старый дисковод что можно сделать
Старый DVD-привод превращается… в лазерный микроскоп
В наше время DVD-приводы постепенно выходят из употребления, мало кто уже покупает диски или записывает их сам, а старые диски постепенно деградируют, ведь химическое покрытие на болванках не вечное.
Но для ненужного привода есть полезное применение. Например, из него можно смастерить лазерный микроскоп на Arduino (примечание: по факту требуется две лазерные головки, то есть два ненужных привода).
Это оптический микроскоп, который использует для сканирования образца сфокусированный лазерный луч.
Cканирование осуществляется путём перемещения лазера по двум осям в координатной сетки: x и y. Словно сканер, он проходит по всей поверхности объекта — и замеряет отражённый сигнал. Изображение составляется в специальном программном обеспечении, которое объединяет воедино результаты сканирования каждой точки.
Лазерная головка CD/DVD
Например, в в проекте GaudiLabs на фото вверху микроскоп изготовлен из двух лазерных головок HD DVD. Лазер из такой головки сканирует образец, фокусировка происходит с помощью собственного фокусирующего механизма. Движение луча — с помощью отклоняющих катушек лазера в головке.
Один из вариантов лазерного микроскопа — конфокальный лазерный сканирующий микроскоп, позволяющий реконструировать трёхмерные структуры по наборам изображений на разной глубине. Конфокальные лазерные сканирующие микроскопы часто используются вместе с флуоресцентными материалами для изучения клеток и других биологических образцов.
Принцип конфокальной визуализации запатентован в 1957 году Марвином Минским, Dahn
Разрешение изображения определяется количеством измерений, сделанных в направлении x, и количеством линий в направлении y. Максимальное разрешение ограничено апертурой объектива и длиной волны лазера, как и в обычных оптических микроскопах. При сканировании флуоресцентных веществ разрешение часто ограничено силой сигнала. Его можно увеличить за счёт использования более чувствительных фотодетекторов или увеличения интенсивности освещающего лазера.
Белок бета-тубулин в клетке ресничной инфузории Tetrahymena визуализируется с помощью флуоресцентных антител. Фото получено с коммерческого конфокального микроскопа, Павел Яснос
Какое разрешение у лазерных головок CD и DVD? Очевидно, его должно быть достаточно для считывания ямок на поверхности компакт-диска, которыми кодируется информация (0 и 1).
У дисков DVD эти ямки примерно вдвое меньше по размеру, чем у CD, а у HD DVD — ещё вдвое меньше.
Конструкция микроскопа GaudiLabs
Ребята из швейцарской лаборатории GaudiLabs начали с проверки концепции, что прибор в принципе возможно сконструировать.
Первый прототип
Конструкция микроскопа состоит из двух лазерных головок. Первая излучает лазер и сдвигает его по оси x. На второй закреплён сканируемый образец — она движется в направлении y. Вместо фотодетектора используется простой фотодиод. Катушки контролирует схема Arduino с приводом, а изображения обрабатывает опенсорсная утилита Processing. Разрешения сканирования около 1,1 мкм (толщина человеческого волоса около 50 мкм).
Для второго прототипа была изготовлена печатная плата с микроконтроллером Arduino Micro со специальными коннекторами для лазерных головок.
Верхняя и нижняя стороны печатной платы, куда крепятся две лазерные головки (репозиторий на GitHub со схемами и программным обеспечением)
Программное обеспечение отправляет сканеру параметры сканирования и получает данные сканирования построчно. Поддерживается установка следующих параметров:
Ямки на поверхности CD-ROM, сфотографированные самодельным лазерным сканирующим микроскопом
Некоторые другие фотографии:
Сканы бактерий с разным разрешением и разными цветовыми схемами
Лазерные сканы клеток дрожжей
В данном проекте использовались головки PHR-803T из привода Xbox 360 (HD DVD).
Конечно, GaudiLabs далеко не первые, кто сделал лазерный микроскоп из оптического DVD-привода. Например, немецкий инженер Ханнес Золинер выполнил аналогичный проект в рамках своей магистерской диссертации.
