HackerBox 0050: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Sveiciens HackerBox hakeriem visā pasaulē! HackerBox 0050 mēs montējam un programmējam iegulto procesora plates HB50. HB50 atbalsta eksperimentus ar ESP32 mikrokontrolleriem, iebūvēto IoT WiFi, bitt sprādziena skaņu, RGB gaismas diodēm, pilnkrāsu TFT LCD displejiem, skārienekrāna ieejām, Bluetooth un daudz ko citu. HackerBox 0050 pēta arī nelielu tastatūras risinājumu jebkuram iegultam projektam, I2C saskarnēm, jaudas budžetam un mobilo ierīču automātam.

Šajā rokasgrāmatā ir informācija, lai sāktu darbu ar HackerBox 0050, kuru var iegādāties šeit, kamēr beidzas krājumi. Ja vēlaties katru mēnesi saņemt šādu HackerBox tieši savā pastkastē, lūdzu, abonējiet to vietnē HackerBoxes.com un pievienojieties revolūcijai!

HackerBoxes ir ikmēneša abonēšanas kastes pakalpojums aparatūras hakeriem un elektronikas un datortehnikas entuziastiem. Pievienojieties mums, lai dzīvotu HACK LIFE.

1. darbība: satura saraksts HackerBox 0050

• Ekskluzīva iespiedshēmas plate HB50
• ESP-WROOM-32 divkodolu WiFi modulis
• QVGA krāsu TFT LCD 2,4 collu displejs
• Integrēts displeja skārienekrāns ar irbuli
• Sešas WS2812B RGB gaismas diodes
• Sešas virsmas piestiprināmās Tacile pogas
• Pjezo skaņas signāls 12 mm SMD
• AMS1117 3.3V lineārais regulators SOT223
• Taisnā leņķa 40 kontaktu atdalīšanas galvene
• Divi 22uF tantala kondensatori 1206 SMD
• Divi 10K omi 0805 SMD rezistori
• CardKB mini tastatūra
• No Grove līdz DuPont Breakout kabelis
• CP2102 USB seriālais modulis
• DuPont džemperi sieviete-sieviete 10 cm
• Hokusai Lielā viļņa PCB uzlīme
• Ekskluzīva HackerBox WireHead uzlīme
• Ekskluzīva HackerBox 50 izaicinājuma monēta

Dažas citas lietas, kas būs noderīgas:

• Lodāmurs, lodētava un pamata lodēšanas rīki
• Dators programmatūras rīku palaišanai

Vissvarīgākais - jums būs nepieciešama piedzīvojumu sajūta, hakeru gars, pacietība un zinātkāre. Būvēt un eksperimentēt ar elektroniku, lai arī tas ir ļoti izdevīgi, dažkārt var būt sarežģīti, izaicinoši un pat nomākti. Mērķis ir progress, nevis pilnība. Kad jūs neatlaidīgi izbaudāt piedzīvojumu, no šī hobija var gūt lielu gandarījumu. Speriet katru soli lēnām, ņemiet vērā detaļas un nebaidieties lūgt palīdzību.

HackerBoxes bieži uzdotajos jautājumos ir daudz informācijas esošajiem un topošajiem dalībniekiem. Gandrīz uz visiem saņemtajiem e-pasta ziņojumiem, kas nav tehniskais atbalsts, tur jau ir atbildēts, tāpēc mēs patiesi pateicamies, ka veltāt dažas minūtes, lai izlasītu FAQ.

2. darbība: HB50 iespiedshēmas plate

Lai pieminētu HackerBox numuru 0050, pēc populāra pieprasījuma esam izveidojuši populārākās HackerBox shēmas plates atjauninātu versiju. HackerBox 0020 vasaras nometnes nozīmīšu komplekts DEF CON 25 tika izpārdots mazāk nekā divu stundu laikā. PCB faili kopš tā laika ir bieži pieprasīti. Plāksni vismaz pāris reizes ir pārpublicējušas trešās personas. Dizains ir iedvesmojis dažas citas emblēmas un iegultus IoT projektus, par kuriem mēs zinām, un cerams, ka vēl vairākus, par kuriem mēs nezinām.

