Category: 73

Решил немно­го попро­бо­вать поиг­рать­ся с аксе­ле­ро­мет­ра­ми. Чисто по при­ко­лу. Ока­за­лась весь­ма занят­ная вещь.

Совре­мен­ные аксе­ле­ро­мет­ры рабо­та­ют по пье­зо­ди­на­ми­че­ско­му прин­ци­пу. Гру­бо гово­ря, есть полый куб, сде­лан­ный из пье­зо­элек­три­че­ских пла­стин, а внут­ри куба — шарик. В зави­си­мо­сти от поло­же­ния куба и уско­ре­ния, им испы­ты­ва­е­мо­го, шарик по-раз­но­му давит на пла­сти­ны, и полу­ча­ет­ся элек­три­че­ский сиг­нал. Самые про­стые аксе­ле­ро­мет­ры выда­ют ана­ло­го­вый сиг­нал, кото­рый мож­но счи­ты­вать в мик­ро­кон­трол­лер через АЦП.

Взял совсем недо­ро­гой и про­стень­кий аксе­ле­ро­метр ADXL335 (кар­тин­ка с Adafruit):

Даже тупо по над­пи­сям на пла­те сра­зу понят­но, как с ним рабо­тать.

В каче­стве интер­фей­са меж­ду ком­пью­те­ром и аксе­ле­ро­мет­ром взял свою ста­рень­кую Arduino UNO (чего ж ещё, для иссле­до­ва­тель­ских-то целей).

Теперь немно­го тех­ни­че­ско­го опи­са­ния и мате­ма­ти­ки. ADXL335 я питаю от 3.3 вольт. При уско­ре­нии в 0g, на соот­вет­ству­ю­щем выхо­де пла­ты име­ем VCC/2, т.е. 1.65V. АЦП на ATMEL ATmega328P — 10-бит­ные, соот­вет­ствен­но, полу­ча­ем раз­ре­ше­ние 5V/1024 = 4.9mv на одну еди­ни­цу. 1.65V/4.9mv = 336.

Так оно и полу­чи­лось: будучи поло­жен­ны­ми на абсо­лют­но плос­кую дос­ку, оси X и Y при счи­ты­ва­нии выда­ва­ли 336, а ось Z — 403 (пото­му что гра­ви­та­ция, и там у нас не 0g, а вовсе даже 1g).

Чув­стви­тель­ность аксе­ле­ро­мет­ра состав­ля­ет, при пита­нии от 3.3 вольт, 330 мил­ли­вольт на 1g. 330mv/4.9mv = 67, 336 + 67 = 403, всё пра­виль­но.

Но, блин, Арду­и­но, это, конеч­но, хоро­шо, но не очень. При запи­ты­ва­нии пла­ты напря­мую от USB, на вхо­де АЦП мик­ро­кон­трол­ле­ра есть очень силь­ный шум. У меня посто­ян­но пры­га­ли изме­ре­ния — от 0.98g до 1.02g. Свя­за­но это даже не сколь­ко с самим мик­ро­кон­трол­ле­ром, сколь­ко с тем, что напря­же­ние 5 вольт, выда­ва­е­мое обыч­ным ком­пью­те­ром — это что-то чудо­вищ­ное, с высо­ко­ча­стот­ны­ми навод­ка­ми, и про­чи­ми радо­стя­ми. Поэто­му если кому-то хочет­ся на обыч­ной Арду­и­но зани­мать­ся счи­ты­ва­ни­ем АЦП — сде­лай­те себе одол­же­ние, под­клю­чи­те сна­ча­ла нор­маль­ное ста­би­ли­зи­ро­ван­ное пита­ние. Запи­тал­ся от мое­го ста­ро­го лабо­ра­тор­но­го БП с линей­ным ста­би­ли­за­то­ром напря­же­ния — и нако­нец-то узрел нор­маль­ные непры­га­ю­щие зна­че­ния.

