orangepig

А вот и к кормушке IoT товарищи спешат

Потратил полчаса своего бесценного времени и немного почитал первую редакцию национального стандарта протокола для Интернета Вещей, который нам предлагает ФРИИ и аффилированные с ним «экспертные сообщества», включая, собственно, компанию «Вавиот».

Это, конечно, полный пиздец. Ни один вменяемый эксперт в разработке «стандарта» участия с очевидностью не принимал (и это, конечно, говорит об уровне экспертизы ФРИИ и товарищей примерно всё, ну а также заодно и о Вавиоте — «а король-то голый»), весь текст представляет собой поверхностное описание крайне наивного и простенького протокола, который Вавиот применяет в своих устройствах, при этом не раскрываются детали, необходимые для его реализации на уровне, обеспечивающем совместимость с той же продукцией Вавиота.

Оставляя в стороне тезис о том, что всё это служит исключительно целям рекламы компании Вавиот, а потому подписавшиеся под этим эксперты не заслуживают ничего, кроме «вон из профессии», посмотрим на техническую сторону.

1. Описание физического уровня сводится к тезису «мы используем модуляцию DBPSK и BPSK». Больше ничего содержательного не сказано, только налиты несколько страниц воды, большая часть которых имеет отношение не к физическому уровню протокола, а к характеристикам конкретных устройств и базовых станций (очевидно, просто перепечатаны ТТХ Вавиотовской базовки).

2. MAC-уровень представляет собой простой и наивный протокол, написанный под конкретную задачу. Для обеспечения помехоустойчивости используется кодирование по протоколу zigzag, разработанному в 2001 году.

MAC-уровень обеспечивает примерно нулевую расширяемость за рамки собственных потребностей компании Вавиот. ID устройства — всего 3 байта, некоторые из полей системных пакетов не допускают указания значений, отличных от используемых в текущих устройствах Вавиота (например, невозможно указать напряжение питания ниже 2,0 В, хотя под это поле выделен целый байт), в большинстве случаев над оптимизацией пакета по размеру авторы протокола даже не задумывались.

Что хуже всего, MAC-уровень не имеет никакой защиты вообще. Пакет не подписывается, счётчик отправленных пакетов отсутствует, поэтому как атаки повтором, так и подделка служебных полей пакета осуществляются без малейших проблем.

Для пейлоада указано опциональное шифрование XTEA, выбор стандарта шифрования ничем не обуславливается, хотя, вероятно, является следствием использования Вавиотом дешёвых 8-битных микроконтроллеров вкупе с желанием упростить самим себе разработку (для примера: полный цикл шифрования 16-байтного пакета на Cortex-M3 32 МГц по протоколу AES-128 занимает около 100 мкс, поэтому уже на ядрах такого класса рассматриваться как ресурсоёмкая процедура не может).

Добавление при шифровании соли никак не регламентируется, соответственно, в общем случае возможно определение состояния атакуемого устройства по анализу содержимого пакета без его расшифровки.

3. Возможность независимого существования оператора сети передачи данных и производителя устройств стандартом исключается — во-первых, из-за отсутствия у устройств гарантированно уникальных ID, во-вторых, из-за механизма выдачи ключей шифрования (индивидуальный ключ прописывается в прошивку устройства при его производстве). Кроме того, никак не описана архитектура системы в целом, всё, что лежит дальше антенны базовой станции, в стандарт не входит.

4. Соответственно, сама базовая станция также не описана практически никак, если не считать перечисления паспортных характеристик собственной базовой станции Вавиот.

5. В качестве примеров применения описывается исключительно коммерческая деятельность компании «Вавиот», при этом граничные условия применимости стандарта, практические показатели, методики измерения, возможные проблемы и пути их решения не описываются никак — вместо этого предлагаются рекламные тезисы в духе «осуществляется 100% сбор данных со всех устройств, включая данные с устройств, установленных в металлические щиты и полуподвальные помещения» (в то же время имеющиеся у меня в распоряжении сторонние отчёты, например, о деятельности компании «Стриж», использующей то же оборудование и тот же протокол, позволяют усомниться в подобных заявлениях).

