Homebrewed CPU Is a Beautiful Mess of Wires

Intel’s fabrication plants can churn out hundreds of thousands of processor chips a day. But what does it take to handcraft a single 8-bit CPU and a computer? Give or take 18 months, about $1,000 and 1,253 pieces of wire.

Steve Chamberlin, a Belmont, California, videogame developer by day, set out on a quest to custom design and build his own 8-bit computer. The homebrew CPU would be called Big Mess of Wires or BMOW. Despite its name, it is a painstakingly created work of art.
“Computers can seem like complete black boxes. We understand what they do, but not how they do it, really,” says Chamberlin. “When I was finally able to mentally connect the dots all the way from the physics of a transistor up to a functioning computer, it was an incredible thrill.”
The 8-bit CPU and computer will be on display doing an interactive chess demo at the fourth annual Maker Faire in San Mateo, California, this weekend, May 30-31. It will be one of 600 exhibits of do-it-yourself technology, hacks, mods and just plain strange hobby projects at the faire, which is expected to draw 80,000 attendees.
The BMOW is closest in design to the MOS Technology 6502 processor used in the Apple II, Commodore 64 and early Atari videogame consoles. Chamberlin designed his CPU to have three 8-bit data registers, a 24-bit address size and 12 addressing modes. It took him about a year and a half from design to finish. Almost all the components come from the 1970s- and 1980s-era technology.
“Old ’80s vintage parts may not be very powerful, but they’re easy to work with and simple to understand,” he says. “They’re like the Volkswagen Beetles of computer hardware. Nobody argues they’re the best but we love them for their simplicity.”
To connect the parts, Chamberlin used wire wrapping instead of soldering. The technique involves taking a hollow, screwdriver-shaped tool and looping the wire through it to create a tight, secure connection. Wire wraps are seen as less prone to failures than soldered junctions but can take much longer to accomplish. Still, they offer one big advantage, says Chamberlin.
“Wire wrapping is changeable,” he says. “I can unwrap and start over if I make a mistake. It is is much harder to recover from a mistake if you solder.”
Chamberlin started with a a 12×7-inch Augat wire-wrap board with 2,832 gold wire-wrap posts that he purchased from eBay for $50. Eventually he used 1,253 pieces of wire to create 2,506 individually-wrapped connections, wrapping at the rate of almost 25 wires in an hour. “It’s like a form of meditation,” he wrote on his blog. “Despite how long it takes to wrap, the wire-wrapping hasn’t really impacted my overall rate of progress. Design, debugging, and general procrastination consume the most time.”
The BMOW isn’t just a CPU. Chamberlin added a keyboard input, an LCD output that shows a strip of text, a USB connection, three-voice audio, and VGA video output to turn it into a functioning computer. The video circuitry, a UMC 70C171 color palette chip, was hard to come by, he says. When Chamberlin couldn’t find a source for it online, he went to a local electronics surplus warehouse and dug through a box of 20-year-old video cards. Two cards in there had the chip he needed, so he took one and repurposed it for his project.
The use of retro technology and parts is essential for a home hobbyist, says Chamberlin. Working with newer electronics technology can be difficult because a lot of modern parts are surface-mount chips instead of having through-hole pins. That requires a wave soldering oven, putting them out of reach of non-professionals.
After months of the CPU sitting naked on his desk, Chamberlin fashioned a case using a gutted X Terminal, a workstation popular in the early 1990s.
“Why did I do all this?” he says. “I don’t know. But it has been a lot of fun.”

Cómo obtener más corriente alterna a partir de los paneles solares

Una startup llamada Enphase Energy ha reducido el tamaño de los inversores de CC-CA para extraer más energía de los paneles solares.

La energía solar va más allá de los paneles de cristal azulado que vemos brillar en los tejados. Los inversores que convierten la corriente continua que generan los paneles en la corriente alterna que corre por la red son igualmente importantes. Normalmente, los paneles que conforman los sistemas fotovoltaicos de los techos están conectados a un inversor de gran tamaño localizado en un lateral de la casa.

La startup Enphase Energy of Petaluma, con sede en California, está en fase de desarrollo de los primeros micro-inversores. Estos inversores de tamaño reducido se pueden atornillar debajo de cada panel solar, con lo que la corriente continua de cada panel se convierte en corriente alterna de forma individual. La compañía asegura que los dispositivos podrían incrementar el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos de un 5 a un 25 por ciento, así como reducir los costes de la energía solar.

Enphase ha logrado reunir más de 20 millones de dólares durante su última ronda de captación de capital. La compañía se ha aliado con varios distribuidores y socios, entre los que se incluyen el fabricante de módulos solares Suntech Power Holdings y la compañía instaladora Akeena Solar, para así hacer llegar su dispositivo a los consumidores. Los micro-inversores se podrían utilizar para uso residencial, comercial, o incluso en sistemas fotovoltaicos de menor escala, según afirma Todd Wilson, socio general de RockPort Capital Partners, uno de los principales inversores en el tipo de tecnología de desarrolla Enphase.

