Unknown Pixels

Kootut selitykset, osa I

Sun, 05 Feb 2012 19:51:27 +0200

Toivottavasti tälle postaukselle ei tule jatko-osaa :D

Kärsin edelleen kroonisesta ajanpuutteesta, joten kirjoittelu on jäänyt vähän sivummalle. Opiskelu ja työt vievät sen verran aikaa, että jostakin on yksinkertaisesti karsittava. Eniten tässä harmittaa noiden tiedetiistaiden puuttuminen, mutta ajattelin kirjoitella niitä läjän jossakin vaiheessa korvatakseni välistä jääneet postaukset.

Aika-avaruusjatkumo.

Mitä blogiin on tulossa?

No vaikka mitä :)

Ensimmäisenä tulee mieleen Arduinoon liittyvät jutut, sillä tuo sääasema ynnä muu automaatiohomma on pahasti kesken. Tilasin yli viikko sitten NFC-shieldin Arduinoon, ja sen pitäisi saapua jossakin vaiheessa Hong Kongista tänne Tampereelle. Sääaseman koodia tulen parantelemaan huomattavasti, lisäämään mm. etähallinnan sekä ajattelin liittää ko. systeemiin ircin hilite-hälyttimen (ledi). Lueskelin myös asioita hw-interrupteista ja mietin, miten niitä voisi soveltaa johonkin.

Tulen kirjoittamaan Arduinoon liittyviä juttuja ja muita rakenteluprojekteja tulevaisuudessa myös englanniksi, koska niille näyttää olevan melkoinen kysyntä ympäri maailmaa, sillä kiinnostuneita ihmisiä ilmaantuu ihan mukavaa tahtia.

Olisi muutakin kirjoiteltavaa ja ideoita, mutta ne jäävät odottamaan parempaa ajankohtaa. Tämän kuun jälkeen uskoisin tilanteen helpottavan hiukan, mutta yritän saada uutta juttua tänne tiedon valtaväylälle tässä kuussa ainakin muutaman postauksen verran.

Arduino + Ethernet Shield = sääasema

Wed, 11 Jan 2012 20:22:44 +0200

Sain tuossa jokin aika sitten kytkimen käyttööni, joten pääsin koodailemaan vähän kokeilumielessä kuinka helposti saan lämpötilat jonnekin talteen. Pienen alkukankeuden jälkeen onnistuin saamaan lämpötilat luotettavasti etäpalvelimelle Ethernet Shieldin avustuksella, jolloin en tarvitse omaa serveriä tai muuta konetta lämpötilojen jatkuvaan seuraamiseen (ellei Arduinoa lasketa 16 MHz serveriksi).

Arduinon Ethernet shield toimii yllättävän hyvin, sillä se osaa jopa hankkia ip:t DHCP:n avustuksella itse. Käytännössä minulla on kolme lämpötilasensoria kytkettynä Arduinoon sekä Ethernet shield. Arduino lukee lämpötiloja 5 minuutin välein, ja ethernet shield passaa ne sitten GET-requestina php-tiedostolle etäpalvelimelle, joka lisää lämpötilat tietokantaan.

Tietokannasta voin sitten helposti visualisoida dataa miten ikinä haluankin. Päädyin Googlen Chart-apiin, joka tekee ihan näppärän näköisiä kuvaajia. Niitä voi pällistellä täällä.

Tällä hetkellä Arduino saa virtansa 24/7 tietokoneen usb-liitännästä, sillä 5 V ulkoisella virtalähteellä sensorien lukeminen epäonnistuu välillä. En tiedä syytä siihen, mutta yritän selvittää. Uptime Arduinossa on tällä hetkellä jo useita päiviä.

Kun kerkeän väsäilemään enemmän asioita sekä parempaa / turvallisempaa koodia, ne tulevat näkyville Githubiin ja miksei myös tännekin.

Tiedetiistai 7 – Stephen Hawking

Wed, 11 Jan 2012 19:55:33 +0200

Nyt on melkein tiistai, muttei kuitenkaan ihan. Kiireiden takia venyi tälle päivälle, pahoittelut.

Stephen Hawking täytti juuri 70 vuotta, ja ajattelin tällä kertaa vähän avata hänen taustojaan. Totta puhuen ilmeisesti kukaan ei olisi vuosia sitten uskonut, että Hawking eläisi edelleen vuonna 2012. Hän sairastui 21-vuotiaana ALS-tautiin, jossa eliniän odote on 3-5 vuotta taudin toteamisesta. Siitä huolimatta Hawking elää edelleen 70-vuotiaana.

