Топ проектов недели: DJ-система на ESP32-P4, 1080p от RP2350, Myst на Atari 2600 и шагающая рука-робот
Подборка проектов за неделю с 19 по 25 сентября: ESP32-P4 берётся за работу ноутбука, RP2350 выжимает Full HD, а старые платформы — от Atari 2600 до японских часов семидесятых — снова удивляют.
Pajoniiir — DJ-система без ноутбука на ESP32-P4#
Две деки, волновые формы и BPM — всё рисует ESP32-P4 на 4,3-дюймовом экране
Диджеить с ноутбуком и контроллером можно десятком способов, но таскать с собой целый компьютер нравится не всем. Даниэль Вучинович сделал систему полегче — Pajoniiir, которая должна заменить ноутбук в диджейской будке.
На месте ноутбука — микроконтроллер ESP32-P4 в готовой связке с 4,3-дюймовым сенсорным экраном от Guition. Два USB-интерфейса ESP32-P4 заняты контроллером Pioneer DDJ-FLX4 и флешкой с медиатекой Rekordbox, а звук выводится через модуль ЦАП PCM5102A. Микроконтроллер читает и играет MP3, WAV и FLAC, отрабатывает команды с контроллера и показывает на экране волновые формы и органы управления. По сути, это большая часть того, что делал бы ноутбук, только за $50 — и без риска уйти в перезагрузку ради обновления Windows за десять минут до выступления.
LakeShark — карманный радиосканер на все случаи#
LakeShark (в центре) с водопадом на AMOLED-экране
Сегодня в очень компактное устройство можно уместить уйму радиофункций, и сканер LakeShark от SAMS0N1TE — хороший тому пример.
Основа — плата LilyGO T-Display P4, где ESP32-P4 соседствует с 4,1-дюймовым сенсорным AMOLED-экраном. На борту уже есть LoRa-модуль SX1262, GPS и девятиосевой инерциальный датчик, а автор добавил подключение RTL-SDR Blog V3 или V4, открывающее все возможности программно-определяемого радио. Сканер принимает транкинговые переговоры P25 Phase 1, ADS-B, пейджинговый POCSAG и обычное FM-вещание: можно слушать эфир или смотреть на мини-карте треки пролетающих самолётов. Есть водопад для исследования диапазонов и даже поиск активности устройств на nRF24 поблизости. Настоящий швейцарский нож для радиолюбителя, который помещается в карман.
Офлайн-Википедия на Cheap Yellow Display#
Статья с картинкой — прямо с microSD, без Wi-Fi
Проект Offline-Wikipedia Алуна Морриса превращает недорогую плату ESP32-2432S028 — ту самую Cheap Yellow Display (CYD) — в автономную читалку Википедии. На плате есть всё нужное: ESP32, цветной экран ILI9341 на 320×240, сенсорный контроллер XPT2046 и слот microSD. Ни Wi-Fi, ни облачных сервисов не требуется — содержимое хранится локально.
Источником служит база Kiwix в формате ZIM, и лучше всего устройству подходит Simple English Wikipedia: примерно 285 тыс. статей и около 3,3 ГБ, что без проблем помещается на современную microSD. Статьи, картинки и полнотекстовый поисковый индекс лежат на карте, так что искать и листать энциклопедию можно без интернета. Полная английская Википедия, скорее всего, упрётся в пределы памяти и производительности. В репозитории есть прошивка, утилиты предварительной обработки, которые переводят данные в удобный для микроконтроллера формат, и инструкция по установке. При первом запуске сенсорный экран калибруется, и калибровка сохраняется.
RP2350 выдаёт 1080p#
RP2350 пришлось разогнать до 372 МГц. Фото: Raspberry Pi, CC BY-SA 4.0
Выводить DVI-сигнал с микроконтроллера на DVI- или HDMI-монитор умеют давно, но возможности самих чипов ограничивали разрешение. Аарон Гейл пробил этот потолок и получил 1080p с RP2350. Прежний рекорд для микроконтроллеров уровня Raspberry Pi Pico — 720p на RP2040.
RP2350 быстрее и периферия у него шустрее, но даже так для Full HD его пришлось разогнать до 372 МГц. Ограничение осталось: под кадровый буфер места нет, поэтому изображение формируется построчно — приём, знакомый скорее по 8-битным компьютерам восьмидесятых. Код вывода 1080p входит в проект TVtop — настольную игру, поле которой показывается на телевизоре, а игроки управляют ходами со своих телефонов по Wi-Fi. Поэтому в проекте есть и ESP32, но к видеотрюку он отношения не имеет. Вдохновила автора, кстати, старая статья Hackaday, задававшаяся вопросом, возможно ли такое вообще.
