В одном из самых необычных DIY-проектов пользователь Reddit под ником ПикентКод (PickentCode) создал то, что можно назвать полностью автономным «вычислительным устройством на тепловом двигателе». Вместо того чтобы полагаться на солнечные панели или аккумулятор, автор пошёл совершенно иным путём, собрав кастомный микрокомпьютер в стиле стимпанк, оснащённый миниатюрным двигателем Стирлинга для питания деревянной консоли ручной работы.
Впервые запатентованный в 1816 году шотландским священником и изобретателем Робертом Стирлингом, двигатель Стирлинга преобразует тепло непосредственно в механическую энергию. При поднесении пламени к одному концу герметичного цилиндра разница температур заставляет воздух внутри расширяться и сжиматься. Этот цикл приводит в движение поршень, который вращает маховик; последний может использоваться для питания простого генератора, преобразующего механическое вращение в пригодное для использования электричество.
«Весь проект занял около месяца на проектирование, сборку и программирование», — рассказал ПикентКод изданию Tom’s Hardware. Сначала он разработал 3D-макет в Blender, а затем изготовил корпус из дерева. Он даже использовал самодельный лазерный гравёр, чтобы выгравировать портрет Роберта Стирлинга и чертёж его оригинального патента 1816 года прямо на деревянных боковых панелях. Для более мелких конструктивных элементов — корпусов электроники и колпачков клавиш — применялась 3D-печать, а декоративные трубки, опоясывающие раму, были сделаны из старой душевой лейки и золотой краски.
«Мозгом» системы является микроконтроллер ESP32 C3 в паре с 2,42-дюймовым монохромным OLED-дисплеем с разрешением 128×64 и 16-клавишной клавиатурой. Электрический выход генератора стабилизируется с помощью небольших конденсаторов, впаянных в цепь. Можно также активно отслеживать выходное напряжение с помощью аналогового вольтметра, включённого параллельно, а два тумблера на передней панели позволяют включать основную цепь и вольтметр.
Питание электронного устройства, в данном случае микрокомпьютера, исключительно от огня сопряжено с очевидными энергетическими ограничениями. Модель двигателя Стирлинга способна вырабатывать лишь 150 милливатт мощности, и чтобы уложиться в этот крошечный энергетический бюджет, автор реализовал ряд аппаратных и программных оптимизаций. Например, Wi-Fi и Bluetooth были полностью отключены, а яркость экрана поддерживалась на низком уровне для экономии каждого милливатта. ПикентКод также настроил частоту процессора ESP32, снизив её до 80 МГц при обновлении экрана или интерпретации опкодов и до 10 МГц в режиме ожидания в главном цикле.
Несмотря на ограничения, компьютер полностью функционален. На нём работает кастомная виртуальная машина CHIP-8 с предустановленными классическими игровыми ПЗУ, такими как «Тетрис», «Змейка» и «Понг». Впечатляет и наличие встроенного редактора кода, позволяющего пользователям напрямую вводить опкоды CHIP-8 для написания и выполнения собственных программ на лету.
Двигатели Стирлинга не являются чем-то новым в мире вычислительной техники. Ранее в этом году мы рассказывали о проекте гуру Windows Дэйва Пламмера, который продемонстрировал решение для охлаждения, использующее небольшой двигатель Стирлинга для преобразования отходящего тепла системы AMD Threadripper в механическую энергию, вращающую маховик двигателя. Хотя это не является реальным решением проблемы перегрева чипсета, утверждается, что маховик может раскручиваться до 200 об/мин в среде с температурой 20 °C / 68 °F.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Kunal Khullar