Atjauninājumi, kas atrodami jaunajā HB50 PCB komplektā, ietver ESP-32 DEVkitC nomaiņu pret kompaktāku ESP-WROOM-32 moduli. Piecas kapacitatīvās skārienpogas ir aizstātas ar mehāniskām taustes pogām. Piecas RGB WS2812 gaismas diodes, kas bija baltā iepakojumā, ir palielinātas līdz sešām un tagad atrodas melnā iepakojumā. Pjezo skaņas signāls ir aizstāts ar kompaktāku virsmas montāžas versiju. Barošanas avots ir vienkāršots. Krāsu TFT displejs ir palielināts no 2,2 collām līdz 2,4 collām. PCB ir kompaktāka, un jūsu uzlaušanas priekam pat ir izlauzti daži IO tapas. Kopš HackerBox 20 laikiem ESP32 ir pieejams daudz vairāk projektu, piemēru un kodu, tāpēc gatavosimies dārdēšanai …

Iespējas:

• ESP32 divkodolu 160 MHz procesors
• 2,4 collu QVGA krāsu TFT LCD displejs
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• Piecas taustes taustiņi (+ viens atiestatīšanai)
• Sešas RGB WS2812 gaismas diodes
• Pjezo skaņas signāls
• 3.3V lineārais regulators
• Paplašināšanas galvene

Tāpat kā tā priekšgājēju, HB50 var nēsāt uz auklas, izmantot kā rokas, piestiprināt pie sienas vai izvietot gandrīz jebkurā vietā neskaitāmos bezvadu un krāsainos lietojumos.

3. darbība: atveriet HB50 paneli

Lai samazinātu vai vismaz izolētu kļūdas, mēs iesakām sākt montāžu, HB50 PCB aizpildot tikai minimālo komponentu skaitu, kas nepieciešami ESP32 programmēšanai. Šī minimālā dzīvotspējīgā pieeja ir aprakstīta šādos soļos:

1. Noskatieties šo video par kastelētu moduļu lodēšanu.
2. Lodējiet ESP-WROOM-32 moduli uz PCB. Nesteidzies. Neuztraucieties par centrālo zemējuma spilventiņu zem moduļa. To var pielodēt tikai ar pārplūdi, un tas ir paredzēts tikai papildu termiskai savienošanai.
3. Izmantojiet multimetru, lai pārliecinātos, ka starp 3V3 un GND nav īssavienojuma. Ja ir īssavienojums, tas ir jāidentificē un jānoņem, pirms tiek pielietota barošana pie dēļa, pretējā gadījumā var izkļūt dūmu briesmonis.
4. Lodējiet divus 10K rezistorus tieši virs EN un IO0 pogām.
5. Lodējiet pogas EN un IO0. Pārējās četras pogas pagaidām var izslēgt.
6. Izjauciet 16 kontaktu galvenes sloksni. Ievietojiet to no PCB CPU puses tā, lai tapas būtu vērstas uz PCB tuvāko malu. Pēc tam lodējiet galveni vietā no PCB pogas puses.
7. Vēlreiz pārbaudiet, vai starp 3V3 un GND nav īssavienojumu.
8. Izmantojiet četrus DuPont džemperu vadus, lai savienotu CP2102 moduli, kā parādīts attēlā. Ņemiet vērā, ka mēs īslaicīgi izmantojam 3V3 barošanas avotu, jo lineārais regulators vēl nav ievietots PCB.
9. Ja jūsu datorā vēl nav instalēta Arduino IDE, iegūstiet to šeit.
10. Izmantojot šo rokasgrāmatu, konfigurējiet ESP32 atbalstu Arduino IDE.
11. IDE iestatiet rīki> dēlis uz "ESP32 Wrover Module".
12. Pievienojiet CP2102 moduli datora USB portam.
13. IDE iestatiet rīki> ports uz pareizo CP2102 USB portu.
14. Ja, ievietojot CP2102 moduli, neparādās jauns ports, instalējiet vajadzīgo USB draiveri no Silicon Labs.
15. Satveriet pogas_demo skici.
16. Apkopojiet un augšupielādējiet skici.
17. Kad augšupielāde sākas, turiet nospiestu gan EN, gan IO0 pogas. LV būtībā ir atiestatīšanas poga, un IO0 ir piespraudes tapa zibspuldzes pārprogrammēšanai.
18. Kad punkti un domuzīmes parādās IDE, atlaidiet pogu EN (atlaidiet atiestatīšanu), bet turpiniet turēt nospiestu pogu IO0, līdz zibspuldzes programmēšana sāk pārliecināties, ka siksnas tapa ir atpazīta pēc palaišanas.
19. Kad programmēšana ir pabeigta, vēlreiz nospiediet pogu EN, lai atiestatītu un sāktu tikko mirgojošo kodu.
20. Atveriet Arduino IDE sērijas monitoru un iestatiet to uz 115200 bodu.
21. Nospiežot pogu IO0, sērijas monitorā jāģenerē ziņojums.