Además de la conversión entre CC y CA, los inversores tienen como objetivo extraer la mayor cantidad de energía de los módulos solares. Tienen un circuito lógico que constantemente busca el mejor tipo de voltaje y niveles de corriente a los que pueden funcionar los paneles. (La potencia eléctrica es el producto del voltaje y la corriente.)

En los sistemas fotovoltaicos convencionales, los paneles solares están cableados en serie, y la energía de corriente continua de alto voltaje que generan entre ellos se envía a un inversor. Por tanto, los circuitos lógicos del inversor optimizan el total de corriente y los niveles de voltaje. No obstante, si la corriente de un panel desciende, esto acaba limitando la producción energética general del sistema. “Algo tan simple como una hoja que cae sobre un módulo, o el polvo, la suciedad o una sombra sobre el panel, afectará al grupo entero de paneles conectados,” afirma Leesa Lee, director de marketing de Enphase.

Los micro-inversores optimizan el voltaje y los niveles de corriente de cada panel de forma individual. Esto hace que se extraiga la mayor cantidad de energía posible de cada panel, pone en común todas estas distintas fuentes y hace que el rendimiento del sistema se vea incrementado. “Cada impacto en un módulo individual, sólo acaba afectando a ese módulo,” afirma Lee. Además, el coste de equipamiento de los micro-inversores es alrededor de un 15 por ciento más barato que el coste de los sistemas tradicionales, afirma, puesto que los componentes de corriente continua tales como los combinadores de señal y los desconectores, que suelen tener un alto precio, se pueden reemplazar por componentes de corriente alterna de los que se compran normalmente en tiendas.

Los nanotubos se ponen de moda

Los tejidos cubiertos con una capa de nanotubos de carbono son capaces de crear sensores electrónicos con un aspecto y un tacto similar al del algodón convencional.
La elegancia es tan importante en el diseño científico como lo es en el arte y en la arquitectura, y así lo cree el ingeniero químico Nicholas Kotov. Sentado en su austero despacho de la Universidad de Michigan, en Ann Arbor, nos muestra un trozo de tela de algodón negro; al peso y al tacto es similar a una camisa de vestir ligera y suave. Sin embargo, Kotov ha transformado la tela en un biosensor y en un conductor eléctrico simplemente empapándola dentro de una solución de nanotubos de carbono, anticuerpos y un polímero.

Los nanotubos de carbono individuales y bien formados son altamente conductores, lo que hace que resulten muy prometedores para su aplicación como electrodos de batería y microprocesadores. Si anclamos moléculas a su superficie, tales como anticuerpos, dichas moléculas pueden convertirse en detectores químicos de gran sensibilidad: cuando un anticuerpo de une a su objetivo, las propiedades eléctricas del nanotubo se alteran de forma tangible. No obstante, los nanotubos tienen a agruparse, lo que impide que funcionen a nivel individual. Según Kotov, esto provoca que sus propiedades electrónicas acaben por degradarse.

Hay varias formas de solucionar este problema: los nanotubos se pueden colocar uno a uno, de forma laboriosa, utilizando unos métodos que llevan días de proceso en soluciones seguidos de fotolitografía, o los tubos se pueden rociar sobre una superficie plana en capas alternas con un polímero conductor, que evita que se agrupen. Sin embargo Kotov descubrió que este tipo de ensamblaje por capas se puede simplificar aún más para una superficie compleja en tres dimensiones como por ejemplo un hilo de algodón: la maraña de fibras actúa como una plantilla estructural que le permite simplemente empapar en hilo en una solución que contiene tanto el polímero como los tubos. Los nanotubos, pegados al hilo por el polímero, forman una red con buenas propiedades eléctricas, con los tubos montados unos encima de otros pero con una buena distancia entre ellos.

Este método da como resultado una alternativa más elegante, potente y mucho más fácil de llevar puesta que las telas inteligentes que incorporan fibras ópticas gruesas o pesadas, así como cables metálicos propensos a la corrosión. Aunque Kotov está explorando una serie de aplicaciones distintas para estos textiles, según él la más importante sería su utilización como biosensores que ayudaran a mantener la seguridad de la gente. Se podrían usar para detectar pérdidas de sangre en soldados que se encontraran de patrulla en zonas remotas, o para detectar agentes alergénicos o patógenos en el aire como la gripe. Y los hilos son lo suficientemente baratos y sensibles como para que pudieran ser utilizados en fábricas o tiendas, o incluso en casa—por ejemplo, para detectar toxinas en un lote dudoso de manteca de cacahuete.