Весь так называемый «стандарт» является поверхностной писулькой, представляющей собой недетализированное описание наивного и подверженного простейшим атакам протокола, используемого компанией Вавиот в своих устройствах. Стандарт не позволяет ни организовать выпуск совместимых друг с другом устройств разными производителями, ни обеспечить минимально приемлемый уровень надёжности и защищённости.

Ни один профильный эксперт в разработке «стандарта» с очевидностью участия не принимал.

Более того, в связи с продемонстрированным крайне низким уровнем экспертизы разработчиков «стандарта» и общей очевидной нацеленностью всей работы на продвижение коммерческой продукции компании Вавиот, на данном этапе участие каких-либо сторонних экспертов в дальнейшей разработке, формирование официальных предложений и замечаний по содержанию представляется неблагоразумным.

Такое участие при отсутствии каких-либо гарантий учёта мнений сторонних экспертов приведёт лишь к формальной легитимизации этой работы, что служит исключительно корыстным интересам ФРИИ, компании Вавиот и других инициаторов разработки, уже допустивших выход «стандарта» в его текущем виде в свет.

Единственным разумным выходом из ситуации является полный отказ от поддержки данного «стандарта» в его текущем виде, а также от любого сотрудничества с организациями, его поддерживающими:

  • Комитет по стандартизации «Кибер-физические системы» АО «РВК»
  • Фонд развития интернет-инициатив (ФРИИ)
  • Ассоциация участников рынка интернета вещей
  • ООО «Телематические Решения» (торговая марка «Вавиот»)
  • Некоммерческое партнерство «Русское биометрическое общество»

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

СР! УВЛ!

Перенесу-ка я это сюда из фейсбука, а то там сгинет, а здесь ещё пригодится — всяких футурологов упромысливать.



«Благодаря автоматическому бурению, для выполнения этой когда-то опасной и очень трудоемкой операции теперь требуется меньше людей. Автоматизация буровых вышек означает увеличение производительности при уменьшении количества обслуживающего персонала. Если раньше для обслуживания одной буровой вышки требовалось 20 человек, то скоро достаточно будет 5 человек. Применение новых технологий при бурении нефтяных скважин означает, что из 440 000 рабочих мест, сокращенных во время мирового экономического кризиса, около 220 000 рабочих мест будет потеряно навсегда.


Теперь снова взгляните на график и обратите внимание на скорость падения. Оно заняло всего ДВА ГОДА. Почему так быстро? Нефтяной промышленности действительно не нужны рабочие, поэтому она избавилась от них в первую очередь. В нефтянке можно было заработать очень большие деньги, и когда они текут в карман нескончаемым потоком, не нужно сосредотачиваться на эффективности производства. Быть бережливым и скромным — это не про них. Тем не менее, всё меняется, когда наступают сложные времена. А нынешние времена стали большим испытанием даже для нефтяной промышленности. Одним из факторов резкого падения цен на нефть стало соперничество с еще одним видом технологического прогресса — технологией гидравлического разрыва пласта»


Вы наверняка встречали этот график и примерно такой сопроводительный текст, более того — вы наверняка ещё неоднократно встретите его в выступлениях и презентациях всевозможных футурологов и инноваторов, чаще всего — из числа приглашённых лекторов или сотрудников тех или иных фондов, часто окологосударственных.


Строго говоря, этот график — правда.


А вот прицепленный к нему комментарий — ложь.


Дело в том, что авторы графика специально выбрали временной период, а также сдвинули оси так, чтобы график подтверждал их высказывание. На самом же деле, если посмотреть на статистику обоих показателей с 2000-го года, то выглядит она вот так («0» у обоих графиков совпадает, временные диапазоны совпадают, график занятости — официальная статистика US Dept of Labor, вертикальную ось для него рисовать не стал, абсолютные числа здесь не особо важны):



То есть, после спада сланцевого бурения в американском нефтегазе осталась толпа народа, которую по тем или иным причинам не могли или не хотели увольнять — и когда снова пошёл рост числа вышек, новых людей не требовалось нанимать просто потому, что этих бы куда-нибудь присторить.