4. solis: pogas, skaņas signāli un gaismas diodes, OH MY

VAIRĀK POGU

Kad sākotnējais programmēšanas solis ir veiksmīgs, izslēdziet HB50 plati un lodējiet atlikušās četras pogas. Vienai un tai pašai skices button_demo skicei sērijas monitoram jāziņo par visām piecām pogām (IO0, A, B, C un D), kad tās tiek nospiestas.

BUZZER

Izslēdziet HB50 plāksni un pielodējiet skaņas signālu uz tā spilventiņiem. Orientējiet skaņas signāla punktu, lai tas būtu vistuvāk HB50 paneļa "+" spilventiņam. Ieprogrammējiet buzzer_demo skici un atiestatiet (EN) tāfeli, lai tā darbotos. Izklausās labi?

WS2812B RGB gaismas diodes

Izslēdziet HB50 plati un pielodējiet sešas gaismas diodes uz to spilventiņiem. Virziet katras gaismas diodes balti atzīmēto stūri tā, lai tas atbilstu ciļņu stūrim, kā parādīts PCB sietspiedē.

No Arduino IDE rīkiem> Pārvaldīt bibliotēkas instalējiet FastLED bibliotēku.

Atveriet skici: Fails> Piemēri> FastLED> ColorPalette.

Skices kodā mainiet LED_PIN uz 13, NUM_LEDS uz 6 un LED_TYPE uz WS2812B.

Augšupielādējiet skici un atiestatiet (EN) tāfeli, lai tā darbotos. Izbaudiet visu krāsu mirgojošas gaismas.

LINEĀRĀS POWER REGUALTOR

Spēlējot gaismas diodes (un it īpaši, kad ir iespējots WiFi raidītājs), HB50 no 3V3 barošanas avota iegūst lielu strāvu. Uzlabosim 3.3V jaudas jaudu, pielodējot AMS1117 (SOT 233 pakete) lineāro regulatoru. Aizpildiet arī divus 22uF filtra kondensatorus blakus regulatoram. Ņemiet vērā, ka katra kondensatora sietspiedes viena puse ir taisnstūrveida, bet otra puse - astoņstūra. Kondensatoriem jābūt orientētiem tā, lai uz iepakojuma esošā tumšā lente sakristu ar astoņstūra sietspiedes pusi. Tagad regulators pārvērtīs daļu no 5 V barošanas par 3.3 V un var nodrošināt daudz lielāku strāvu nekā pats CP2102 modulis. Lai tagad piegādātu elektroenerģiju HB50, izmantojot 5 V barošanu, pārvietojiet abus 3V3 DuPont džempera galus uz 5 V. Tas ir, avots 5V no moduļa CP2102 vienā no 5V ievades tapām HB50 galvenē. Ņemiet vērā, ka 5V tapu faktiski var piegādāt ar jebkuru spriegumu no 3,5 V līdz 5 V.

5. solis: ILI9341 QVGA krāsu TFT LCD displejs

MSP2402 displejs (lcdwiki lapa) ir SPI kopnes modulis, kura pamatā ir mikroshēma ILI9341. Mikroshēma vada 2,4 collu krāsu ekrānu, kas atbalsta 65 000 krāsu un izšķirtspēju 320X240 pikseļi (QVGA).

Modulim ir arī skārienekrāna ievade un SD kartes slots.

PRE-TEST DISPLAY I/O PINS

Ja līdz šim brīdim jums ir bijušas problēmas ar ESP-WROOM-32 tapas lodēšanu, pirms displeja moduļa ievietošanas vietā ieteicams pārbaudīt displeja moduļa I/O tapas. Kā parādīts zemāk un PCB shematiskajā diagrammā, spēlē ESP32 IO ir 19, 23, 18, 5, 22, 21 un 15. Ņemiet vērā, ka tie ir IO skaitļi, nevis tapas. Tapas var pārbaudīt, uzrakstot nelielu programmu, kurā visi šie IO tiek iestatīti kā izejas, un pēc tam tiek pārtraukta riteņbraukšana caur IO, ieslēdzot un izslēdzot katru no tiem ar otru vai divām aizkavēšanās reizēm. Vienkāršu gaismas diodi ar pievienotu strāvas ierobežošanas rezistoru var izmantot kā zondi, lai pārliecinātos, ka katra displeja galvenēs kartētā IO tapa (sk. Shematisko shēmu) tiek pareizi ieslēgta un izslēgta un ka neviens no tiem nav savienots kopā.