Hawking on tunnetuimpia teoreettisia fyysikoita ja kosmologeja. Hän on kirjoittanut erään parhaiten myydyistä fysiikkaa käsittelevistä kirjoista (Ajan lyhyt historia), sekä tutkinut muun muassa kosmologiaa, kvanttigravitaatiota sekä säieteorioita. Hawking osoitti, että mustat aukot säteilevät ja tätä säteilyä kutsutaan nykyään nimellä Hawkingin säteily.

Pienenä kevennyksenä todettakoon, että Stephen Hawking pitää naisia kaikista suurimpana mysteerinä ja on ajatellut asiaa eniten päivittäin. No, kukapa naisia ymmärtäisi :)

Tiedetiistai 6 – Mikä on tieteellinen teoria?

Tue, 03 Jan 2012 23:28:59 +0200

Ihmiset puhuvat usein teorioista arkikielessä. Teorialla voi olla kontekstista riippuen useita eri merkityksiä, mutta kun puhutaan tieteestä, se tarkoittaa vain yhtä asiaa: teoria kuvaa jotakin kokonaisuutta eli se selittää tieteellisesti jonkin havaitun ilmiön.

Arkikielessä sanaan teoria liitetään usein epävarmuustekijä, mutta tieteessä teoria on kokeellisesti todistettu paikkansa pitävä kuvaus jostakin asiasta (älä sekoita hypoteettisiin teorioihin, tosin eivät nekään ole "arvauksia"). Esimerkiksi evoluutioteoriaa ymmärtämättömät ihmiset sanovat sen olevan vain ”teoria”, mutta tieteellisessä kontekstissa se on tutkitusti todeksi havaittu kuvaus elämän kehittymisestä eli kyseinen argumentti kaikissa keskusteluissa on täysin arvoton.

Fysiikassa, ja miksei myös muissakin luonnontieteissä, teoriat ovat niin kutsuttuja efektiivisiä teorioita. Fysiikassa eri asioita voidaan kuvata osateorioilla, jotka pätevät vain tietyillä etäisyys- ja energia-alueilla. Kaikki teoriat lukuun ottamatta kaiken teoriaa ovat efektiivisiä.

Arduino ja lämpötilasensorit (DS18B20)

Tue, 03 Jan 2012 11:06:12 +0200

Sain tuossa toissa viikolla käsiini ethernet shieldin, kaapelia, lämpötilasensoreita ynnä muuta pikkusälää. Ethernet shield saa vielä odottaa hetken sivussa, sillä en omista tällä hetkellä kytkintä/reititintä, jolla saisin helposti asioita testailtua.

Lämpötilasensorit sen sijaan jo testasin ja teinkin niille pienen virityksen, joka päivittää automaattisesti 5 minuutin välein lämpötiloja tietokantaan. Sensorit ovat mallia DS18B20, jotka kykenevät 12 bitin resoluutiolla 0,0625 asteen tarkkuuteen.

Sensorit ovat hyvin helppokäyttöisiä Arduinon kanssa. Jokaisella on oma osoitteensa, jolla ne voidaan erottaa toisistaan. Datan siirtoon riittää vain yksi kaapeli, jonka lisäksi tarvitaan myös 4,7 kohmin pull-up vastus sekä kytkentä maahan. Tämä on ns. parasiittitila, jossa sensori ottaa virran datalinjasta. Sensorit voi kytkeä myös aktiivisesti virtalähteeseen, mutta en nähnyt sitä tarpeelliseksi, koska olisin tarvinnut enemmän johtoa.

Kytkentä on hyvin yksinkertainen, joten en ala sitä tähän piirtämään (löytyy helposti Googlella). En löytänyt 4,7 kohmin vastuksia, joten kytkin sarjaan pienempiä. Pitäisi saada oma serveri, jossa voisin ajaa cronilla lämpötiloja serial-portista (usb) lukevaa skriptiä, joka lisää lämpötilat tietokantaan. Sieltä niitä voi sitten käsitellä miten itse haluaa.