И вот так, лёгким движением руки, тезис «нефтянке больше не нужны люди» превращается в «число людей в нефтянке в расчёте на одну вышку больше, чем когда-либо».


Если же вам когда-нибудь под показ первого графика начнут рассказывать, что нам нужна новая концепция образования, которая научит детей самостоятельно получать знания и учиться всю жизнь, чтобы не погибнуть от железной руки рынка робота, то помните — такое образование существует дольше, чем роботы и нефтедобыча, вместе взятые, и называется «естественнонаучным».


К сожалению, оно явно прошло мимо многих футурологов и визионеров. Ну или они прошли мимо него, тут что совой по пню, что пнём по сове — результат одинаковый.


Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

Охуенные эксперты

В любой публичной технической дискусии рано или поздно появляется человек из левой части диаграммы Даннинга-Крюгера, он же — охуенный эксперт.

Охуенный эксперт всегда настроен критически, так как жизнь научила его никому не верить, а полагаться лишь на свой опыт. К сожалению, глубина этого опыта обычно не превышает 2-3 сантиметров, о чём эксперт, впрочем, честно не подозревает и подозревать не будет ещё как минимум лет десять-пятнадцать.

Обнаруживается охуенный эксперт буквально с первого же выступления по очень характерному признаку — претезнии его многочисленны, критичны, неотразимы и столь неконкретны, что понять, в чём именно они заключаются, невозможно.

Например, в дискуссии об аккумуляторах автомобилей Tesla любого эксперта обычного интересуют чисто практические вопросы — как в батарее такого размера делается балансировка? С каким разбросом подбираются элементы? Есть ли автоматическое выкидывание из цепи вышедших из строя элементов или целых блоков? Интересуют они при этом довольно немногих — в первую очередь тех, кто сам работает с литиевым аккумуляторами, понимает, где именно там в них кладбище домаших животных, а ответы хочет узнать в основном для расширения собственного кругозора. Шарлатан Маск или не шарлатан, ему в общем и целом наплевать.

Охуенные эксперты же делятся на два подвида. Первые — это эксперты начинающие, впервые в жизни столкнувшиеся с обсуждаемой темой накануне вечером; как правило, они выбирают один из понятных им внешних признаков, столь же очевидно наличествующих у обсуждаемого предмета, сколь очевидно не влияющих на его работоспособность никаким образом, и с гневом указывают на него:

— Посмотрите!!! У него же в машине аккумулятор собран из 18650, как у меня фонарик!!!

Эксперты обычные не понимают сопутствующего этому уровня экзальтации — ну, да, 18650, фонарик, ты иди сам фонарик на 80 кВт*ч хоть на батарейках из Ашана собери, чтобы он работал, а потом поговорим, в форм-факторе ли у тебя была проблема. Эксперта охуенного эта реакция, разумеется, не останавливает — он просто считает, что окружающие не замечают вещей, очевидных любому эксперту. Такому, как он, например.

Второй подвид — опытные охуенные эксперты, в головы которых за предыдущие годы удалось вколотить идею о том, что тезиса «вода — мокрая, а солнце — жёлтое» недостаточно для обсуждения мореходных качеств судов на солнечных батареях. К сожалению, понимание этого заняло всё доступное межушное пространство, поэтому больше в голове ничего нет. Впрочем, так как голова в результате в любом случае заполнена от края до края, пусть и всего лишь одной мыслью, пустоты в ней охуенный эксперт не чувствует — а значит, выступать ему это не только не мешает, но даже помогает.

На фоне неопытного охуенного эксперта опытный звучит значительно увереннее, хотя, если вслушаться в его речь, конкретики в ней не то что ещё меньше — её там нет вообще. Обычно это выглядит так:

— Но так же ведь просто нельзя проектировать автомобили, здесь сразу кучу грубейших ошибок, ну почитайте, если вам такие вещи непонятны, хоть какие-нибудь учебники, там же всё это описано уже двадцать лет назад!