Myst на Atari 2600#
Картридж Myst для Atari 2600 — демейк от VMW Productions
Atari 2600 была безумно популярна в конце семидесятых, но железо у неё, мягко говоря, скромное: чего стоят одни 128 байт ОЗУ. Писать под неё трудно и сегодня, и тем не менее Винс решил запустить на ней Myst.
Понятно, что PC-игра девяностых по всем параметрам не влезает в картридж Atari. Поэтому речь о «демейке» — переосмыслении игры, сделанном специально под старое железо. Но и ему понадобился особый картридж: Винс собрал его на деталях от оригинального картриджа BurgerTime, где памяти было больше обычного, и использовал схему переключения банков E7. Прошить файл в старую EEPROM оказалось мало: вылезли проблемы с таймингами и масса мелочей, растянувших проект примерно на три года. В итоге есть картридж, на котором Myst работает на настоящей Atari, — отличный эксперимент для любителя демосцены, который хотел выжать из оригинального железа всё.
Робот-рука, которая ходит на пальцах#
Кисть идёт по граниту — одной из 14 проверенных поверхностей
Шагающая робот-рука вышла как раз к Хеллоуину, хотя вряд ли специально. Исследователи из ETH Zurich научили слегка жутковатую отдельную кисть использовать пальцы как ноги: она передвигается по разным поверхностям, толкает мелкие предметы и нажимает клавиши.
За основу взяли серийную роботизированную кисть, добавили аккумулятор и Raspberry Pi Zero 2 W и написали управляющий софт на нейросети. У кисти двадцать суставов, по четыре на палец; сеть итеративно выдаёт следующее состояние суставов с учётом предыдущих движений, текущего положения и цели. Обучали её с подкреплением на симуляционной модели — такой подход дал бо́льшую скорость ходьбы, чем адаптированная модель движения четвероногого робота. Кисть умеет идти прямо, поворачивать, подниматься после падения (в 21 из 25 попыток — за 20 секунд) и нажимать клавиши, хотя без камеры печатать сама не может. Из-за геометрии её уводит вправо, так что приходится постоянно вносить поправку. Зато она прошла 14 разных поверхностей — от резинового коврика до гравия и травы. Авторы видят применение в связке с роботом-манипулятором: если нужно дотянуться дальше, кисть просто отсоединяется и идёт сама.
«Волновой канал» на 2,4 ГГц из латунных прутков#
Пять латунных элементов диаметром 1 мм на печатной раме
Мейкер собрал направленную Wi-Fi-антенну на 2,4 ГГц из 3D-печатной рамы и латунных прутков и наглядно показал, как геометрия антенны меняет качество связи ESP32. Стенд простой: одна ESP32 работает передатчиком от пауэрбанка, вторая подключена к компьютеру и измеряет RSSI принятых пакетов. Со штатными антеннами на расстоянии около 20 м получилось примерно −65 дБм, с покупной направленной антенной на передатчике — около −50 дБм.
Самоделка построена по классической схеме Яги («волновой канал»): активный вибратор, три директора и рефлектор из латунных прутков диаметром 1 мм, закреплённые нейлоновым крепежом на непроводящей печатной раме, вибратор запитан коаксиальным кабелем. Результат — около −52 дБм: заметно лучше штатной антенны, хотя до покупной чуть не дотянули. Если отвернуть антенну от приёмника, RSSI падает примерно до −60 дБм — направленность налицо. Напоследок автор снял диаграмму направленности на частоте около 2442 МГц с помощью моторизованного поворотного стенда, и на ней чётко виден главный лепесток.
«Цифровые» часы без цифровой электроники#
Tamura Lumitime: семисегментный индикатор на неонках, а внутри — шестерни
Часы с семисегментным индикатором можно собрать на счётчиках и дешифраторах 74-й серии или на микроконтроллере с RTC. А можно, как когда-то сделала одна японская компания, построить «цифровые» часы вовсе без цифровой электроники.
Марк Фёрно разобрал часы Lumitime фирмы Tamura. Снаружи — стильные цифровые часы с крупным красным семисегментным индикатором на неоновых лампах. Но внутри нет ни счётчиков, ни модуля RTC, ни транзисторной логики, считающей колебания кварца на 32,768 кГц. Вместо этого мотор через редуктор вращает металлические пластины, по которым скользят контакты-«пальцы». Пластины и зубчатая передача рассчитаны так, чтобы контакты зажигали нужные неонки сегментов в правильной последовательности. Эдакая механическая пианола, которая вместо мелодии «играет» цифры, — остроумное решение из времён, когда настоящая цифровая электроника стоила очень дорого.