Kad visas tapas ir pārbaudītas, TFT displeju var pielodēt, izmantojot gan garos, gan īsos galvenes.

Instalējiet un konfigurējiet TFT BIBLIOTĒKU

No Arduino IDE: rīki> Pārvaldīt bibliotēkas, instalējiet TFT_eSPI bibliotēku

Dodieties uz mapi Arduino bibliotēkas. Atveriet mapi TFT_eSPI un rediģējiet failu User_Setup.h, lai konfigurētu moduļa draivera mikroshēmu, pikseļu izšķirtspēju un IO tapas. Dariet to, pārliecinoties, ka definīcijas (nav) komentētas, kā parādīts zemāk, un iestatītas vērtības, kā parādīts attēlā. Jūs varat pārbaudīt, vai tie atbilst PCB shēmas savienojumiem.

// 1. sadaļa.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // 2. sadaļa. // ESP32 Dev plate #define TFT_MISO 19 #define TFT_MOSI 23 #define TFT_SCLK 18 #define TFT_CS 5 #define TFT_DC 22 #define TF TFT_RST -1 // #definēt TFT_BL 32 #define TOUCH_CS 15

Atveriet un augšupielādējiet skici:

Fails> Piemēri> TFT_eSPI> 320 x 240> Cellular_Automata

Šī skice ir foršs vizuāls Konveja dzīves spēles demonstrējums.

Hakeru planieris var kļūt par eksistenci … sekojiet līdzi!

RĀDĪT HACKERBOX LOGO TFT LCD

Izmēģiniet BitHeadDemo skici.

6. darbība. Skārienekrāna lietotāja ievade

Lai konfigurētu un pārbaudītu skārienekrāna funkcionalitāti, var izmantot šādu skici:

Fails> Piemēri> TFT_eSPI> 320 x 240> Tastatūra_240x320

Poga "sūtīt" nosūta ievadīto numuru sērijveida monitoram ar 9600 baudām.

7. darbība: CardKB I2C tastatūra

Šī mazā tāfele īsteno pilnvērtīgu QWERTY tastatūru, ko var izmantot gandrīz visos jūsu mikrokontrolleru projektos. Tastatūra sazinās, izmantojot GROVE A portu (I2C saskarne) adresē 0x5F. Pogas kombinācijas (Sym+taustiņš, Shift+taustiņš, Fn+taustiņš) tiek atbalstītas bagātīgu taustiņu vērtību izvadei.

Sāciet ar vienkāršu CardKB_Serial skices piemēru, kas sazinās ar tastatūru, izmantojot GROVE I2C, un atkārto seriālā monitora taustiņu nospiešanu. Skici var palaist, izmantojot ESP32 (piemēram, HB50), Arduino UNO, Arduino Nano vai jebkuru platformu, kas atbalsta I2C.

Ņemiet vērā, ka ir divi dažādi Wire.begin zvani ESP32 un UNO/Nano. Izsakiet komentārus par vienu no šīm rindām jūsu izmantotajam saimniekdatoram. Pievienojiet dzelteno un balto GROVE sadalīšanas vadu tapām, kas norādītas šajā koda rindā. Pievienojiet sarkano GROVE pārtraukšanas vadu pie 5 V un melno GROVE vadu pie GND.

Ražotāja dokumentācijas lapa. Ņemiet vērā: pat ja CardKB iebūvētais mikrokontrolleris ir ieprogrammēts, programmaparatūras avots ir pieejams, ja vēlaties uzlauzt tastatūru.

8. darbība

Mēs ceram, ka jums patīk šī mēneša HackerBox piedzīvojums elektronikā un datortehnoloģijās. Sazinieties un dalieties savos panākumos zemāk esošajos komentāros vai HackerBoxes Facebook grupā. Atcerieties arī to, ka jebkurā laikā varat sūtīt e -pastu uz [email protected], ja jums ir jautājums vai nepieciešama palīdzība.

Ko tālāk? Pievienojieties revolūcijai. Dzīvojiet HackLife. Katru mēnesi saņemiet vēsu uzlaužamu rīku kastīti tieši jūsu pastkastē. Pārlūkojiet vietni HackerBoxes.com un reģistrējieties ikmēneša HackerBox abonementam.