Nanotubos de Carbono

Turbinas de viento en torres de alta tensión

Tres diseñadores franceses han sido los ganadores del premio Next Generation organizado por Metropolis Magazine con un ingenioso proyecto con el cual generar energía eólica. La idea es aprovechar las torretas eléctricas de alta tensión abandonadas y usarlas como soporte para colocar en ellas aerogeneradores.
También se podrían instalar estos aerogeneradores en torres nuevas explotando así por dos la inversión, por un lado seguirían cumpliendo su función de transportar energía y por el otro estarían generándola, haciéndolo además de una forma limpia. Según los cálculos si un tercio de las torres de alta tensión de Francia se dotaran con este sistema se podría rivalizar con la energía producida por dos reactores nucleares.
Estupenda idea para utilizar doblemente una infraestructura nueva, reutilizar las ya abandonas y aumentar la producción de energías limpias.

Un robot submarino con mucho tacto

Para realizar operaciones complejas bajo el agua, como reparar un cable submarino de alta tensión, se recurre habitualmente a robots acuáticos controlados a distancia por un operario. Las maniobras no son nada sencillas para ninguno de los dos, y ni siquiera la lámpara que incorpora el autómata permite combatir la oscuridad de las profundidades marinas. Además de que las corrientes que empujan y desplazan al robot complican aún más la tarea.

Las cosas serían mucho más sencillas si el robot tuviera sentido del tacto, algo que parece que acaba de conseguir un equipo de ingenieros del Instituto Fraunhofer de Tecnología en Bremen (Alemania). El sensor que han desarrollado tiene como pieza clave un indicador de tensión de tan sólo diez micrómetros de grosor -equivalente a un cabello humano- y protegido de la sal del agua por una fina cápsula.

"Si el robot encuentra un obstáculo, el indicador de tensión registra una alteración y la resistencia eléctrica varía", explica Marcus Maiwald. Esto le permite orientarse en un ambiente submarino de forma autónoma. A finales de mayo, el equipo presentará el nuevo robot submarino dotado de cuatro extremidades con capacidad táctil en una conferencia en Nuremberg.

En ICRA 2009 se mostrará un poco de todo, desde robots capaces de escalar árboles hasta otros que educadamente te preguntan por una dirección

Un grupo de investigadores de la Universidad de Pensilvania presentará la última versión de RiSe, un robot de cuatro patas que puede tanto corretear por el suelo como rápidamente subirse a un árbol o a un poste. RiSE V3 ha sido diseñado y construido por Boston Dinamics—la compañía responsable del robot militar de cuatro patas BigDog. Tiene cuatro patas y unas pequeñas garras hechas a partir de agujas quirúrgicas que son capaces de agarrarse a una superficie vertical. Las patas frontales del robot son lo suficientemente largas como para abrazar un poste telefónico, y puede escalar a unos 21 centímetros por segundo.


“RiSE V3 en la primera máquina con patas para uso general que ha logrado conseguir esta velocidad de escalada vertical,” afirma Daniel Koditsckek, profesor de ingeniería eléctrica y de sistemas en la Universidad de Pensilvania, y director del estudio. Puesto que el robot puede andar, escalar y permanecer quieto en un poste al mismo tiempo que conserva su energía (ver el video), Koditschek señala que podría “jugar un papel de gran valor en aplicaciones de rescate, reconocimiento, vigilancia e inspección.”

Aquí adjunto el video del robot escalando un arbol ;)
http://link.brightcove.com/services/player/bcpid1460879066?bctid=23759285001

Wolfram Alpha ya se encuentra disponible

El servicio web, que no se presenta como un buscador, ofrece informes ante consultas complejas; se basa en un repositorio de datos con información clasificada de forma previa a la cual acceden miles de algoritmos matemático.
Wolfram Alpha , el nuevo servicio web que se presentó el pasado viernes, a modo de prueba, como la primera base de conocimientos computacional, tendrá hoy su lanzamiento oficial. Si de similitudes se trata, es inevitable comparar sus prestaciones con el servicio de búsquedas web de Google , pero esta idea se queda corta.
De hecho, Wolfram Alpha evita dichas comparaciones para presentarse como un repositorio de conocimientos . Ante una consulta, el sitio refleja los resultados en una suerte de informe basado en su propia base de datos .
Este es su punto fuerte. Se basa en información ingresada y seleccionada de forma previa por investigadores y equipos de expertos, que se encargan de poner a disposición dichos datos para el procesamiento de los algoritmos informáticos del servicio. El sitio resolvió, durante el fin de semana de pruebas, más de 14 millones de búsquedas. Esa carga de trabajo llevó a que, por momentos, no pudiera ofrecer resultados.
Estos procesos se ponen en marcha al realizar una consulta estructurada de forma tal que ofrece una página dinámica compuesta de gráficos, estadísticas y diferentes recursos tales como enlaces a sitios adicionales como Wikipedia , o la posibilidad de realizar una búsqueda en Google , Yahoo! o Live Search de Microsoft.