Долгое время я думал, что номинал нагрузочных емкостей для кварцевого резонатора микроконтроллера - это просто значение из даташита. Если там написано, что Load capacitance = 10pF, то значит надо ставить 2 конденсатора по 10пФ по бокам от резонатора. Но оказалось, что это не по науке.
По науке Load capacitance и номинал нагрузочных конденсаторов - это немного разные цифры. И последние надо считать по формуле.

Формула: CL = (C1 * C2) / (C1 + C2) + Cstray

CL - это Load capacitance из даташита
C1, C2 - номиналы емкостей, которые ставим на плату
Cstray - паразитная емкость дорожек и пайки.

Cstray обычно 2 - 5 пФ. Чтоб не заморачиваться с подбором, можно воспользоваться калькулятором.
В целом всё и так всегда работало, но идея в том, что эта нагрузочная емкость влияет на точность частоты. Если фактическая емкость слишком высока, кварц будет колебаться медленнее. Если емкость слишком мала, кварц будет колебаться быстрее.

Как-то раз на собеседовании у меня спросили про отличие I2C и SPI интерфейсов.
"Изи вопрос" подумал я и уверенно ответил, что SPI быстрее, чем I2C.
Последовавший вопрос "Почему?" я ожидал меньше всего и, откровенно говоря, он застал меня врасплох.
Какая в конце концов разница - почему?! Один быстрее, другой медленнее. Разве этого не достаточно?
Я пытался как-то выкрутиться, сообразить по ходу дела, но так и не смог выйти достойно выйти из ситуации.

После собеседования я всё-таки загуглил и теперь вот могу написать небольшой пост😀

На картинке изображено внутреннее строение драйверов SPI и I2C.
То, как они выглядят внутри микросхемы.
I2C - это open drain, т.е. он имеет внешний подтягивающий резистор (обычно 2.2к - 10к).
SPI - это push-pull, т.е. никаких резисторов в драйвере нет.

Поскольку дорожка, по которой идет сигнал, обладает паразитной емкостью, то чтобы переключить напряжение из логического 0 в логическую 1 нужно зарядить эту емкость.

В топологии I2C ток заряда ограничивает подтягивающий внешний резистор.
В топологии SPI ток заряда ограничен только внутренним драйвером.
Поэтому SPI и быстрее.

P.S. То собеседование я так и не прошел и вместо Казахстана уехал в Молдову🥲

«Всё лишнее отгорит» - любил говорить один из моих великих коллег и учителей. Сегодня произошла как раз такая ситуация. Включаю 3.3В - КЗ. Долго копался, ничего не нашел. Увеличил допустимый ток на источнике и диод сгорел.
Все заработало😀 а лишнее отгорело.
Отгорело так, что аж корпус треснул

Коллега развлекается.
Ставь 🤡, если тоже так делал

С точки зрения HW дизайна, I2C это супер простой интерфейс.
Всё что нужно сделать - это провести две дорожки между мастером и слейвом, затем подключить к ним два подтягивающих резистора.

Но будет ли всё так же просто, если слейвов больше одного?
Сколько их можно безболезненно цеплять на линию: 10, 30 или может 300?
Об этом супер коротко и наглядно в небольшой заметке, в продолжение темы I2C интерфейса.

Напоследок хотел бы добавить комментарий коллеги о надежности и удобстве I2C.

I2C -- вообще один из самых поганых интерфейсов. Нет чёткого стандарта, каждый производитель делает по-своему. Много разных состояний шины, которые надо правильно обрабатывать в софте. Любое устройство может повесить шину. Видел даташиты в которых так и написано, типа наш сенсор иногда вешает I2C шину. I2C при реализации в микроконтроллере требует использования прерываний (UART, SPI часто могут работать через DMA).

А ещё I2C много потребляет из-за резисторов. Один раз так прокололся - поставил акселерометр, который работает от единиц мкА а в момент считывания данных ток потребления подскакивал до 1мА.