В прин­ци­пе, с шумом мож­но бороть­ся соф­то­вы­ми мето­да­ми, счи­ты­вая зна­че­ния мно­го раз, и усред­няя их. Но в зави­си­мо­сти от задач, это делать не все­гда прак­тич­но. Аксе­ле­ро­метр мож­но исполь­зо­вать, напри­мер, для рас­чё­та прой­ден­но­го рас­сто­я­ния. От пока­за­ний надо брать двой­ной инте­грал, так как пози­ция’ = ско­рость’ = уско­ре­ние. Но если пока­за­ния из-за усред­не­ния доступ­ны толь­ко раз в секун­ду, то полу­чит­ся фиг­ня, очень неточ­но.

Поэто­му в дан­ном виде аксе­ле­ро­метр для таких задач непри­го­ден. С ним мож­но толь­ко при­бли­зи­тель­но рас­счи­ты­вать, как накло­не­на пла­та. Ведь при накло­не­нии аксе­ле­ро­мет­ра, уско­ре­ние сво­бод­но­го паде­ния на оси Z пада­ет, и начи­на­ет дей­ство­вать на дру­гие оси. А даль­ше, в‑общем, про­стая три­го­но­мет­рия — про­ек­ции сил на оси, тре­уголь­ни­ки. Угол накло­на оси Z — арк­ко­си­нус от счи­ты­ва­е­мо­го уско­ре­ния, ника­кой магии. Накло­ни её на 90 гра­ду­сов — будешь счи­ты­вать 0g, arccos(0) = 90°, всё пра­виль­но.

Дабы не мудо­хать­ся со слож­ны­ми схе­ма­ми пита­ния, зака­зал дру­гой аксе­ле­ро­метр — MPU6050. У него внут­ри неон­ка свой АЦП, при­чём 16-бит­ный, что кру­че в 64 раза, а дан­ные он отда­ёт по I2C или SPI. Кро­ме того, у него есть трёх­ос­ный гиро­скоп! Я даже не знал, что быва­ют твёр­до­тель­ные гиро­ско­пы, кру­то! Буду про­дол­жать изыс­ка­ния.

Бают, что вдо­ба­вок к уже хоро­шо извест­ной мно­гим радио­лю­би­те­лям рус­ской пере­да­ю­щей стан­ции УВБ-76 неиз­вест­но­го назна­че­ния (пред­по­ло­жи­тель­но — воен­ной), так же извест­ной как «Жуж­жал­ка», доба­ви­лась новая, тоже на неве­ща­тель­ном диа­па­зоне 65 мет­ров. Ста­рая жуж­жал­ка рабо­та­ет на часто­те 4.625Мгц, а новая — на 4.612Мгц.

Что харак­тер­но, она появи­лась акку­рат с нача­лом бое­вых дей­ствий на Укра­ине.

Инте­рес­но.

Ста­рую жуж­жал­ку я пери­о­ди­че­ски слы­шу. Новую, навер­ное, не смо­гу — у неё мощ­ность суще­ствен­но мень­ше.

Из-за переот­ра­же­ния корот­ких волн сло­ем Хеви­сай­да точ­ное место­по­ло­же­ние радио­стан­ций оста­ёт­ся загад­кой.

Люб­лю такие вещи. Вот в интер­не­тах доволь­но слож­но пере­дать сооб­ще­ние без того, что­бы было неиз­вест­но, кто полу­ча­тель. Хотя попыт­ки быва­ют — так, я в сво­ей прак­ти­ке иссле­до­ва­ния ком­пью­тер­ных виру­сов стал­ки­вал­ся с пере­да­чей сооб­ще­ний о удач­ном зара­же­нии ком­пью­те­ра через рас­сыл­ку сооб­ще­ний про­то­ко­лом UDP, и рас­сы­ла­лось оно сра­зу на тыся­чи адре­сов — а так как UDP не тре­бу­ет руко­по­жа­тия и не тре­бу­ет под­твер­жде­ния пере­да­чи, какой кон­крет­но узел сооб­ще­ние при­нял, оста­ва­лось загад­кой. Но всё рав­но оно суще­ствен­но сужа­ло круг подо­зре­ва­е­мых.