Хотя вступление звучит многообещающе, быстро выясняется, что охуенный эксперт не может сформулировать, что конкретно нельзя, какие конкретно ошибки допущены, а также в каких конкретно учебниках что конкретно написано. Начиная ощущать тревогу, охуенный эксперт второго подвида быстро встаёт в защитную стойку и начинает уничтожать собеседников меткими вопросами:

— Нет, вы сначала ответьте, у него вообще аккумуляторные шины из бескислородной меди сделаны, или нет?

Оппонент, профессионально проектирующий системы автономного питания всего лишь десятилетие, в этот момент понимает, что до сих пор он ни разу не задумывался о том, какой процент кислорода содержит медь в токонесущих шинах — а также, собственно, какое это имеет значение и какой ответ — правильный.

В этот момент важно понять, что в беседе с охуенным экспертом оба ответа — неправильные для вас.

Охуенный эксперт вообще не приходит в дискуссию, если он заранее не одержал в ней решительную победу, поэтому всё, что происходит с момента его прихода — лишь предопределённость, как в рассказе Теда Чана.

В связи с чем никакого смысла вести с охуенным экспертом дискуссию нет.

Напротив, надо сразу переходить к оскорблениям.

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

Работы пост

Хочу инженера-схемотехника. Можно студента.

Что делать: разрабатывать электронику сравнительно невысокого уровня сложности. Нарисовать принципиальную схему, подобрать элементную базу, нарисовать плату, подготовить файлы для производства.

Уровень сложности: невысокий. Полностью самостоятельное ведение проекта не требуется, по всем вопросам есть с кем консультироваться. Платы средней сложности: не будет параллельных шин, напряжений выше 600 В, частот выше 3 ГГц, слоёв больше четвёртого, норм меньше 0,15 мм, корпусов в BGA и т.п. Умеющие это люди есть, нужен человек на достаточно банальные текущие проекты. Обязательно будут микроконтроллеры, несложные радиотракты, гальванические развязки, иногда дифференциальные линии, вопросы минимизации энергопотребления, вопросы безопасности и искрозащиты.

Если что-то из этого непонятно — научим, но хотеть учиться надо в первую очередь самому, за ручку водить никто не будет.

Среда разработки: DipTrace. Потому что Altium — это дорого, а остальное — говно, слова «KiCad» и «Eagle» при мне даже не произносите, я не знаю, как и зачем вы этим пользуетесь. DipTrace несложный, имея опыт любого другого CAD, за выходные можно базовые вещи освоить — так что мозги между ушей важнее, чем опыт работы именно с DT.

Условия: можно в офисе постоянно, можно иногда появляться. Неполный рабочий день ok, см. в начале про студента.

Есть кто?

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

Мощный удар по британским учёным

Прекрасный пример «удовлетворения личного любопытства за государственный счёт», а также к термину «британские учёные» можно добавлять «диснеевские учёные».

Люди сделали серьёзное лабораторное исследование по конструированию IoT-датчиков с пассивным —
то есть практически не потребляющим энергию — радиопередатчиком, при том, что результат этого исследования был очевиден заранее.

Строится всё это вокруг факта, что гуляющие в эфире радиоволны наводят в приёмной антенне некоторое напряжение, и если эта антенна подключена к нагрузке, то в ней начинает течь ток, а раз в антенне течёт ток, то она излучает сама. При этом в неё не надо вкачивать какую-либо мощность из схемы.

Соответственно, управляя нагрузкой, можно регулировать вторичное излучение антенны, передавая таким образом какие-то данные.

Так работают RFID-метки — не те, у которых дальность несколько сантиметров, у них индуктивная связь, а дальнобойные, на 5-10 метров; наведённого в их антенне им хватает даже на питание их крошечных мозгов, так что батарейки они не имеют вовсе.

Проблема в том, что такие системы фантастически неэффективны. В том же Wi-Fi передатчик выдаёт в эфир до 100 мВт (+20 дБм), типовая сила сигнала на приёмнике при этом — в районе -40 дБм на расстоянии всего лишь в несколько метров. -40 дБм — это 0,1 мкВт. Ещё раз, капслоком: ОДНА ДЕСЯТАЯ МИКРОВАТТА. Для сравнения — даже у маломощных активных устройств в тех же системах «умного дома» излучаемая мощность обычно не меньше нескольких милливатт, при этом пробивная способность таких устройств не превышает 2-3 железобетонных стен; более дальнобойные имеют мощность до 25 мВт.

