IThub Articles on electronics and electrical engineering

Электроника и электрика: полное погружение От щелчка выключателя до умных устройств, которые думают за нас Введение: почему электроника и электрика — это важно Мы живём в мире, который буквально питается электричеством. Свет в комнате, смартфон в руке, интернет, автомобили, заводы, «умные» дома — всё это работает благодаря двум тесно связанным дисциплинам: электрике — науке и практике передачи и распределения электроэнергии; электронике — управлению электричеством с помощью компонентов и схем.

1. Введение Анализ сигналов, распространяющихся в протяжённых средах (например, атмосфере или океане), осложняется наличием: фоновых шумов; квазирегулярных структурных неоднородностей; случайных флуктуаций; локальных аномалий, нарушающих равновесное состояние среды. Классические методы линейной фильтрации ориентированы на подавление шума за счёт сглаживания сигнала. Однако при этом часто теряется информация о локальных скачках — именно тех особенностях, которые соответствуют аномальным неодн

Сегодня сложно представить электронику без инфракрасных (ИК) технологий: пульты дистанционного управления, системы безопасности, промышленная автоматизация, медицинские приборы и робототехника — во всех этих решениях применяются ИК-приемники. Разберем подробно, что такое инфракрасный приемник, как он устроен, по какому принципу работает и как диагностировать его неисправности. Что такое ИК-приемник ИК-приемник (инфракрасный приемник) — это электронное устройство, предназначенное для приема и дек

Интернет вещей (IoT, Internet of Things) в промышленной среде получил отдельное направление — промышленный интернет вещей (IIoT, Industrial Internet of Things). Это комплекс аппаратных и программных решений, который объединяет датчики, оборудование, контроллеры и ИТ-системы в единую цифровую среду с возможностью обмена данными в режиме, близком к реальному времени. Внедрение IIoT позволяет: осуществлять непрерывный мониторинг оборудования; переходить от планового к прогнозирующему обслуживанию

Конденсаторы — обязательные компоненты большинства электронных устройств: от бытовой техники до промышленной автоматики. Они выполняют функции накопления и отдачи энергии, фильтрации помех, формирования частоты и сглаживания пульсаций напряжения. Во многих случаях отказ оборудования связан именно с неисправностью конденсатора. Поэтому важно понимать, как корректно проверить его работоспособность с помощью мультиметра и какие дефекты встречаются чаще всего. Что такое конденсатор и как он работает

LiDAR (Light Detection and Ranging) — это технология измерения расстояния с помощью лазерного излучения. Метод основан на регистрации времени пролёта лазерного импульса (TOF, Time of Flight) от источника до объекта и обратно к приёмнику. По сути, лидар — это высокоточный лазерный дальномер, формирующий трёхмерную модель окружающего пространства в виде облака точек. История технологии Концепция лидара была предложена в 1930 году британским физиком Edward Hutchinson Synge, который рассматривал воз

1. Зачем нужна PSRAM в ESP32 Микроконтроллеры семейства ESP32 имеют сотни килобайт встроенной SRAM, размещённой на том же кристалле, что и CPU, периферия и контроллеры. Для задач вроде: обработки графики (LVGL, дисплеи), буферизации аудио, работы с большими JSON, сетевых стеков, ML-моделей, этого объёма часто недостаточно. Поэтому архитектура предусматривает подключение внешней PSRAM (Pseudo-Static RAM) — псевдо-статической оперативной памяти, которая расширяет доступный heap. 2. Что такое

Почему STM32, а не продолжать на Arduino Arduino — отличный старт. Но в какой-то момент вы упираетесь в потолок: скорость 16 МГц не хватает, Flash/RAM заканчивается, нужны возможности которых у AVR нет — несколько UART, USB Device, Ethernet MAC, криптоускоритель, DSP-инструкции. STM32 — это семейство 32-битных микроконтроллеров от STMicroelectronics на базе ядер ARM Cortex-M. Характеристики даже бюджетного STM32F103C8T6 ("Blue Pill"): Параметр Arduino Uno (ATmega328P) STM32F103C8T6 Ядро AVR 8-би