Пере­да­чу по радио же отсле­дить невоз­мож­но. Ну, тео­ре­тицц­ки мож­но, конеч­но, отлав­ли­вать про­ме­жу­точ­ную часто­ту гете­ро­ди­на, но нигда, кро­ме как в бого­спа­са­е­мой Вели­ко­бри­та­нии, таких нала­жен­ных тех­но­ло­гий нет. В бого­спа­са­е­мой Вели­ко­бри­та­нии, к сло­ву, такая тех­но­ло­гия есть для отло­ва граж­дан, кото­рые не пла­тят за при­ём теле­ви­де­ния. Ага, там за при­ём пере­дач надо пла­тить. Зато рекла­мы по ТВ мень­ше.

Целую неде­лю зани­мал­ся сво­им полу­при­це­пом: докра­ши­вал, дова­ри­вал, досвер­ли­вал и допа­и­вал. Нако­нец-то почти всё доде­лал — за одним неболь­шим, но очень непри­ят­ным исклю­че­ни­ем.

При­це­пы поло­же­но не толь­ко надёж­но сцеп­лять с тяга­чом, но и под­клю­чать на них све­то­тех­ни­ку: стоп-сиг­на­лы, габа­ри­ты, пово­рот­ни­ки, и про­чая. На боль­шин­стве стан­дарт­ных аме­ри­кан­ских полу­при­це­пов исполь­зу­ет­ся плос­кий четы­рёх­кон­такт­ный разъ­ём (flat four plug): мас­са, левый пово­рот­ник, пра­вый, габа­ри­ты. А где стоп-сиг­нал? Стоп сиг­нал — оба пово­рот­ни­ка вклю­ча­ют­ся сра­зу. Так что стан­дарт­ный аме­ри­кан­ский полу­при­цеп пока­зы­ва­ет пово­рот одним из стоп-сиг­на­лов. А фонарь зад­не­го хода тут отсут­ству­ет как класс.

На моём пика­пе семи­кон­такт­ный разъ­ём. Ну, я поду­мал, что он более про­дви­ну­тый, раз­лы­сил лоб и уста­но­вил в полу­при­цеп зад­ние фона­ри с при­це­па как у боль­ших боро­да­тых даль­но­бой­щи­ков. Что­бы, пони­ма­ешь, и фонарь зад­не­го хода был и пово­рот­ни­ки были ж0лтенькие — так в моём пони­ма­нии эсте­тич­нее и пра­виль­нее, чем сто­па­ми сиг­на­лить. И уго­дил в фига­чеч­ную — ибо три допол­ни­тель­ных кон­так­та добав­ля­ют толь­ко лиш­ний про­вод с +12 (вклю­чать, напри­мер, в бук­си­ру­е­мом доме на колё­сах свет), кон­такт для элек­тро­ме­ха­ни­че­ских тор­мо­зов и фонарь зад­не­го хода. А выде­лен­ных пово­рот­ни­ков там как не было, так и нет.

Очень обид­но ста­ло, в первую оче­редь — на себя. При­це­пил сей­час так, что­бы сиг­на­лить сто­па­ми, а пово­рот­ни­ки у меня сей­час так, полу­ча­ют­ся… для мебе­ли.

Одна­ко быст­ро выяс­ни­лось, что не я один такой. И что, ока­зы­ва­ет­ся есть такая шту­ка, кото­рая из двух про­во­дов для пово­рот­ни­ко­в/стоп-сиг­на­лов дела­ет три — два пово­рот­ни­ка плюс стоп-сиг­нал. Но она сто­ит денег, во-вто­рых, боит­ся вла­ги, а в‑третьих, в интер­не­тах пишут, что у неё внут­ре… нет, не неон­ка, а обыч­ное реле, и что она из-за это­го очень пло­хо рабо­та­ет со све­то­ди­о­да­ми — надо нагру­зоч­ные рези­сто­ры вешать.

