- 29,109
- 46
- 8 Ноя 2022
И да, он даже тянет игры...
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/676;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Компьютер без розетки, аккумулятора и солнечной панели собрал энтузиаст с Reddit под ником PickentCode . Миниатюрная машина получает электричество от двигателя Стирлинга, который нужно нагревать открытым пламенем. При мощности всего 150 мВт система запускает игры, выполняет программы и позволяет писать код прямо на встроенной клавиатуре.
Двигатель Стирлинга работает за счёт разницы температур. Шотландский изобретатель Роберт Стирлинг запатентовал конструкцию в 1816 году. Один конец герметичного цилиндра нагревают, а находящийся внутри газ расширяется и сжимается по мере изменения температуры. Давление перемещает поршень, поршень раскручивает маховик, а небольшой генератор преобразует вращение в электрический ток. В отличие от двигателя внутреннего сгорания, топливо внутри рабочего цилиндра не горит.
На проектирование, сборку и программирование PickentCode потратил около месяца. Сначала автор подготовил трёхмерную компоновку в Blender, чтобы разместить двигатель, экран, клавиатуру и органы управления, затем собрал деревянный корпус. Боковые панели украсил с помощью самодельного лазерного гравера: на дереве появились портрет Роберта Стирлинга и схема из патента 1816 года. Корпуса электронной начинки, небольшие детали и колпачки клавиш изготовили на 3D-принтере. Декоративные трубки автор сделал из старых шлангов для душа и покрыл золотистой краской.
Вычислительную часть построили на микроконтроллере ESP32-C3 . К плате подключили монохромный OLED-дисплей диагональю 2,42 дюйма с разрешением 128 × 64 пикселя и клавиатуру из 16 кнопок. Генератор выдаёт нестабильное напряжение, поэтому в цепь добавили небольшие конденсаторы, которые сглаживают его колебания.
Следить за напряжением можно по аналоговому вольтметру на передней панели. Прибор подключен параллельно цепи. Рядом находятся два тумблера: один включает основную электронику, второй подаёт питание на вольтметр. Пока пламя нагревает двигатель, пользователь одновременно видит вращение маховика и показания напряжения.
Самое жёсткое ограничение проекта задаёт генератор. Двигатель вырабатывает только 150 мВт, или 0,15 Вт. Такой мощности недостаточно даже для многих привычных маломощных устройств, поэтому PickentCode сократил энергопотребление буквально во всех доступных местах. Wi-Fi и Bluetooth полностью отключены, яркость OLED-дисплея снижена, а частота процессора меняется в зависимости от нагрузки.
При обновлении изображения и обработке команд ESP32-C3 работает на частоте до 80 МГц. Когда программа находится в основном цикле и почти ничего не делает, частота снижается до 10 МГц. Такой режим помогает не тратить ограниченную энергию генератора в моменты простоя.
Программную часть построили вокруг CHIP-8. Исторически CHIP-8 относится к простым интерпретируемым языкам, программы для которого выполняются внутри виртуальной машины. Архитектура появилась в 1970-х годах и требует очень мало вычислительных ресурсов, поэтому хорошо подходит для микроконтроллера с жёстким ограничением по питанию. В проекте PickentCode работает собственная виртуальная машина CHIP-8.
В память заранее загрузили Tetris, Snake и Pong. ESP32-C3 одновременно обрабатывает нажатия 16-кнопочной клавиатуры, выполняет инструкции программы и выводит монохромную графику на экран. Для работы всей системы хватает энергии, которую небольшой генератор получает от вращающегося маховика.
Автор добавил и встроенный редактор кода. Через клавиатуру можно вручную вводить коды операций CHIP-8, а затем запускать написанную программу непосредственно на устройстве. Поэтому проект не ограничивается заранее записанными играми: пользователь может создавать собственные небольшие программы без подключения другого компьютера.
Двигатели Стирлинга уже применяли в компьютерных экспериментах, но раньше направление преобразования энергии было другим. В одном из проектов небольшой двигатель получал тепло от системы с AMD Ryzen Threadripper 3970X. Разница температур заставляла механизм вращать маховик, который при температуре окружающего воздуха около 20 °C, по заявлению автора эксперимента, разгонялся примерно до 200 оборотов в минуту. Полноценной заменой обычному охлаждению конструкция не была.
