мол, есть микроскоп, уникальный в своем роде, в идеальном состоянии, не желает ли московский политехнический музей выкупить его себе за сущие копейки? Спустя пару дней Алексей возвращается с новостями — «предложение всех заинтересовало, давай попробуем».

Не будем вдаваться в подробности закупочных комиссий бюджетных организаций. Музею пришлось командировать куратора отдела микроскопии — Ольгу Федоровну Тихомирову. Она очень «удачно» приехала — утром было тепло, а к вечеру повалил снег, который покрыл дороги тонкой корочкой льда. К середине апреля многие уже неделю как катались на летней резине..

Куратор от состояния микроскопа была в полном восторге. Особенно ей понравились рабочие журналы с описанием экспериментов — история экспоната имеет огромное значение. Прибор использовался при разработке оборудования для производства микроэлектроники!

Тут важно, что у музея уже есть несколько электронных микроскопов. Один из них — первый советский электронный микроскоп, разработанный в мастерских ГОИ, есть и первый серийный микроскоп ЭМ-3. Еще есть один большой JEOL, но сильно потрошеный. Моя задача — подготовить внешнее экспертное заключение о том, насколько этот микроскоп хорош с исторической точки зрения, с точки зрения его состояния, и насколько оправдана его стоимость.

И вот, 13 мая, я в Японии гуляю на экспо 2025, а в музее тем временем проходит закупочная комиссия, где важные лица заявляют — «Берём!». Определяемся с датой перевозки, я заранее приезжаю слить масло с трансформатора, и подготавливаю микроскоп к транспортировке. Снимаю голову, дабы уменьшить его высоту, пакую лампы чтобы не разбились, закрываю колонну пупыркой и картоном..

Микроскоп стоит в частном секторе, прямо в центре дома.  В день Хэ, в 6:30 я приезжаю на объект дабы выдернуть входную дверь и встретить такелажников. Быть может, я и нанял самых дорогих грузчиков, но парни обычно таскают 60-тонные станки и точно знают, что делать с полуторатонном шкафчиком. Ребята очень лихо закинули микроскоп на длинную и низкую рохлю, вытолкали его на улицу и манипулятором погрузили в газель. Туда же отправились трансформатор и прочие коробки. Вернув хозяйке на место входную дверь я залез в газель, и мы двинули в Москву. На погрузку ушло около 2 часов. Еще 6 — на дорогу из Нижнего Новгорода.

Добрались до Москвы без пробок, заехали на территорию Технополиса, где и располагается открытое фондохранилище музея. Открытое оно потому, что вы можете туда попасть без особых проблем, хотя и по предварительной записи небольшими группами.

Так как микроскоп и трансформатор предусмотрительно были установлены на паллеты — их оперативно сняли погрузчиком, перегрузили на рохлю, и мы повезли его до места хранения. Быстрая распаковка, ставим на место голову и voilà! Полгода переживаний — и микроскоп спасен! Запускать его не планируют, но зато сохранят на долгие годы.

Вот и завершилась история по спасению объекта настоящего инженерного искусства. Особые слова глубочайшей признательности хочется выразить сотрудникам музея — Алексею Бутырину и Ольге Федоровне Тихомировой. Без их профессиональной поддержки, искренней вовлеченности и неиссякаемого энтузиазма моя авантюра бы не состоялась.

Что касается финансовой стороны — помимо выделенного музеем бюджета на организацию перевозки, мне пришлось выложить из своего кармана круглую сумму, но это мелочи на фоне возможности сохранить для будущих поколений этот уникальный образец инженерной мысли.

К слову, приглашаю вас посетить открытые музейные фонды, они расположены в Москве, в Технополисе, возле станции метро Текстильщики. Требуется предварительная регистрация на сайте музея, так как без этого вас не пустят на территорию Технополиса. В фондах регулярно проводятся интересные экскурсии.

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу.

Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Автор текста: MaFrance351

Приветствую всех!

Многие из нас застали лично и всё ещё помнят «модемную» эпоху. И даже мне самому доводилось ими пользоваться, а много позже я писал про то, каково в нынешних реалиях сидеть в интернете через старый аналоговый модем. Но вот мне стало интересно: а как насчёт попробовать позвонить не через мини-АТС, а на устройство в другом районе или даже в другом городе? Именно этим мы сейчас и займёмся.