Я начал думать, и в прин­ци­пе-то не долж­но же быть так слож­но — нель­зя ли тут обой­тись тупо логи­че­ски­ми эле­мен­та­ми XOR и AND с обвяз­кой? AND — если оба пово­рот­ни­ка вклю­че­ны, то это не пово­рот­ни­ки, а сто­пы. А если толь­ко один (XOR) — то пово­рот­ник.

Но тут же осо­знал, что не полу­чит­ся — а как быть, если при тор­мо­же­нии вклю­чить пово­рот­ник? Тогда ведь во вре­мя отклю­че­нии при мига­нии одно­го из пово­рот­ни­ков XOR решит, что он один такой вклю­чён — и зажжёт пово­рот­ник про­ти­во­по­лож­ный, потен­ци­аль­но созда­вая нехо­ро­шую ситу­а­цию на доро­ге. И что теперь? Мик­ро­кон­трол­лер, что ли, туда запи­хи­вать, с отсле­жи­ва­ни­ем состо­я­ний? «А пять секунд назад нача­ли тор­мо­же­ние, зна­чит, теперь пре­ры­ва­ние одно­го рас­смат­ри­вать как пово­рот­ник»? Нет, я могу, конеч­но, но… блин.

Мне даже инте­рес­но ста­ло, а как же в кон­вер­те­ре они эту про­бле­му реши­ли. Неуже­ли там мик­ро­кон­трол­лер? Что-то я недо­пет­ри­ваю, долж­но всё быть про­ще.

PS: Рос­кош­ное соче­та­ние тегов, рас­кош­ное. Люб­лю, когда так полу­ча­ет­ся — сра­зу мно­го все­го.
PPS: Инте­рес­но, мож­но ли моди­фи­ци­ро­вать разъ­ём так, что­бы сто­пы не посы­лать на пово­рот­ни­ки? Тогда я бы сто­пы брал с кон­так­та для элек­тро­ме­ха­ни­че­ских тор­мо­зов.

У меня дома с элек­три­че­ством как-то не очень в послед­нее вре­мя. Отку­да-то при­ле­та­ет очень мно­го гар­мо­ник, а один из моих бес­пе­ре­бой­ни­ков часто щёл­ка­ет релюш­ка­ми.

Решил поме­рять, как у меня вооб­ще с напря­же­ни­ем, может быть дей­стви­тель­но часто про­па­да­ет? Дол­го чесал репу, думал поку­пать транс­фор­ма­тор для двер­ных звон­ков, делать раз­вяз­ку… но всё ока­за­лось про­ще. По сове­ту ув. ua9uqb купил пла­ту серии PZEM-004, где всё это уже было.

Пла­ту раз­ра­ба­ты­ва­ли и дела­ли китай­цы, но я был очень при­ят­но удив­лён её про­ду­ман­но­стью.

Осно­вой пла­ты явля­ет­ся какая-то ИС V9881D, на кото­рую я схо­ду не нашёл ника­кой доку­мен­та­ции. Пред­по­ло­жу, что это какая-то китай­ская схе­ма для элек­три­че­ских счёт­чи­ков.

Вид пла­ты свер­ху:

Сле­ва у этой шту­ки тор­чит серий­ный порт, отвя­зан­ный от основ­ной пла­ты оптро­на­ми Сити Мик­ро CT817C (два белых пря­мо­уголь­нич­ка). При­чём под ними в пла­те с запа­сом сде­лан вырез, что абсо­лют­но вер­но — что­бы не было про­боя, если на пла­те будет оса­док в виде пыли, кон­ден­са­ции, и про­че­го.

Сни­зу пла­та тоже сде­ла­на хоро­шо. Пур­пур­нень­ким я обвёл кон­такт, куда под­во­дит­ся фаза. Меж­ду ней и нулём тоже сде­лан вырез, и зем­ля­ной поли­гон отде­лён от неё почти­тель­ным рас­сто­я­ни­ем:

В‑общем, когда её дела­ли, люди дума­ли, что­бы не йох­ну­ло. Хотя вид­но, что пая­ли рука­ми, а флюс-то непло­хо было бы отмыть. Но лад­но, рабо­те элек­тро­ни­ки это не пре­пят­ству­ет.