Честный разговор об Arduino Arduino получил репутацию "игрушки для начинающих". Это несправедливо. Arduino — это доступная платформа с огромной экосистемой, которая используется в реальных устройствах, промышленных прототипах и мелкосерийном производстве. Да, у неё есть ограничения: 8-битный AVR, 16 МГц, 2 КБ RAM. Но для огромного класса задач этого более чем достаточно. Умный контроллер теплицы, анализатор вибраций, узел сбора данных, промышленный таймер — Arduino справится. Проблема не в платф

Что такое ПИД и почему он везде ПИД-регулятор (Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный) — самый распространённый алгоритм автоматического управления в промышленности. По различным оценкам, более 90% всех промышленных регуляторов используют ПИД или его вариации. Термостат в вашей духовке. Круиз-контроль в автомобиле. Система стабилизации квадрокоптера. Регулятор давления в насосной станции. Система автопилота самолёта. Везде — ПИД. Почему? Потому что он: Прост в понимании — три компоненты, т

Почему CAN Bus? История одного протокола 1983 год. Инженеры Bosch смотрят на жгут проводки в Mercedes-Benz W126 и понимают, что так продолжаться не может. 1000+ метров провода, сотни коннекторов — система ненадёжна, дорога и тяжела. Им нужна шина данных, по которой все блоки управления могут общаться. В 1986 году появляется CAN (Controller Area Network). В 1991 году Mercedes внедряет CAN в S-класс. Сегодня нет ни одного автомобиля без CAN. И не только автомобиля: промышленные роботы, строительна

Зачем RTOS на микроконтроллере Простой проект — один while(1) цикл. Всё хорошо: считали датчик, обновили дисплей, проверили кнопку. Но что если: Нужно принять UART-пакет точно за 10 мс, иначе потеряем байты Одновременно управлять тремя независимыми ПИД-контурами Обрабатывать CAN-сообщения с задержкой не более 5 мс И параллельно вести логирование на SD-карту Суперцикл (while(1)) ломается: длинная операция блокирует всё остальное. Прерывания помогают, но сложная логика в прерываниях — путь к х

Силовая электроника: между схемотехникой и энергетикой Силовая электроника — область, где электроника управляет реальной мощностью: сотнями ампер, тысячами вольт, мегаваттами. Это регуляторы яркости, частотные преобразователи, зарядные станции для электромобилей, солнечные инверторы, промышленные нагреватели. Ключевое отличие от малосигнальной электроники: КПД критически важен. 99% КПД в источнике 100 кВт означает 1 кВт тепла на радиаторах — и это допустимо. 90% КПД — уже 10 кВт тепловых потерь,

ESP32: почему он стал стандартом IoT ESP32 от Espressif Systems вышел в 2016 году и быстро стал самым популярным Wi-Fi/BT чипом для IoT. Причины: 240 МГц Xtensa LX6 (два ядра!) — серьёзная вычислительная мощь Wi-Fi 802.11 b/g/n + Bluetooth 4.2/BLE — встроено в один чип 520 КБ SRAM + внешняя Flash — достаточно для реальных приложений Богатая периферия: 18 каналов ADC, 2 DAC, 3 UART, 2 SPI, 2 I2C, I2S, CAN, Touch, Hall Цена $2–5 (модуль ESP32-WROOM-32) FreeRTOS в основе SDK — готовая RTOS "из

PCB-дизайн: мост между схемой и устройством Отличная схема в плохом PCB-дизайне — это источник помех, нестабильная работа, проблемы с EMC и перегрев. Хороший PCB-дизайн — это такая же инженерная дисциплина, как схемотехника. Современные инструменты доступны бесплатно (KiCad), производство быстрое и дешёвое (JLCPCB, PCBWay, OSHPark — 5 плат за $2 с доставкой за 2 недели). Барьер для входа в PCB-разработку никогда не был ниже. Но количество "тонких мест" не уменьшилось. Сегодня — практика без воды