Фокусировка в микроскопе Золинера
Процесс сканирования в микроскопе Золинера
На сайте Instructables есть пошаговая инструкция для Arduino по сборке.
См. также научные статьи 2016 и 2018 годов с описанием подобных установок: Hacking CD/DVD/Blu-ray for Biosensing (ACS Sens. 2018, 3, 7, 1222–1232, doi: 10.1021/acssensors.8b00340) и Generating SEL and SEU with a class 1 laser setup (конференция RADECS 2016, doi: 10.1109/RADECS.2016.8093163).
Что можно сделать из старого CD привода
Прежде чем выкинуть старый привод, у которого работает электродвигатель или лазер, можно подумать о том, как его можно ещё использовать. На самом деле применение ему найдётся, хотя и не как проигрывателю или устройству для чтения.
Вращающаяся подставка для презентаций
Для регулировки скорости вращения, питание на электродвигатель подаётся через реостат, для того чтобы замедлить скорость вращения. На вращающейся части устанавливается аккуратная подставка круглой формы, и устройство готово.
Лазерная указка
В качестве корпуса для приспособления может послужить китайская указка, а из DVD или CD-RW-привода (более слабый вариант – CD-R-привод) извлекается лазерный диод. Визуально он напоминает схематическое изображение шляпы. Понадобятся верхний и средний контакты диода, в качестве плюса и минуса соответственно. Питание подаётся с двух пальчиковых батарей. Внимание! Категорически запрещено светить указкой в глаза людям и животным!
Тайник
Мысль простая, как и все гениальное – из корпуса неисправного CD—привода извлекается вся начинка, переднюю панель при этом не снимают, и следят, чтобы с неё не выпадали кнопки. Тайник получается достаточно внушительный, и металлоискатель его не выявит.
Точильный станок
Устройство с рабочим электродвигателем вполне может послужить в качестве небольшого точильного станочка для затачивания свёрл или небольших ножей. Для этого необходимо удалить верхнюю крышку привода, наклеить абразив на компакт-диск и слегка его усовершенствовать, как показано на видео:
Вентилятор
Для создания вентилятора понадобится 6-вольтный электродвигатель, крыльчатка, держатель для двигателя, а также источник постоянного тока, например, блок питания или пальчиковые батарейки.
Ещё идеи…
Как ещё использовать отжившее своё устройство? Из движущего механизма лазера делают гравёры, резаки, графопостроители. Линзу – применить в самодельном микроскопе. О применении корпуса, лазера и двигателя речь шла выше. Если устройство ещё работает – можно подсоединить к нему колонки и блок питания, получится проигрыватель. В крайнем случае, можно подарить или продать его на запчасти.
Что можно сделать из старого CD/DVD привода
Самое простое, что может прийти на ум – это изготовление вращающейся площадки для демонстрации какого-либо мелкого предмета. Ей особо заинтересуются коллекционеры небольших статуэток, значков, моделей автомобилей и нумизматы.
Чтобы создать подобную поделку, необходимо извлечь из привода электродвигатель с прижимом для диска. Мотор помещают в подходящий по размеру корпус и приклеивают его вертикально. К нему подводят питание. Обороты двигателя ограничивают включением в электрическую цепь резисторов или регулятора оборотов. К прижиму вала приклеивают обычный CD диск. После этого, вращающаяся площадка готова.
Из лазера привода получается отличная указка. Для изготовления подобного приспособления, разбирают модуль и извлекают из него светодиод с линзой. Его помещают в небольшой корпус от старого фонарика и там неподвижно закрепляют. Питание подают от двух, последовательно соединенных батареек, напряжением по 1,5 вольта каждая. К верхнему контакту светодиода подключают плюс, а к среднему выводу припаивают минусовой провод. В цепь встраивают выключатель или тумблер.
В качестве основания подставки применяют один из CD дисков. В его центре вертикально приклеивают картонную втулку. Чтобы закрепить на ней двигатель под нужным углом, в ее верней части делают полукруглые вырезы. Мотор приклеивают термоклеем. Лопасти вентилятора делают из второго CD диска. Его надрезают в нескольких местах, а затем опускают в горячую воду и формируют из секторов лопасти, немного разворачивая их вокруг своей оси. Вентилятор приклеивают к валу и соединяют моторчик с источниками питания.