На практике такие системы «обратного рассеяния» в результате и используются только в вышеупомянутых дальнобойных RFID-метках, и там передатчик вкачивает в эфир до 1 Вт мощности. В остальных случаях они попросту бессмысленны: так, есть много работ по Wi-Fi backscattering, в которых используется излучение Wi-Fi-роутера (и это логично, т.к. роутер можно считать присутствующим всегда), но при получаемой дальности порядка 5 м практическая ценность этого очень невелика.

Собственно, вся научная новизна «диснеевских учёных» заключается в том, что они предложили использовать многоантенную широкодиапазонную систему, которая будет выгребать энергию со всего спектра. Правда, в конце почему-то постеснялись сказать, что уверенная дальность выше 10 м прямой видимости у них получалась исключительно при работе на частоте УКВ-радиостанции, фигачащей в эфир 1,75 кВт в 270 метрах (sic!) от их офиса, а больше 15 метров — только при расположении рядом с «безбатарейным» устройством непрерывно работающего на передачу смартфона.

Прочитав последнее, сходу решил предложить дальнейшее развитие проекта — ведь и мобильник этот можно питать от термоэлемента, повешенного на печку! Чем топить печку? Ну, можно литиевыми аккумуляторами, они отлично горят.

Эффективность и осмысленность получится такая же.

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

STM32L1 power consumption on NUCLEO-L152RE above 200 uA in all sleep modes

Пациент: отладочная плата ST NUCLEO-L152RE (и другие аналогичные)

Симптомы: даже в режиме Stop потребление микроконтроллера превышает 200 мкА (измеренное через джампер IDD)

Лечение: ток утекает через интерфейс JTAG. На платах NUCLEO JTAG не отключается от микроконтоллера, но проблему можно решить, подключив питание следующим образом:

  1. JTAG — через кабель miniUSB к порту компьютера
  2. Основную плату — к внешнему источнику +5 В через контакты «5V» и «GND»
  3. Переключатель PWR — в положении «E5V»

При таком подключении JTAG-адаптер работает в штатном режиме, однако, если после заливки прошивки выключить и снова включить внешнее питание +5 В, JTAG отключится от контроллера, и потребление последнего в глубоком сне упадёт до положенных 1-2 мкА. Если вам потребуется залить новую прошивку — просто запустите ST-Link/OpenOCD/etc., а после заливки снова передёрните внешнее питание.

Collapse )

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

TNY25x produces audible noise at light-load conditions

Пациент: ШИМ-контроллеры для AC/DC-преобразователей TNY253, TNY254 и TNY255

Симптомы: трансформатор звенит при низкой нагрузке

Лечение: да прекратите уже использовать эти чипы. Они неэффективные, неудобные и даже не особо дешёвые.

В продаже давно есть более современные контроллеры — в первую очередь, Power Integrations выпускает серию контроллеров TNY263 — TNY268, с рабочей частотой 135 кГц и уменьшенным акустическим шумом.

Но мы предпочитаем другую серию — NCP1070 — NCP1077. Они дешевле, доступны в версиях с разными рабочими частотами (от 65 до 130 кГц), доступны в версии с меньшим по сравнению с TNY25x корпусом — SOT-223 вместо DIP-7, что упрощает разводку печатной платы. При работе ровно с теми же конденсаторами и трансформаторами (мы используем Premier Magnetics PNY-05015 или PNY-07006), что и TNY254GN, они не производят никакого слышимого шума.

2016-11-27_17-19-50

Схемотехника весьма похожа на TNY25x, единственное различие в конденсаторе C3 — NCP107x для работы нужен внешний танталовый конденсатор. В результате общая занимаемая на PCB площадь остаётся такой же, но SMD-корпус меньшего размера даёт больше свободы в разводке платы. При работе без вспомогательной обмотки трансформатора, как на схеме выше, NCP107x полностью совместимы с трансформаторами, разработанными для TNY25x.