Итак, в сегодняшней статье проверим на практике, реально ли заставить два модема связаться друг с другом в наши дни заката эпохи медных линий. Узнаем, насколько стабильным будет соединение и будет ли оно вообще. Традиционно — много интересного.

❯ Суть такова

Давным-давно, когда интернет был ещё по карточкам, АТС были аналоговыми. Именно эта характеристика  и позволяла использовать их для модемной связи — сигнал никак не сжимался и не модифицировался, что дает возможность передавать не только голос, но и данные. Заставшие те годы могли помнить, как сильно влияло на качество соединения наличие на его пути устройств типа уплотнителей абонентских линий.

Одной такой незамысловатой коробочки на пути от телефонной розетки до АТС было достаточно, чтобы скорость модемного соединения упала до неприлично малых значений. Наличие или отсутствие такого оборудования иногда даже становилось решающим фактором при выборе квартиры, настолько сильно оно могло испортить качество связи?

Но вот прошли годы и эпоха тёплых ламповых медных проводов стала уверенно подходить к концу. Мало где осталась «настоящая» телефонная линия, вместо неё поголовно втыкаются GPON или VoIP-шлюзы. И даже если дома всё ещё остались телефонные розетки, запросто может быть, что лапша от них идёт не до АТС, а до коробочки на чердаке. Большинство пользователей даже не заметили изменений — на голос преобразование сигнала практически не влияет. А вот модемам не повезло — поток, прошедший через алгоритмы фильтрации и сжатия, для них уже не подходит, отчего связь либо устанавливается, но на очень малой даже по модемным меркам скорости, либо не может установиться совсем. Вот тут-то мне и стало интересно: будут ли два модема соединяться друг с другом в новых реалиях? По идее, связь должна быть очень медленной и нестабильной. Ну что же, погнали проверять!

❯ Что же мы будем делать?

Мне всё хотелось попробовать позвонить кому-то на модем по настоящей линии и попробовать соединиться. Но сделать это никак не удавалось: у тех, кого я мог попытаться уговорить на такое предприятие, не было дома телефонной линии, просто, у тех, кому я предлагал, не было телефонной линии. Ещё я неоднократно встречал на просторах мнение, что если вдруг однажды «традиционного» интернета не станет, то модемы якобы всех спасут, к чему по указанным чуть ранее причинам относился довольно скептически.

Хотя почти все модемные провайдеры в нашей стране умерли, ещё были надежды кое-куда попробовать позвонить, а по номерам +74232300100 и +74232499100 ещё год назад отвечал модем, к которому можно было подключиться с логином и паролем rol. Увы, ещё тогда, когда он работал, я пробовал на него позвонить, но успехом это не увенчалось — модемы соединялись, но связь тут же рвалась. На этом о данных экспериментах я забыл.

Но вот однажды один мой товарищ (тоже с Дальнего Востока) предложил попробовать позвонить по модему и посмотреть, что из этого выйдет. Именно этим мы сейчас и займёмся.

❯ Обзор оборудования

С моей стороны подключаться будем при помощи вот этих двух модемов — Acorp основной и Zyxel запасной.

А вот модем на другой стороне — Zyxel более новой модели.

❯ Звоним

Как обстоят дела с интернетом, я уже знал по результатам своих опытов с АТС: всё очень печально. Поэтому теперь было интересно просто попробовать позвонить и проверить, будет ли соединение держаться, а также узнать, какую максимальную скорость удастся установить.

Итак, обмениваемся городскими номерами, надеясь, что домашние потом не станут жертвами пранка, и начинаем звонить.

Для проверки открываем самый обычный PuTTY и пробуем. Сначала позвонил на свой телефон и, убедившись, что гудки идут, набрал дальневосточный номер.

И, несмотря на опасения, связь установилась! Ну а набранное в терминале успешно отображалось на компьютере в шести тысячах километров от меня. Все пару минут соединение нормально держалось, после чего я его грохнул. Разумеется, скорость составляла не 115200 бод, а всего лишь 14400, как можно было убедиться AT-командой ATW2.