Что можно полезного извлечь из CD\DVD рома радиолюбителю?
Видео моего товарища Сергея, известного как МистерПоделкинЦ
«Много полезных штук. Как и куда их применить смотрите в интернете, есть куча видео».
Расскажи другу, что существуют штативы, для съемки видео.
А то он как однорукий бандит.
Как и следовало ожидать кроме парочки двигателей, магнитов и лазера там почти ничего полезного нет.
В чем разбирался, то и выкрутил. Напомнило рассказ одного товарища, как сбрасывалась в рудничные отвалы порода с неизмеримо более ценными элементами, о пользе которых тогда не подозревали.
Растянул сильно. Я бы уместил всю суть в минуту.
А кто-нибудь знает, на что годны дохлые HDD?
Ну, кроме как на магниты и микроточилку?
Забавный, и в некоторой мере инновационный гаджет выпустил Синклер в 83 году
Обзор от русского ютубера Sinc Lair
СЕГА МАСТЕР СИСТЕМ 8 БИТ + ЧБ СИНКЛАР ФЛАТСКРИН ПОКЕТ ТВ
ИДЕАЛЬНОЕ СОЧЕТАНИЕ ОЛДСТАФФА
Еще фото кинескопа:
Вот такой гаджет я хотел бы в коллекцию)
Очень много времени прошло с момента публикации поста «В копилку доморощенного мастера. Литейная форма для штекеров ноутбучных БП» и все потому что я ленивая задница не имел времени.
Но вчера я зарегистрировался на Thinkiverse, и выложил несколько своих моделей. Большой отклик вызвала именно модель литейной формы для штекера ноутбучного БП, посему я решил доделать начатое и сделал на все мне известные круглые штекеры а также на коннектор RJ45 и 3.5 jack папа и мама
Вот список всех форм что есть на данные момент:
Коннектор прямой ноутбучный Ø5.5 mm
Заливать можете даже жидкой резиной с затвердителем.
Эксплуатация коннекторов с покрытием из горячего клея (в простонародии силикон) показала себя отлично. При нагревании от вентилятора ноутбука клей не потек хотя больших температур от него не поступало)
Добавлений в коллекции: 100
Как то так) Надеюсь и вам, дорогие друзья пикабутяне, мой небольшой труд будет полезным
Какая память была у первых компьютеров?
Необычный индикатор HDSP2113
Продолжение прокачки NES Classic Mini от Cluster
В копилку доморощенного мастера. Литейная форма для штекеров ноутбучных БП
Вот такого типа был тот штекер. Кто ставил их, знает что это ещё то дерьмо.
И я решил закорпусить его в силикон, сам металлический штекер оставить, пластик заводской в топку.
Благо теперь у нас есть 3Д принтер.
Фоток как печатал и разрабатывал нет. Сори. Да и кому они «нннада»?
Замерял я оригинальный резиновый корпус штекера и принялся моделировать. Сначала сделал сам штекер, потом из него формы. Вот что вышло
После чего закинул в Куру (Cura 15.04.6RU)
120 слоёв.
Толщина слоя 0.1мм.
Сопло 0.5мм
Заполнение 40%
Пластик ABS
Обдув выключен.
Печатало 1 час 55 минут. Обошлась форма в
5 гривен (с учётом света) или же 10.70 рублей.
После того как напечатало форму, я ёё смазал вазелином, вложил заранее перепаянный штекер (для ноута ASUS) и скрепил две части вместе. Обмотав банковскими резинками для денег. Залил через ОТВЕРСТИЯ горячий силикон из клеевого пистолета. Оставил остывать на час.
Вот что вышло:
Качеством и я и клиент остались довольны.
@gepka, думаю, тебе, сие полезно будет)
Как рассмотреть маркировку микросхем? Заметки начинающему радиолюбителю №1
Для этого вам понадобиться корректор
И пинцет. Также нужна коробка спичек. Любых, можно даже без спичек)
Захватываем микросхему пинцетом, чтобы было удобно и микросхема не двигалась по столу.