Кто-то под­цеп­ля­ет­ся к ней через арду­и­но и про­чие мик­ро­кон­трол­ле­ры, но я посту­пил про­ще — при­об­рёл с ней в ком­плек­те шну­рок USB-serial, и под­це­пил к ста­рень­ко­му нет­бу­ку под Убун­той Мейт. Если таки йох­нет, то не жал­ко.

За что мы любим язык про­грам­ми­ро­ва­ния Питон? Не за косо­ру­кий син­так­сис и не за неудоб­ство дебаг­гин­га. Мы любим язык про­грам­ми­ро­ва­ния Питон за то, что для него есть туе­ва хуча биб­лио­тек, спо­соб­ных решать самые раз­ные про­бле­мы. В том чис­ле — и биб­лио­те­ка с обще­ни­ем с моду­ля­ми PZEM-004, modbus-tk, вот так, напри­мер.

Поэто­му вся про­грам­ма сво­дит­ся к деся­ти строч­кам кода, выво­дя­щим всё в файл CSV, кото­рый затем мож­но скор­мить чему угод­но, хоть эксе­лю. Счи­ты­вать пока­за­ния моду­ля полу­ча­ет­ся при­мер­но два раза в секун­ду, так что за три дня я насо­би­рал ста­ти­сти­ки аж на сто два­дцать мега­байт. Эксель и Пау­эр Би-Ай дол­го крях­те­ли, но визу­а­ли­зи­ро­вать всё это так и не смог­ли — у меня кон­чи­лось тер­пе­ние.

Опять же, дру­зья, за что мы любим Питон? За то, что там есть plotly и pandas, при помо­щи кото­рых в три строч­ки мож­но визу­а­ли­зи­ро­вать хоть чор­та бри­то­го, хоть лысо­го, хоть боро­да­то­го.

Полу­чи­лось, в общем, не очень инте­рес­но — напря­же­ние дер­жа­лось очень непло­хо, от 119.0 вольт до 122.3. Ну, отри­ца­тель­ный резуль­тат — тоже резуль­тат. Зна­чит, не в элек­три­че­стве было дело. Бес­пе­ре­бой­ник такой. Надо будет его заме­нить, пока он мне бата­рей­ку не испор­тил.

А модуль PZEM-004 крайне реко­мен­дую, полез­ный.

С элек­три­че­ством в доме какой-то кара­ул тво­рит­ся. Вен­ти­ля­то­ры гром­ко жуж­жат на утро­ен­ной часто­те тока в 180 герц, про­стень­кие ИБП частень­ко пере­клю­ча­ют­ся на бата­рею.

То, что сину­со­и­да напря­же­ния непра­виль­ная, вид­но даже нево­ору­жён­ным гла­зом:

Пере­во­дим осцил­ло­граф в режим ана­ли­за­то­ра сиг­на­ла и ужа­са­ем­ся:

Это в деци­бе­лах.

А если в сред­не­квад­ра­тич­ных воль­тах, то наи­бо­лее замет­на имен­но та самая тре­тья гар­мо­ни­ка на 180 герц, кото­рую слыш­но уша­ми:

Теперь понять бы, как бы про­ана­ли­зи­ро­вать всё это на пред­мет КНИ. По пра­ви­лам, быто­вое напря­же­ние не долж­но иметь КНИ более 5%. И если элек­тро­ком­па­ния допус­ка­ет в сво­их сетях такую пор­но­гра­фию, мож­но пожа­ло­вать­ся. Гово­рят, что сину­со­и­ду, где иска­же­ние менее 10%, гла­за­ми от обыч­ной не отли­чить. Если так, то тут замет­но хуже, ибо харак­тер­ный срез с зад­не­го фрон­та сину­са уж боль­но гла­за колет.