Tällä hetkellä ajan Windowsin puolella pätkää pythonia, joka lukee lämpötilat Arduinon usb-portista (Arduino siis myös ohjelmoitu lukemaan sitä dataa) 5 minuutin välein (vieläpä sleep()-komennolla :D) ja lähettää ne POST-requestina eräälle palvelimelle, jossa vastaavasti PHP syöttää ne tietokantaan. Purkkaviritysten aatelia siis.

Tiedetiistai 5 – suhteellisuusteoria

Tue, 27 Dec 2011 16:01:16 +0200

Jatketaan fysiikan parissa kun kerta ollaan vauhtiin päästy. Einstein on melko tunnettu tiedemies ja syystäkin, sillä hän kehitti erityisen sekä yleisen suhteellisuusteorian. Näistä ensiksi mainittu, erityinen suhteellisuusteoria, on ehkä eräs käytetyimmistä ja tarkimmin testatuista fysiikan teorioista. Sen laajennos, yleinen suhteellisuusteoria, on taas puolestaan hankalampi tapaus, sillä sitä ei ole saatu sovitettua yhteen kvanttimekaniikan kanssa eikä esimerkiksi sen ennustamia gravitaatioaaltoja ole saatu havaittua.

Suhteellisuusteoria on todella mielenkiintoinen ja myös useissa tapauksissa täysin arkijärjen vastainen. Esimerkiksi paikallaan oleva kello tikittää nopeammin kuin liikkeessä oleva kello. Valonnopeutta ei teorian mukaan voi ylittää, vaikka neutriinot eivät tunnu tätä sääntöä kunnioittavan viime kuukausina pinnalle nousseiden kokeiden perusteella. Tapahtumat ovat riippuvaisia katsojan koordinaatistosta sekä liikkeestä ja eri pisteissä olevat havaitsijat saattavat nähdä asian eri tavoin, mikäli esimerkiksi toinen heistä liikkuu.

Tiedetiistai 4 – kvanttimekaniikka ja alkeishiukkaset

Tue, 20 Dec 2011 17:38:01 +0200

Higgsistä on hyvä jatkaa kvanttimekaniikkaan, sillä se linkittyy melko oleellisesti siihen, mitä ymmärrämme ympäröivästä maailmasta. Kvanttimekaniikka pystyy selittämään asioita, joihin klassinen mekaniikka ei kykene – siksi olen joskus ihmetellytkin, miksei sitä opeteta laajemmin koulussa.

Hiukkasfysiikan standardimalli sisältää 12 alkeishiukkasta: leptonit ja kvarkit (näiden yläkäsite on fermionit) sekä mittabosonit eli voimienvälittäjähiukkaset. Näiden hiukkasten avulla pystytään selittämään lähes kaikki ympäröivän maailman ilmiöt lukuun ottamatta gravitaatiota, jonka hypoteettista välittäjähiukkasta, gravitonia, ei ole löydetty.

Käytännössä koko maailma koostuu näistä hiukkasista, mutta moni ei edes tiedä niiden olemassaolosta. Tämän luettuasi tiedät ehkä jotakin, mutta suosittelen tutustumaan itse asiaan tarkemmin, jos kiinnostaa.

Tiedetiistai 3 – Higgsin kenttä ja bosoni

Tue, 13 Dec 2011 17:47:38 +0200

Kuten jotkut jo ehkä tietävätkin, tänään pidettiin CERNissä seminaari koskien LHC:n löydöksiä hiukkasfysiikan saralla. LHC:n tärkein tavoite on joko löytää Higgsin bosoni tai olla löytämättä sitä. Uusimpien tulosten mukaan Higgs saattaa piilotella energia-alueella, joka on saatu LHC:n kahden eri koeaseman (ATLAS ja CMS) toisistaan riippumattomien tulosten perusteella rajattua 115-130 GeV:iin (gigaelektronivolttiin). Mutta mikä on Higgs?

Higgsin hiukkanen on ainoa hiukkasfysiikan standardimallin ennustama löytämätön välittäjähiukkanen. Teorian mukaan se antaa kaikille muille hiukkasille massan, tai hiukkasesta riippuen, ei anna massaa.

Universumin täyttää Higgsin kenttä, joka on yksinkertaistettuna vain järjetön määrä Higgsin hiukkasia, jotka antavat eri hiukkasille massan, kun ne vuorovaikuttavat muiden hiukkasten kanssa. Eri massat selittyvät sillä, että kaikki hiukkaset eivät vuorovaikuta Higgsin kentän kanssa yhtä paljon; jotkut eivät ollenkaan.