Наносим корректор. Чем больше тем дольше будет сохнуть. Я наношу небольшую капельку и пока он не засох размазываю соплом корректора по всей площи. Со временем вы поймёте сколько нужно корректора.
Получаем вот такой результат, теперь оставим сохнуть, или же приступаем к следующей микросхеме и проделываем с ней всё точно так же.
Когда наша(и) микросхема(ы) высохнут, приступ к зачистке лишнего корректора.
Возьмите микросхему ногтями двух пальцев.
И потрите о тёрку спичечного коробка.
Пока не получите такой результат. Видите? Уже можно разглядеть маркировку. Но она немного коричневая от тёрки.
Пальцем обтираем микросхему (можно палец смочить немного в воде)
И вуаля) Маркировка чётко видна на нашей микросхеме
Слева для сравнения не обработанная микросхема с лазерной гравировкой.
Справа та которую я покрасил корректором и зачистил тёркой от спичечного коробка.
P.S. Друзья, технобратья! Давайте делится своими маленькими хитростями в нашем любимом деле. Но соблюдайте нумерацию, этот пост №1, следующий значит должен быть под №2 и так далее всегда проверяйте номер последней заметки начинающему радиолюбителю.
Так же в конце названия поста добавте «Заметки начинающему радиолюбителю №. » и используйте тег #ЗНРадиолюбителю
Самодельный станок-расстановщик SMD компонентов на платы
Разработка одноплатного компьютера с нуля. Пособие для начинающих
Я занимаюсь разработкой электроники. Начал сравнительно недавно — когда микроконтроллеры от Atmel стали известны благодаря платформе Arduino. Тогда меня это не особо заинтересовало — на тот момент я уже программировал их из AVR Studio, читал истории DiHalt и мечтал о разработке собственного автопилота. 3 курс, Новосибирск, НГУ — это было увлекательно…
Но я с интересом наблюдаю за развитием и ростом индустрии встраиваемых и портативных систем: появление RaspberryPI, многообразия SoC и плат на их основах, системы умного дома, интернет вещей, смартфоны с растущей вычислительной мощностью — все это фантастический простор для деятельности. Результатом наблюдения стало желание поучаствовать: попробовать себя в разработке простой платформы, с целью изучения и накопления опыта.
Проекты на микроконтроллерах мне порядком поднадоели — подводных граблей очень мало, ошибки допустить достаточно сложно, все запускается «из коробки» — ни гибкости, ни сложности. С системами на кристалле — SoC (System on Chip) до этого я дела особо не имел — разве что ядро собрать, да Debian запустить. Поэтому я решил запустить простенький SoC, а именно пройти путь от схемы до рабочего Linux на борту. Да, в последующем я буду не совсем корректно называть SoC процессором, надеюсь, никого это не смутит.
Выбор у меня был небольшой, и определялся сложностью изготовления платы — только выводные корпуса, никаких BGA, максимум четырехслойный дизайн, а все потому, что я собирался прилепить свою платку к одному сравнительно простому рабочему проекту. Еще это означало, что в последующем я получу с производства уже спаянную плату, готовую к экспериментам.
В результате обзора доступных SoC я остановил свой выбор на iMX233 от Freescale. Выводной корпус, 454 МГц, контроллер DDR памяти, интерфейс к карте памяти SD/MMC, отладочный порт — отличный набор новичка. В придачу — композитный видеовыход («тюльпан»), аудио вход/выход, SPI, I2C, UART, USB, LCD. Будет чем заняться на досуге.
После чтения статей о платформе BlackSwift в потенциальных кандидатах появился Qualcom Atheros AR9331, но смутило отсутствие подробной информации в открытом доступе. Жаль, занимательный кандидат.
Меня интересовала минимальная конфигурация, достаточная, чтобы запустить на ней Linux. Соответственно к процессору была выбрана микросхема памяти на 32 МБ (256 МБит) (по тому простому принципу, что она у нас была в наличии). На тот момент я еще не вычитал на десятках форумов о существовании сложностей с этим процессором, только изучил рекомендации производителя по трассировке и, довольный как слон, делал все по рекомендациям.
