Энтузиаст собрал действующий микрокомпьютер на основе двигателя Стирлинга, работающего исключительно от пламени
Мощность системы ограничена 150 милливаттами, из-за чего пришлось отключить Wi-Fi и Bluetooth и снизить частоту процессора до 10–80 МГц
Устройство запускает эмулятор CHIP-8 с играми Тетрис, Змейка и Понг, а также позволяет писать и выполнять собственный код на лету
Корпус из дерева украшен портретом Роберта Стирлинга и чертежом его патента 1816 года, выполненным лазерным гравером
Один из самых необычных DIY-проектов последнего времени принадлежит пользователю Reddit под ником PickentCode: он построил полностью автономный «вычислительный прибор на тепловом двигателе», не зависящий ни от солнечных панелей, ни от аккумулятора. Источником энергии для деревянной консоли ручной работы, выполненной в стиле стимпанк, служит миниатюрный двигатель Стирлинга.
Источник изображения — tomshardware.com
Двигатель Стирлинга был впервые запатентован в 1816 году шотландским священником и изобретателем Робертом Стирлингом. Он преобразует тепло напрямую 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, а тот, в свою очередь, может использоваться для питания простого генератора, превращающего вращение в электричество.
На создание устройства ушёл примерно месяц — на проектирование, сборку и программирование. Сначала был подготовлен 3D-макет в Blender, после чего из дерева изготовили корпус. Портрет Роберта Стирлинга и эскиз его патента 1816 года выжжены прямо на боковых деревянных панелях с помощью самодельного лазерного гравёра. Мелкие структурные элементы, корпуса электроники и клавиши напечатаны на 3D-принтере, а декоративные трубы, опоясывающие раму, сделаны из старого душевого шланга и золотой краски.
«Мозгом» системы служит микроконтроллер ESP32-C3, сопряжённый с монохромным OLED-дисплеем диагональю 2,42 дюйма и разрешением 128×64, а также 16-клавишной клавиатурой. Электрический выход генератора стабилизируется небольшими конденсаторами в цепи, а выходное напряжение можно вручную контролировать по аналоговому вольтметру, подключённому параллельно; два тумблера на передней панели отвечают за включение основной цепи и вольтметра.
Питание электроники исключительно от огня накладывает жёсткие энергетические ограничения. Модельный двигатель Стирлинга способен выдать лишь 150 милливатт мощности, поэтому пришлось пойти на ряд аппаратных и программных компромиссов. Wi-Fi и Bluetooth полностью отключены, яркость экрана снижена до минимума, а частота процессора ESP32 динамически меняется: до 80 МГц — при обновлении экрана или интерпретации опкодов, и всего до 10 МГц — в режиме ожидания в главном цикле.
Несмотря на все ограничения, компьютер полностью функционален. На нём работает собственная виртуальная машина CHIP-8 с предустановленными классическими играми — Tetris, Snake и Pong. Есть и встроенный редактор кода: пользователь может вводить опкоды CHIP-8 напрямую и писать собственные программы прямо на устройстве, без компьютера.
Двигатели Стирлинга уже не в первый раз применяются в необычных компьютерных проектах. Ранее в этом году специалист по Windows Дейв Пламмер представил систему охлаждения, использующую небольшой двигатель Стирлинга для преобразования отработанного тепла процессора AMD Threadripper в механическую энергию, раскручивающую маховик. Реальным решением проблемы перегрева чипсета это не назвать, но, по заявленным данным, маховик может раскручиваться примерно до 200 оборотов в минуту при температуре 20°C.