Collapse )

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

TPS6102x startup issues with high load or capacitive load

Пациент: повышающие преобразователи TPS61020, TPS61024, TPS61025, TPS61026, TPS61027, TPS61028 и TPS61029

Симптомы: преобразватель не стартует с подключённой нагрузкой или работает нестабильно при подключении емкостной нагрузке в нормальном режиме

Лечение: у преобразователей серии TPS6102x есть встроенная схема мягкого запуска, вкратце описанная в даташите:

При включении устройства встроенная схема запуска начинает с первого этапа, предзарядки. В ходе предзарядки ключ выпрямителя включается до тех пор, пока выходной конденсатор не зарядится до величины, близкой к входному напряжению преобразователя. Ключ также обеспечивает ограничение тока в этой фазе. Ток увеличивается с увеличением выходного напряжения. Эта же схема ограничивает выходной ток при коротком замыкании на выходе

Фаза предзарядки не ограничена по времени, поэтому, если нагрузка подключена к преобразователю и потребляет ток, равный току предзарядки (100 мА), то фаза предзарядки никогда не закончится. Рекомендуется — хотя и не в даташите, а в отдельном документе SLVA387 — отключать нагрузку, пока выходное напряжение преобразователя не превысит 1,4 В. Для этого достаточно всего двух компонентов — P-канального транзистора и монитора напряжения с неинвертирующим выходом RESET (ADM810, MAX810, etc.).

Кроме того, схема ограничения тока довольно чувствительна, поэтому при подключении емкостной нагрузки (ёмкостью более 10 мкФ) в нормальном режиме работы выходное напряжение преобразвателя проседает. Если пороговое напряжение монитора близко к номинальному выходному напряжению преобразователя (например, MAX810L и 5 В), это просадка приведёт к бесконечному циклу включения-выключения нагрузки.

Чтобы избежать этого, выключатель нагрузки должен сам по себе иметь схему плавного пуска.

2016-11-27_14-54-55

На схеме выше IC2 — монитор напряжения MAX810 с неинвертирующим выходом RESET, выходной сигнал которого падает при достижении напряжением питания порога срабатывания монитора, тем самым открывая P-канальный транзистор Q1. Цепочка R3C2 обеспечивает плавный пуск, ограничивая ток сток-исток транзистора в течение короткого периода (когда C2 полностью разрядится через R3, даже при выходном напряжении преобразвателя 3,0 В ограничение тока IRLML2244 будет равно примерно 10 А, то есть, можно считать, что ограничение отсутствует).

NB: преобразватели TPS6102x не рассчитаны на работу с емкостными нагрузками со сверхнизким последовательным сопротивлением, поэтому расположенные непосредственно на выходе микросхемы конденсаторы ёмкостью более 2,2 мкФ должны быть электролитическими, а не керамическими.

Collapse )

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru

orangepig

LM3414HV instant overheating and subsequent failure

Кстати. Давайте оживим немного этот бложик. Мы периодически встречаемся с разными проблемами на уровне разработки электроники, которые в итоге, как правило, решаем — и далеко не всегда эти решения можно так просто где-либо найти. Поэтому я буду тут иногда ими делиться. Чтобы наши зарубежные друзья тоже смогли их найти — с дублированием на английском.

***

Пациент: высоковольтный драйвер светодиодов LM3414HV

Симптоматика: при приближении напряжения питания к 40 В начинает сильно греться. При дальнейшем повышении напряжения микросхема сгорает.

Лечение: для решения проблемы достаточно зашунтировать диод D1 на типовой схеме применения керамическим конденсатором 100 пФ на напряжение 100 В:

lm3414hv-capacitor

При этом использование сверхбыстродействующих диодов (даташит такого требования на диод не накладывает, но мало ли) без шунтирования конденсатором проблему не решает. Ни описания данного решения, ни даже указания на существование проблемы в официальных документах TI найти не удалось.

Collapse )

Автоматической кросс-пост из уютного бложика olegart.ru