Вообще, процессор (или SoC, так правильнее) интереснее с той точки зрения, что при его запуске значительно дороже выходят ошибки проектирования. Например, некорректная разводка DDR памяти может выразиться как минимум в последующих ошибках чтения-записи, как максимум — в невозможности инициализации памяти вообще. Цепи питания процессора — ошибка сожжет процессор при первом включении, интерфейсы — потеря периферии на этих интерфейсах, и так далее.
Поэтому начинать проще с изучения готовых отладочных комплектов, например официальной платы и ее документации. Платы у меня не было, но документация доступна всем желающим. В придачу полезно изучить все инструкции по применению, почитать форумы (это уже жизненный опыт :)) — в общем, изучить всю доступную информацию о жертве. После изучения начинается механическая работа — нарисовать схему, а затем и плату. Четыре слоя, минимальная ширина проводника 0.2мм, зазора 0.2мм, отверстия 0.3мм.
Подключил все, что можно подключить безболезненно – аудио входы и выходы, вывел видеосигнал на контактные площадки, всякую простую периферию — микросхему памяти с I2C интерфейсом, еще одну с SPI, держатель для uSD карты, конфигурационные перемычки, обязательно отладочный порт, и потом на свободное место все что осталось. Плата получилась небольшая — 70х40мм, с минимумом компонентов. Для NAND памяти места не осталось, но я планировал запускаться с SD/MMC. Работы на одну ночь.
Получилось страшненько. Слева направо: верхний слой, два внутренних, нижний. Процессор на верхнем слое, память на нижнем; на каждый сигнальный проводник DDR интерфейса по одному переходному отверстию; длины проводников выровнены, их средняя длина в пределах рекомендуемой, полигон земли между процессором и памятью почти без разрывов, и т.д.
Итак, плата спроектирована, документация на нее оформлена, все это передано в производство, и можно начинать готовиться к поступлению плат с производства. Начинаю изучать материалы на предмет нюансов запуска процессора, и натыкаюсь на стостраничные форумы, с описанием проблем и сложностей в запуске.
Становится не по себе — проблемы у людей вплоть до третьей переработки платы, процессор не работает с некоторыми модулями памяти, встроенная подсистема питания очень нестабильна, процессор очень придирчив к питанию, errata (документ, описывающий ошибки на процессор) на многие проблемы отвечает «ничем помочь не можем», софт в открытом доступе кривой, даже внутренний загрузчик нуждается в патче от производителя, в общем, проблемы намечаются серьезные. Выкачиваю BSP (board support package) от производителя — там каша из сотен скриптов и пакетов. Веселье начинается.
Спустя месяц приходят платы, и я начинаю эксперименты. Что-то в уголке подсознания всплывает, связанное с проблемами у монтажного производства.
Отступление
Эта система на кристалле приглянулась мне еще и тем, что несет на борту все необходимые для ее жизни регуляторы питания — как DC/DC (импульсные) так и LDO (линейные). В том числе и зарядное устройство для Li-Pol аккумулятора. Заводишь на SoC 5 вольт от USB — получаешь 1V8, 2V5, 3V3 и 4V2 на выходе. Что-то достается самому процессору, что-то уходит на память, можно аккумулятор подзарядить. Удобно. Можно сжечь все и сразу 🙂
Прочь сомнения, подать питание!
И никаких признаков жизни. Это хорошо, хорошо потому, что без дыма. Подпаиваю кнопку «Power», смотрю осциллографом на ножку кварцевого резонатора, запускаю — есть генерация на кварце. 24 МГц, страшненькие, но есть. Щуп осциллографа с делителем, пассивный, спишем на него. «Дедушка старый, ему все равно»
Начинается самое интересное — bringup. Как этот термин лаконично перевести на русский в данном контексте? Попытка вдохнуть жизнь? Не звучит.