❯ Кидаем файлы

Дальше попробовали передать файл. На той стороне был HyperTerminal, я же открыл NC с его терминальным софтом.

Перед звонком надо зайти в настройки модема и поменять тоновый набор на импульсный (ATDT заменить на ATDP): иначе, как оказалось, моя АТС наотрез отказалась звонить, а только выдавала короткие гудки.

Ну что, пробуем?

Соединение даже установилось, а это значит, что можно пробовать передать что-то потяжелее.

Открываем меню и выбираем приём файла по какому-нибудь протоколу.

И файл даже успешно передаётся, хоть и с изредка возникающими сообщениями типа «CRC Error».

Дальше захотелось передать что-то потяжелее. И…

Не было ни-е-ди-но-го разрыва, ещё раз я вам говорю!

Попытка переподключения оказалась неудачной. Модемы долго пищали, но так и не смогли сговориться. Пришлось бросить трубку, перезагрузить модемы и попробовать снова. С некоторой попытки связаться удалось.

❯ Звоним мне

Следующей идеей было позвонить уже на мой номер.

Открываем терминал, ждём звонка. Берём трубку, и модемы начинают соединение.

И они даже смогли его установить, впрочем, буквально сразу же связь оборвалась.

В следующую попытку нас ожидало то же самое. Как, впрочем, и во все остальные. У меня есть предположение, что дело в том, что модем не может воспринять попорченный GPONом сигнал, так как при звонке с моей стороны (где есть аналоговая линия) связь хоть и не была особо стабильной, но всё же могла состояться, тогда как при вызове моего номера не удалось подключиться вообще ни разу.

После кучи неудачных попыток был вытащен модем Zyxel Omni 56K (с гордой надписью «Российская версия» на днище).

На старых линиях (даже из гнилой лапши) он работал отлично, но вот новые оказались ему не по зубам.

❯ А возможно ли это вообще?

Если всё же хочется подключить модем к настоящей телефонной линии и позвонить им на другой девайс, то выход таки есть. Для этого нужно иметь аналоговую линию на обоих концах (желательно без какой-либо «цифры» между ними, то есть звонить лучше в пределах города или села).

А вот и пример. Здесь звонок производится в небольшом городе, где традиционная линия сохранилась и сейчас. Та самая неповторимая атмосфера нулевых тоже присутствует. В городах побольше эффект будет совершенно непредсказуемым.

❯ Что же в итоге?

Как я и ожидал, на нынешних телефонных линиях работать модемам очень тяжело. Всё же с приходом цифрового оборудования эпоха dial-up практически окончательно ушла в историю. Если у вас аналоговая линия, смысл пробовать всё ещё есть, с GPON же конец будет немного предсказуем. Тем не менее, даже на такой плохой линии связь установилась, а если программно занизить скорость, то стабильность соединения вырастет. Кто знает, может быть, в другом городе и с другим оборудованием повезёт больше.

Такие дела.

Что ж. Заставить два «динозавра» работать вместе в 2025-ом – задача не из легких! Этот эксперимент требует тщательной подготовки и надежной инфраструктуры. А вот с сервисами Timeweb Cloud все просто. Потому вэлкам.

Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Автор текста: vladkorotnev

Всем привет. На коленках смастерил табло и она попала в японский сериал. Для всех остальных: рассказываю, без регистрации и СМС, как это сделать, во всех подробностях. Итак...

Уже не первый десяток лет газоразрядные цифровые индикаторы переживают свой ренессанс. Одни собирают часы и метеостанции на широко распространённых ИН-12, другие уходят в тему с головой и пытаются наладить своё производство ламп немыслимых доселе форм и размеров.

Я же предпочитал в своих конструкциях использовать ВЛИ (VFD) — они требуют куда более низких напряжений питания, да и весьма чаще встречаются в виде готовых модулей, которым нужно лишь подать 5 вольт питания и данные.