Тут есть пара мыс­лей:

Запи­сать пока­за­ния с осцил­ло­гра­фа в файл, так как у осцил­ло­гра­фа сза­ди тор­чит USB. И про­ана­ли­зи­ро­вать тем же Нам­Па­ем, бла­го граж­да­нин Пито­ныч все­гда под рукой.
Купить, блин, инстру­мент для ана­ли­за… очень не хочу это делать. Хоро­ший сто­ит как три чугун­ных моста.

Преды­ду­щим постом наве­я­ло.

Вот есть у нас фами­лия Morse. И людей с этой фами­ли­ей доволь­но мно­го, в том чис­ле извест­ных.

Один бри­тан­ский инспек­тор Морс, с ним всё понят­но. А вто­рой, про кото­ро­го я поду­мал — аме­ри­ка­нец Сэмю­эл (Samuel Morse), толь­ко поче­му-то он не Морс, а, блин, Мор­зе. Ага, тот самый, что при­ду­мал Азбу­ку Мор­зе.

Обще­при­ня­тое теле­граф­ное коди­ро­ва­ние на самом деле не «азбу­ка Мор­зе», а «азбу­ка Мор­са». Вот и живи­те теперь с этим.

Как надо­е­ли эти посто­ян­но меня­ю­щи­е­ся пра­ви­ла пере­во­да и тран­скрип­ции на рус­ский язык, кто бы знал. При­вет Нью-Йор­ку от Ново­го Орле­а­на.

PS: систе­ма Поли­ва­но­ва пере­да­ёт осо­бен­но пла­мен­ный при­вет хита­чам от хита­тей, тоши­бам от тосиб, а горе Фуд­жи от горы Фуд­зи.

В преды­ду­щих нуме­рах стен­га­зе­ты, более зна­ю­щие това­ри­щи, гля­дя на дикие кара­ку­ли, выда­ва­е­мые осцил­ло­гра­фом, заме­ти­ли, что это всё похо­же на ошиб­ку в изме­ре­нии. И ока­за­лись пра­вы.

Вот я заме­рял сна­ча­ла сину­со­и­ду, выда­ва­е­мую обыч­ной сетью. И всё на этой кар­тин­ке было пре­крас­но, поэто­му мето­ди­ку для изме­ре­ния выхо­да инвер­те­ров я не менял. А надо было.

Наи­бо­лее полез­ным был ком­мен­та­рий dimon_w, кото­рый сра­зу понял, что что-то не так с зем­лёй щупа. В обыч­ной аме­ри­кан­ской розет­ке три кон­так­та, зем­ля (обыч­но сни­зу), фаза (если зем­ля сни­зу, то спра­ва) и ноль (сле­ва, если зем­ля сни­зу). Куда цеп­лять зем­лю от щупа? Я поду­мал, что логич­но цеп­лять зем­лю щупа, вне­зап­но, на зем­лю розет­ки. И для изме­ре­ния стан­дарт­но­го сете­во­го напря­же­ния это рабо­та­ет. Но если отклю­чить зем­лю ИБП от зем­ли в розет­ке, выдер­нув шнур, то кон­такт зем­ли на розет­ке ИБП насто­я­щей зем­лёй уже не явля­ет­ся. Поэто­му осцил­ло­граф начи­на­ет пока­зы­вать какую-то хер­ню. «Зем­ля» на инвер­те­ре каким-то обра­зом свя­за­на с нулём, но пёс его зна­ет, как, поэто­му щуп надо было вешать на ноль.

И если так и сде­лать, то ужа­сы, демон­стри­ру­е­мые ИБП Сай­бер­Пау­эр уже не так страш­ны. Там вполне ожи­да­е­мый меандр:

Фор­ма эйпи­сиш­но­го выход­но­го напря­же­ния мне, прав­да, по-преж­не­му нра­вит­ся боль­ше:

Но вооб­ще раз­ни­ца меж­ду ними не настоль­ко дико вели­ка, как я «наме­рял» ранее.

Ну что ж, узнал мно­го ново­го. Пожа­луй что, зря я настоль­ко рез­ко выска­зал­ся о ИБП Сай­бер­Пау­эр. Мерять про­сто надо было пра­виль­но.