В процессоре есть свой первоначальный загрузчик, который при включении проверяет условия старта — откуда и что грузить. Он же отвечает на запросы по шине USB. Его можно сконфигурировать перемычками на плате, или однократно прошиваемой OTP-памятью. Если перемычки перепаять я еще смогу, то перепрошить неперепрошиваемое вряд ли. Распаиваю перемычки, подаю питание, и о чудо — с отладочного порта приходят первые байты данных! Это значит, что процессор доволен питанием, самые базовые его узлы запустились, и можно что-то делать дальше. Что значат эти коды, я узнал из кривоватого заголовочного файла, в виде PDF документа, с невнятными пояснениям, пропусками и за авторством huashan. Все ясно.
Хорошо, чтобы максимально оперативно работать с платой, оптимальнее будет подключить ее по проводам, и загружать исполняемый код по нажатию одной кнопки. Ок, подключаю по USB к компу. И ничего.
Никаких транзакций по шине USB, даже генерации на кварце. Плохо. Начинаю думать, изучаю плату, вспоминаю все тонкие моменты. Например, на этой плате рядом с процессором я поставил свой DC/DC преобразователь, с расчетом на питание какой-либо потребляющей нагрузки, подключил его к шине питания USB 5V, и ничем не нагрузил. Промеряю осциллографом — на входе 5 вольт, на выходе 5 вольт. Всплывают слова с производства, что-то по поводу резистора. Да, так и есть — в цепи обратной связи нет резистора. (- Капитан, капитан, якорь всплыл! — Хммм, скверная примета…)
Паяю резистор, и о чудо! Плата определяется по USB! До этого я смотрел на уровень напряжения шины питания — 5.1 вольт, никаких существенных помех, никаких пульсаций. Но процессору виднее. После запайки резистора заработал и DC/DC источник, пока без нагрузки, но, по крайней мере, перестал мешать процессору. Хорошо, что дальше.
Дальше надо разобраться с первоначальным запуском процессора и проверить работу DDR. Начинаю копать, и в процессе поисков собираю набор утилит и «бутлетов» — исходных кодов, позволяющих проинициализировать подсистемы питания, связку DDR контроллер-память и подготовить систему к дальнейшей работе. То, что надо — максимально простые исходники, с обилием индусского кода, но главное, они работают.
Утилиты позволяют загрузить эти бутлеты в память процессора и запустить их на исполнение. Все так сложно, потому что после включения встроенный загрузчик ничего не знает про внешнюю оперативную память, а поскольку нет памяти – некуда загружать, к примеру, ядро Linux. Получается цепочка из нескольких звеньев, где на каждом этапе выполняется незначительный шаг вперед.
Для подключения к последовательным портам, для реализации всяких внутрисхемных JTAG отладчиков, программаторов и аналогичных задач в другом проекте был реализован USB-UART мост на FT2232. Двухслойный дизайн, выведены оба порта на гребенку с шагом 2 мм. В этом проекте другая история – USB-UART мост + платка сбора данных размещается в центре основной платы, и конструктив прибора предполагает ее удаление.
Все эти платы проектировались параллельно, поэтому я сразу заложил идентичные размеры и возможности гибкого соединения. Не зря 🙂
Отлично, компилирую исходники, собираю этот конструктор, загружаю, и получаю первые строчки из отладочного порта! Подсистема питания запустилась!
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 0.65V
No battery or bad battery detected. Disabling battery voltage measurements.
EMI_CTRL 0x1C084040
FRAC 0x92926152
power 0x00820710
Frac 0x92926152
start change cpu freq
hbus 0x00000003
cpu 0x00010002
Заглядываю в исходники инициализации памяти, разрешаю простейший тест, правлю ручками процедуру инициализации под мою конфигурацию платы, запускаю вновь:
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 1.74V
No battery or bad battery detected. Disabling battery voltage measurements.
EMI_CTRL 0x1C084040
FRAC 0x92926152
power 0x00820710
Frac 0x92926152
start change cpu freq
hbus 0x00000003
cpu 0x00010002
start memory test, at 0x40000000
end memory test, at 0x41FFFFFC
Замечательно! Тест памяти пройден! Это очень хорошо, теперь туда можно загрузить что-то посерьезнее.