Большинство конструкций на газоразрядниках, которые мне попадались в категории «для начинающих», использовали давно снятые с производства микросхемы дешифраторов по типу К155ИД1 или SN74141. Также многие встреченные схемы экономили на количестве оных, используя один дешифратор для всех ламп сразу, коммутируя аноды через оптопары.

Поставить же две ИН-12, валявшихся в ящике уже десяток лет, хотелось в свой проект CD-плеера — отображать номер трека или радиостанции. Поэтому хотелось иметь такой же модуль, как и любой другой дисплей — не сильно крупнее геометрически, чем сами лампы, подключающийся по стандартной шине и не требующий от процессора никаких заморочек с обновлением динамической индикации и всего такого, ну и на активно производящихся компонентах до кучи.

Так и зародился в проекте побочный файл платы с говорящим названием Nixierator.

❯ Принцип работы

На самом деле схема достаточно простая для плюс-минус сведущего в электронике человека. Однако для новичка она может быть не сильно понятной, поэтому разберём, что она делает, по шагам.

Справа можно увидеть вход высокого напряжения (HV), как правило для ИН-12 это 200 вольт постоянного напряжения. Резисторы Ra1 и Ra2 задают ток через индикаторы — для ИН-12 рабочий ток рекомендуется в диапазоне от 2 до 3,5 мА, и 100 кОм на 200 вольтах как раз обеспечивают щадящий режим работы по нижней границе этого диапазона.

Слева же у нас вход данных с ардуины, хорошо знакомая всем I2C-шина. R4 и R5 подтягивают её к положительному напряжению питания, на случай, если подтяжки не установлены на схеме, которая будет модулем управлять. По ней данные поступают в восьмибитный регистр PCF8574, адрес которого задаётся перемычками A2, A1 и A0.

Восьмибитный выход с регистра разбивается по полубайтам на два дешифратора MC14028. У каждого дешифратора есть четырёхбитный вход и 10 выходов. Если двоичное значение на входе попадает в десятичный диапазон от 0 до 9, то на соответствующем выходе из Q0-Q9 появится высокий логический уровень, в противном же случае — все выходы останутся на низком уровне. Можно представить эту логику в виде таблицы истинности:

Например, если мы запишем в регистр PCF8574 шестнадцатеричное число 0x28 — первые (старшие) 4 бита уйдут на верхний по схеме дешифратор (U8) и включат у него выход под номером 2, вторые (младшие) 4 бита уйдут на нижний дешифратор (U7) и включат у него выход под номером 8.

Дальше все эти выходы идут через микросхему SN75468 — сборку из семи составных транзисторов. Эти транзисторы дают нам усиление по напряжению, чтобы сигналами логических уровней (0..5 В) переключать питание нужных нам катодов газоразрядных ламп. Когда выход дешифратора активен (лог. 1), соответствующий транзистор в сборке открывается и замыкает подключённый к нему катод лампы на землю, зажигая его. Если же выход дешифратора неактивен (лог. 0), транзистор заперт — ток через катод не течёт, и он не светится.

Внимательный читатель заметит, что SN75468 по даташиту допускает максимальное напряжение коллектор-эмиттер равное 100 вольтам. Однако наши лампы работают от 200 вольт! Как же это работает, а закрытые транзисторы не пробивает высоким напряжением?

Именно по этой причине на схеме установлен стабилитрон Z1 на 91 вольт. Он подключён между общей точкой коллекторов всех транзисторов внутри SN75468 и их же общим эмиттером. Таким образом, на транзисторах никогда не будет больше 91 вольта между коллектором и эмиттером — либо 0 (транзистор открыт, катод зажжён), либо 91 (транзистор закрыт, катод погашен). Возможно, будет понятнее, если отрисовать этот участок схемы отдельно и упрощённо, лишь с одним транзистором:

Резистор R3 задаёт ток стабилитрона для достижения им рабочего режима и обеспечения правильного напряжения в точке между Z1 и R3. В интернете встречаются схемы, где этот резистор опущен, в надежде на то, что паразитный ток внутри не горящей лампы от анода к катодам будет достаточным сам по себе. Но тогда напряжение в точке между Z1 и R3 может оказаться ниже, чем 91 вольт — как повезёт с конкретными лампами и стабилитроном — падение напряжения на лампах же, напротив, увеличится, и даже выключенные катоды будут гореть частично или целиком. В идеале R3 нужно подбирать по даташиту стабилитрона, чтобы ток через него был оптимален, но я воткнул 100 кОм просто от балды, чтоб не заказывать лишние номиналы, и всё работало прекрасно.