PickentCode использовал двигатель Стирлинга уже как источник питания. Пока сохраняется разница температур, маховик вращает генератор, а микроконтроллер получает необходимые 150 мВт и продолжает выполнять код.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/676;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Компьютер без розетки, аккумулятора и солнечной панели собрал энтузиаст с Reddit под ником PickentCode . Миниатюрная машина получает электричество от двигателя Стирлинга, который нужно нагревать открытым пламенем. При мощности всего 150 мВт система запускает игры, выполняет программы и позволяет писать код прямо на встроенной клавиатуре.
Двигатель Стирлинга работает за счёт разницы температур. Шотландский изобретатель Роберт Стирлинг запатентовал конструкцию в 1816 году. Один конец герметичного цилиндра нагревают, а находящийся внутри газ расширяется и сжимается по мере изменения температуры. Давление перемещает поршень, поршень раскручивает маховик, а небольшой генератор преобразует вращение в электрический ток. В отличие от двигателя внутреннего сгорания, топливо внутри рабочего цилиндра не горит.
На проектирование, сборку и программирование PickentCode потратил около месяца. Сначала автор подготовил трёхмерную компоновку в Blender, чтобы разместить двигатель, экран, клавиатуру и органы управления, затем собрал деревянный корпус. Боковые панели украсил с помощью самодельного лазерного гравера: на дереве появились портрет Роберта Стирлинга и схема из патента 1816 года. Корпуса электронной начинки, небольшие детали и колпачки клавиш изготовили на 3D-принтере. Декоративные трубки автор сделал из старых шлангов для душа и покрыл золотистой краской.
Вычислительную часть построили на микроконтроллере ESP32-C3 . К плате подключили монохромный OLED-дисплей диагональю 2,42 дюйма с разрешением 128 × 64 пикселя и клавиатуру из 16 кнопок. Генератор выдаёт нестабильное напряжение, поэтому в цепь добавили небольшие конденсаторы, которые сглаживают его колебания.
Следить за напряжением можно по аналоговому вольтметру на передней панели. Прибор подключен параллельно цепи. Рядом находятся два тумблера: один включает основную электронику, второй подаёт питание на вольтметр. Пока пламя нагревает двигатель, пользователь одновременно видит вращение маховика и показания напряжения.
Самое жёсткое ограничение проекта задаёт генератор. Двигатель вырабатывает только 150 мВт, или 0,15 Вт. Такой мощности недостаточно даже для многих привычных маломощных устройств, поэтому PickentCode сократил энергопотребление буквально во всех доступных местах. Wi-Fi и Bluetooth полностью отключены, яркость OLED-дисплея снижена, а частота процессора меняется в зависимости от нагрузки.
При обновлении изображения и обработке команд ESP32-C3 работает на частоте до 80 МГц. Когда программа находится в основном цикле и почти ничего не делает, частота снижается до 10 МГц. Такой режим помогает не тратить ограниченную энергию генератора в моменты простоя.
Программную часть построили вокруг CHIP-8. Исторически CHIP-8 относится к простым интерпретируемым языкам, программы для которого выполняются внутри виртуальной машины. Архитектура появилась в 1970-х годах и требует очень мало вычислительных ресурсов, поэтому хорошо подходит для микроконтроллера с жёстким ограничением по питанию. В проекте PickentCode работает собственная виртуальная машина CHIP-8.
В память заранее загрузили Tetris, Snake и Pong. ESP32-C3 одновременно обрабатывает нажатия 16-кнопочной клавиатуры, выполняет инструкции программы и выводит монохромную графику на экран. Для работы всей системы хватает энергии, которую небольшой генератор получает от вращающегося маховика.
Автор добавил и встроенный редактор кода. Через клавиатуру можно вручную вводить коды операций CHIP-8, а затем запускать написанную программу непосредственно на устройстве. Поэтому проект не ограничивается заранее записанными играми: пользователь может создавать собственные небольшие программы без подключения другого компьютера.
Двигатели Стирлинга уже применяли в компьютерных экспериментах, но раньше направление преобразования энергии было другим. В одном из проектов небольшой двигатель получал тепло от системы с AMD Ryzen Threadripper 3970X. Разница температур заставляла механизм вращать маховик, который при температуре окружающего воздуха около 20 °C, по заявлению автора эксперимента, разгонялся примерно до 200 оборотов в минуту. Полноценной заменой обычному охлаждению конструкция не была.
PickentCode использовал двигатель Стирлинга уже как источник питания. Пока сохраняется разница температур, маховик вращает генератор, а микроконтроллер получает необходимые 150 мВт и продолжает выполнять код.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