Посерьезнее у меня это U-Boot. Я знаком с этой системой, мне она кажется вполне адекватной и функциональной. Позволяет работать с периферией — актуальные версии работают с USB, SD/MMC, Ethernet, загружать образы c FAT/ext2 разделов, передавать управление, и главное — моргать светодиодиком — все то, что нужно для счастья и более гибкой отладки на первоначальном этапе.
Поэтому не долго думая выкачиваю актуальную версию из официального репозитория, беру самую близкую конфигурацию, компилирую, собираю с индусскими бутлетами в один файл, и загружаю в процессор:
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 1.74V
No battery or bad battery detected. Disabling battery voltage measurements.
EMI_CTRL 0x1C084040
FRAC 0x92926152
power 0x00820710
Frac 0x92926152
start change cpu freq
hbus 0x00000003
cpu 0x00010002
start memory test, at 0x40000000
end memory test, at 0x41FFFFFC
U-Boot 2015.04-rc3-00209-ga74ef40 (Mar 16 2015 — 12:47:34)CPU: Freescale i.MX23 rev1.4 at 227 MHz
BOOT: USB
DRAM: 32 MiB
MMC: MXS MMC: 0
MMC0: Bus busy timeout!
MMC0: Bus busy timeout!
MMC0: Bus busy timeout!
MMC0: Bus busy timeout!
Card did not respond to voltage select!
MMC init failed
Using default environmentIn: serial
Out: serial
Err: serial
Net: Net Initialization Skipped
No ethernet found.
Hit any key to stop autoboot: 0
=>
И U-Boot запустился! Отлично, но плата запускается все еще по проводам. Надо разбираться с картой памяти. Хорошо, перепаиваю резисторы выбора загрузки, втыкаю карту — в терминале от процессора приходит ошибка. Вытаскиваю карту — другая. Вот это поворот! ©
Начинаю искать, поиски выводят на русскоязычный форум, на полезные и интересные 380 страниц обсуждения. Боюсь, ребята до сих пор вспоминают этот SoC крепким словцом.
Выясняется, что для загрузки с SD/MMC карты нужно обязательно прошить OTP биты, тогда еще что-то может быть и получится. В частности надо перенастроить в регистре OTP Register: 24 биты SD MBR Boot[3] — прошить в единицу, и SD_POWER_GATE_GPIO[21:20] — выбрать NO_GATE — в моем дизайне управление питанием карточки не предусмотрено.
«Неудобненько как-то получается». Это означает, что нельзя сделать загрузочную карту памяти, которой можно будет прошивать готовые приборы в партии, вместо этого придется подключать каждый прибор, и вручную прошивать эти злосчастные OTP биты. Разумеется, этот процессор я не буду использовать в сколько-нибудь серьезном проекте, но про такой момент забывать не стоит. Скачиваю виндовую утилитку, прошиваю эти биты, вставляю карту памяти, аккумулятор… Система стартует, и циклически перезагружается. Блин!
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 3.75V
Boot from battery. 5v input not detected
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 3.75V
Boot from battery. 5v input not detectedPowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 3.75V
Boot from battery. 5v input not detected
.
Правлю исходники бутлетов, в частности добавлю дополнительные отладочные сообщения, и выхожу на проблемный участок кода:
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 3.75V
Boot from battery. 5v input not detected
Try poweron_pll
Try turnon_mem_rail
Падает при подаче питания на DDR память. Хм. Где-то я уже читал об этом. А как до этого работало? Ладно, нестабильность найдена, надо разбираться.
Вокруг микросхемы памяти расположены ее законные развязывающие конденсаторы, 8 шт. по 100 nF. Но на выходе встроенного в SoC источника питания для памяти я поставил 2×10 uF, хотя производителем рекомендовано всего 1uF (инструкции читаю, если ничего другое уже не помогает, да). Ломать, не строить: отпаиваю один конденсатор, подключаю аккумулятор, и система стартует!
На самом первом фото виден этот конденсатор — вокруг него грязь, и он припаян только одним контактом.