Я не в первый раз слышу подобные высказывания, коллега с прошлой работы говорил что-то в том же духе, когда мы делали систему, в которой разные девайсы связывались по CAN и параллельно по I2C. Еще на этапе разработки он предсказал, что останется только CAN, потому что с I2C будет куча проблем. В итоге все ровно таким образом и произошло.

«Типичный чип может быть разработан по чертежам британской компании Arm, принадлежащей Японии, группой инженеров в Калифорнии и Израиле с использованием программного обеспечения из США. После завершения разработки проект отправляется на предприятие в Тайване, которое закупает в Японии сверхчистые кремниевые пластины и специальные газы. Дизайн вырезается на кремнии с помощью одного из самых точных в мире станков, способных травить, наносить и измерять слои материалов толщиной в несколько атомов. Эти инструменты производятся в основном пятью компаниями - одной голландской, одной японской и тремя калифорнийскими, без которых производство современных чипов практически невозможно. Затем чип упаковывается и тестируется, часто в Юго-Восточной Азии, после чего отправляется в Китай для сборки в телефон или компьютер.Если хоть один из этапов процесса производства полупроводников прервется, это поставит под угрозу мировые поставки новых вычислительных мощностей.»

Отрывок из книги
Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology
Chris Miller

Наглядно о том, какое соотношение Напряжение/Емкость имеют разные типы конденсаторов

У меня всегда были проблемы с математикой. Если б не помощь одногруппников/однокурсников, то вылетел бы еще на первых курсах универа. И отсутствие этого математического бэкграунда иногда меня беспокоит. Есть ощущение, что без него не сделать реально сложные и инновационные вещи.
Может хоть эта книга когда-нибудь поможет заполнить пробелы.

Взято с ЛинкедИна:

«LED — это круто, но встречались ли вы когда-нибудь с их мятежным родственником, LER (Light Emitting Resistor)? 🤣🤣
Резистор, который светит ярче светодиодов!»

Ставь 🤡, если тоже такое было!

Вау, смотрите какие щупы — просто на собственном весе держатся. Дико удобно, никогда такого не видел

Сборник разных схем, для измерения тока через шунт.
Там есть решения чуть ли не на все случаи жизни. На первой странице список применений.

Помните, в школе нам рассказывали, что емкость всей нашей планеты — что-то около нескольких фарадов?
Но электроника не стоит на месте, и сейчас вполне можно купить "суперконденсатор" с емкостью не только несколько фарад, но даже несколько килоФарад!

Суперконденсаторы по своей сути очень похожи на аккумуляторы: они оба предназначены для хранения большого объема энергии, они разряжаются, а потом заряжаются. Цикл заряда-разряда может повторяться много раз.
Но в чем же все-таки отличие между ними?

1. Первое фундаментальное отличие, которое тянет за собой все остальные, — это принцип работы.
Батарея для передачи энергии использует химическую реакцию между электродами.
Конденсатор же хранит электростатический заряд.

2. Второе самое важное отличие — скорость разряда и заряда.
Батарея заряжается и разряжается долго.
С конденсатором все ровно наоборот. Время его заряда измеряется секундами, а время разряда зависит от тока нагрузки, емкости суперконденсатора и его других электрических характеристик.

3. Третье важное отличие — токоотдача. У суперконденсатора, в отличие от батареи, она на порядок выше.

Именно время заряда/разряда и токоотдача определяют, где лучше использовать батарею, а где — суперконденсатор.
В каких случаях используется батарея, всем понятно.
Суперконденсатор же нужен для ситуаций, когда необходим быстрый и мощный выброс энергии.
Это может быть стартер в автомобиле или какой-то режим в электроинструменте.

Часто суперконденсаторы используют не вместо, а вместе с батареями.
Например, в электротранспорте суперконденсатор ставят для того, чтобы хранить в нем энергию от торможения автомобиля, а потом использовать ее для ускорения. Такой тандем не только позволяет рекуперировать энергию, но и продлевает срок службы самой батареи.