❯ Почему это работает?

Как мы уже разобрались, в нашей схеме на выводе зажжённого катода будет потенциал в 0 вольт, а на выводе погашенного — те самые 91 вольт. Однако, цифры будут гаснуть несмотря на то, что потенциал погашенных катодов ниже потенциала анода.

Всё дело в том, что вольт-амперная характеристика у газоразрядного индикатора нелинейна, наподобие таковой, к примеру, у светодиода.

Напряжение, при котором ток начнёт течь, называют напряжением возникновения разряда (на графике слева точка D) — при нём в газовой среде происходит тлеющий разряд, который и светится вокруг катода.

После этого в лампе уже достаточно нагретого и ионизированного газа, чтобы тлеющий разряд поддерживал себя даже при понижении напряжения. Однако ниже определённого напряжения он уже себя поддерживать не сможет и погаснет — это напряжение называют напряжением поддержания разряда (на графике слева — точка E').

Посмотрим, чему эти напряжения равны для ИН-12, в паспорте на эту лампу:

В контексте нашей схемы напряжения будут:

• Когда цифра активна: потенциал катода 0 В (транзистор на землю открыт), потенциал анода 200 В, разность потенциалов (напряжение) — 200 В, что больше напряжения возникновения разряда в 170 В. Соответственно, катод зажигается.

• Когда цифра погашена: потенциал катода 97 В (транзистор закрыт, напряжение задано стабилитроном), потенциал анода 200 В, итого напряжение (200 - 97) = 103 В, что ниже напряжения поддержания разряда в 120 В. Значит, катод погаснет, хотя какой-то мизерный ток через него течь и продолжит.

❯ Печатные платы

По-быстрому раскидал на плате в диптрейсе — по мере возможности разводя подальше высокое напряжение и логику. Скорее всего, конечно, не пробьёт, но страшно такие вещи держать рядом.

В следующих ревизиях, если такие будут, хочется сделать сквозные разъёмы для питания и данных. Но так как я и эту в итоге не применил, то когда это произойдёт — вопрос тот ещё :-)

С источником высокого напряжения пока что не стал заморачиваться и взял готовое решение в виде повышающего модуля с алиэкспресса. В идеале его бы тоже интегрировать на плату, но не в этот раз.

Собираем, подключаем:

Работает, радостно!

❯ Код

По умолчанию все пины PCF8574 работают как выходы, поэтому для работы с ним через ардуину не нужна никакая библиотека кроме стандартной Wire. Вот пример кода, считающего на одном таком модуле секунды от 0 до 99 и мигающего нулём в старшем разряде на нечётных значениях меньше десяти:

Из нюансов здесь лишь перевод числа в двоично-десятичный код — т.е. чтобы при выводе десятичного числа 39 в регистр записалось двоичное 0011 1001b == 0x39 == 57d, а не 0010 0111 == 0x27 == 39d.

❯ Минута славы откуда не ждали

Собственно, платы я заказал и сделал, но в плеер мне нужна была лишь одна, а минимальный заказ на JLC PCB — четыре штуки. Выкидывать остальные четыре было бы расточительно, а положить их в долгий ящик — непонятно, когда бы они ещё понадобились.

Поэтому я заказал деталей, кроме ламп, на все пять плат, и выложил лишние четыре на Яху-аукционы — местный аналог почившего ныне «молотка» в рунете. Специально для начинающих ардуинщиков типа меня, которым с газоразрядниками поиграться хотелось бы, а откуда подступиться — непонятно.

Через пару дней в комментарии пришёл кто-то и начал расспрашивать: можно ли соединить несколько таких модулей? Можно ли на них вывести что-то кроме текущего времени или погоды? И в конце попросил написать на почту напрямую.

Оказалось, что им нужно табло для декорации машины времени в сериале! Как раз на 8 разрядов, из оставшихся последних четырёх плат.