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 3.75V
Boot from battery. 5v input not detected
Try poweron_pll
Try turnon_mem_rail
Try init_clock
EMI_CTRL 0x1C084040
FRAC 0x92926192
Try init_ddr_mt46v32m16_133Mhz
power 0x00820710
Frac 0x92926192
start change cpu freq
hbus 0x00000003
cpu 0x00010001
initcall: 3e09f908 (relocated to 40002908)
initcall: 3e0a013c (relocated to 4000313c)
initcall: 3e0a2ec0 (relocated to 40005ec0)
initcall: 3e0a2ea8 (relocated to 40005ea8)
initcall: 3e0a2e88 (relocated to 40005e88)
initcall: 3e0a2e68 (relocated to 40005e68)
Net: Net Initialization Skipped
No ethernet found.
initcall: 3e0a2e5c (relocated to 40005e5c)
Initial value for argc=3
Final value for argc=3
### main_loop entered: bootdelay=3
Хе-хе, работает! Ок, запишу этот факт как причину потенциальных нестабильностей в будущем, ибо остался еще один 10uF, который тоже может усложнять жизнь. Теперь пробую с внешним питанием.
PowerPrep start initialize power…
Battery Voltage = 3.74V
5v source detected.Valid battery voltage detected.Booting from battery voltage source.
Mar 18 2015
07:59:13
Try poweron_pll
Try turnon_mem_rail
Try init_clock
EMI_CTRL 0x1C084040
FRAC 0x92926192
Try init_ddr_mt46v32m16_133Mhz
power 0x00820710
Frac 0x92926192
start change cpu freq
Теперь начались зависания. Более того, ситуация не регулярная, периодически проявляется при питании от аккумулятора, периодически от внешних 5В, периодически стартует и работает. Опять правлю код, отключаю переключение процессора на PLL, ядро остается работать на 24МГц. Все стабильно. Меняю делитель PLL, скручиваю частоту, и плата успешно запускается на 320 МГц. Надо попробовать рекомендацию производителя — конденсатор на 100 pF в цепи импульсного DC/DC. Место на печатной плате под конденсатор я заложил. Позже вернусь к этому вопросу.
Итак, на текущий момент есть плата, стартующая с карты памяти, и загружающая U-Boot. Дальше по плану надо загружать ядро.
Выкачиваю актуальные исходники ядра с kernel.org, распаковываю и в три клика собираю ядро.
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$
mxs_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$menuconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$-j4 zImage modules
При настройке ядра надо строго указать слияние ядра+dtb
Надо включить Kernel low-level debugging functions вместе с early printk
И еще enable dynamic printk() support
И еще видеоподсистему отключить
И еще половину лишних и не очень драйверов
И еще собрать dtb — device tree blob, структуру, описывающую ядру базовые вещи — количество памяти, периферию SoC, и т.д.
И собрать все это в один файл
cat arch/arm/boot/zImage arch/arm/boot/dts/imx23-olinuxino.dtb > arch/arm/boot/zImage_dtb
После чего можно копировать ядро на флешь.
Запускаю, и получаю kernel panic. Логично, корневой файловой системы еще нет.
В качестве собственно операционной системы я выбираю Debian. По-моему, отличный дистрибутив — простой и надежный, как деревянная палка. Беру готовую сборку, распаковываю на раздел карточки, и указываю при загрузке ядра, где искать его законную корневую.
Дааа, есть над чем поработать.
Но, тем не менее, система работает, грузится с карточки памяти, размещается во всем диапазоне DDR памяти, и по праву может называться одноплатным компьютером! Это от схемы в голове до реализации в железе.
Итого, ошибок дизайна пока что не обнаружено, хотя нарекания уже есть. Что-ж, для начала, я считаю, достаточно.
На самом деле это только начало. Еще есть над чем поработать — разобраться с периферией, в частности интересен аудио и видеовыход, протестировать SoC на штатных частотах, а еще лучше разогнать, измерить потребляемый ток, проверить при минусовых и плюсовых температурах (интересна устойчивость DDR контроллера), проверить на ресурсоемких задачах (например, видеотрансляция с веб камеры по USB WIFI), и в результате сделать на платке WiFi-управляемый танк с камерой и направленным микрофоном. Но не сейчас. Сейчас у меня есть деловое предложение 🙂