4. Еще одно из важных преимуществ суперконденсатора — более широкий рабочий диапазон температур.
Если LiPo-батареи нельзя разряжать при температуре меньше 0 градусов, из-за чего приходится городить системы с подогревом, то суперконденсатор такого недостатка лишен. Как и обычный конденсатор, он может работать вплоть до -40 градусов.

5. Из недостатков суперконденсаторов по сравнению с батареями — супернизкая плотность энергии. Отличие в десятки(!) раз.
То есть при одном и том же объеме суперконденсатор будет иметь энергии в десятки раз меньше, чем батарея. Не очень удобно.

6. В добавок, саморазряд у суперконденсаторов тоже больше, чем у батарей. Хотя производители постоянно пытаются улучшить характеристики суперконденсаторов, для долгого хранения энергии батарея лучше и практичнее.

Более подробное сравнение суперконденсатора и LiPo батареи можно посмотреть в таблице ниже.

Когда параллельно с коллегой делаете две платы, которые должны стыковаться разъемами

Главный прикол, который крайне редко кто разъясняет, но который сразу делает все схемы с ОУ простыми и понятными заключается в том, что с точки зрения классического ТОЭ если в каких либо точках одинаковый потенциал, всегда одинаковый, то мы можем закоротить их нахрен и от этого НИЧЕГО в цепи не изменится.

О том как одна фраза с easyelectronics помогла понять и начать чувствовать схемы на операционных усилителях в короткой заметке ниже:

Попробую сделать краткий пересказ этого видео, чтобы вы сэкономили 40 минут своего времени.
В нем Сергей Нестеренко, CEO Quilter, рассказывает о том, как используется искусственный интеллект в разработке электроники.

Он начинает с экскурса в историю, описывая попытки людей автоматизировать этот процесс, их результаты, и плавно переходит к сегодняшнему дню.

На данный момент нейросети используются в следующих задачах:

▪️Определение оптимального расположения кластеров в микросхеме
▪️Ускорение моделирования и симуляции
▪️Определение оптимальных параметров фильтра (также внутри микросхемы)
▪️Определение оптимальных параметров антенны
▪️Определение оптимального расположения компонентов для минимизации дорожек, количества слоев, сохранения целостности сигнала и устойчивости к помехам
▪️Определение уровня электромагнитных помех на схеме(!)

Результаты иногда сопоставимы с человеческой работой (разница в 3% эффективности), иногда лучше (на 30%).
Но разница во времени всегда в пользу нейросети. В одном случае она достигала 7000 раз. В среднем, то, что человек делает за 2-3 недели, нейросеть может сделать за несколько часов.

Затем он показывает программы и сервисы, которые уже есть на рынке в различном состоянии.
Год назад я немного общался с CircuitMind и Mitai. Тогда у меня не было впечатления, что их продукты имеют нейросеть под капотом, и только сейчас, с большим удивлением, я об этом узнал.

Сам Quilter делает трассировку печатных плат исходя из схемы, размера, расположения компонентов и технологических ограничений.
Все эти данные задает пользователь.
Со временем хотят избавиться от необходимости задавать технологические ограничения: программа будет сама принимать решение, исходя из даташитов используемых компонентов. А также учитывать электромагнитную совместимость при генерации платы.

Интересный момент связан с обучением.
В основном существуют два варианта обучения нейросети:

1. Предоставить ей 1 000 000 уже готовых плат для обучения
2. Предоставить входные данные для генерации одной платы, но сгенерировать ее 1 000 000 раз, а затем, исходя из физических симуляций, выбрать наилучший вариант

Quilter использует второй подход и считает его более эффективным. Цифру в миллион я, разумеется, взял просто для примера.
За ссылку на видео спасибо "Господам топологам".