Сериалом же оказалась экранизация настольной игры 「八月のタイムマシン」（Hachigatsu no Time Machine）, в жанре science fiction. Да, видимо в этом жанре в этой части планеты клише с дисплеями на технологиях пятидесятых годов прошлого века с нами ещё надолго :-) (Про саму игру, увы, ничего сказать не могу — не пробовал).

Как выяснилось, из всего того многообразия газоразрядных часов, которые присутствуют на тех же яху-аукционах — большинство либо собирается из готовых китайских конструкторов начинающими радиолюбителями, либо, в лучшем случае, проектируется под готовую прошивку. Желающих лезть в дебри прошивки, чтобы сделать из часов просто дисплей, не нашлось.

До кучи, как показала пробная съёмка оных с динамической индикацией — когда цифры очень быстро зажигаются по очереди — почти любое изменение скорости затвора вызывало мерцание цифр, как при съёмке ЭЛТ-монитора, что для кино недопустимо.

И тут как наудачу я выкладываю на продажу свои эти платы! Причём описанная здесь схема реализует статическую индикацию — все цифры всегда горят одновременно, и никакого мерцания не возникнет.

Поначалу была идея сделать просто набивку цифр в память через USB-UART и простейшее веб-приложение из одной страницы, общающееся с устройством через WebSerial.

Однако мне показалось впоследствии, что тягать по студии ноутбук на каждый чих — не самая лучшая идея, да и microUSB-разъём у ардуины нано — уж больно хрупкая штука. Идея с заменой ардуины на ESP8266 тоже показалась не лучшей — опять же нужен компьютер или телефон, плюс на съёмочной площадке, как правило, радиоэфир забит по самое не балуй, а у ESP с радиочастью исторически было так себе. Да и корпус этой части машины времени предполагался из стали — то есть выносную антенну делать надо, а ESP с IPEX-коннекторами у меня закончились...

И тут мой взгляд упал на валявшийся в ящике с деталями инфракрасный хвост от ТВ-тюнера.

А ведь это то, что нужно! Можно прилепить где-то в незаметном месте на декорациях, а если родного кабеля не хватает — всегда можно докупить в ближайшем магазине удлинитель для наушников (если такового вообще уже нет на студии) и нарастить его без особого геморроя.

В итоге были докуплены лампы и из подручных деталей было сварганено самое настоящее табло для машины времени:

Для управления из той же коробки с хламом был изъят неизвестного происхождения пульт с крестовиной и кнопкой питания — как раз на все функции, которые нужны. Пришлось, конечно, упихать всё довольно плотно, поэтому схема управления вышла нетривиальной:

Пример настройки и проверки можно увидеть на видео:

После одобрения реквизиторов и режиссёра табло уехало в мастерскую Azuma Kobo, где уже делали основную декорацию. И спустя пару месяцев машина времени наконец-то увидела свет:

Скриншот из трейлера

Часть табло попала и на постер самого сериала:

А эффект пролистывания цифр попал и в заглавные титры:

В эфир сериал пошёл с 4 мая 2025 года по каналу BS12.

А меня этот проект заставил задуматься о некоторых вполне себе нетехнических вещах.

Жизнь штука такая — никогда не знаешь, где выстрелит. Куча усилий была потрачена на плеер компакт-дисков, но внезапно не прошли даром и побочные наработки, которые в плеер вообще не вошли. Да и вообще, казалось бы, где самоделки ради чисто развлечения, и где весь этот большой шоубиз — а вот ведь как бывает.

Во-вторых, а не попытаться ли во что-то такое перекатиться из уже набившего оскомину погромирования и всего такого. Денег, может быть, в этой сфере и поменьше, зато творчества и интереса ни в пример больше.

❯ Ссылки и все дела

• Схема и печатные платы на Github

• Using the SN75468 as a Nixie Tube Driver — lucsmall.com

• Azuma Kobo — те, кто делали саму декорацию машины времени

• Страница сериала на сайте телеканала BS12

Написано специально для Timeweb Cloud (лучший хостинг из оставшихся) и читателей Пикабу. Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.