HackerBox 0046: noturība: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Sveiciens HackerBox hakeriem visā pasaulē! Izmantojot HackerBox 0046, mēs eksperimentējam ar pastāvīgiem elektroniskiem papīra displejiem, LED noturības redzes (POV) teksta ģenerēšanu, Arduino mikrokontrolleru platformām, elektronisko prototipu veidošanu un uzlādējamām baterijām.

Šajā pamācībā ir informācija, lai sāktu darbu ar HackerBox 0046, ko 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 elektronikas un datortehnikas entuziastiem - Aparatūras hakeri - Sapņu sapņotāji.

HACK PLANET

1. darbība: satura saraksts HackerBox 0046

• ePaper modulis
• Arduino UNO ar MicroUSB
• Divi UNO prototipu vairogi
• USB 18650 akumulatora barošanas bloks
• Izkliedētas sarkanas 5 mm gaismas diodes
• 560 omu rezistori
• Vīriešu un sieviešu DuPont džemperu vadi
• 9V akumulatora turētājs
• Atveriet aparatūras uzlīmi
• Ekskluzīva atvērta aparatūras atloks

Dažas citas lietas, kas būs noderīgas:

• 9V akumulators
• 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: Arduino UNO

Šis Arduino UNO R3 ir veidots, ņemot vērā ērtu lietošanu. MicroUSB interfeisa ports ir saderīgs ar tiem pašiem MicroUSB kabeļiem, ko izmanto ar daudziem mobilajiem tālruņiem un planšetdatoriem.

Specifikācija:

• Mikrokontrolleris: ATmega328P (datu lapa)
• USB seriālais tilts: CH340G (draiveri)
• Darba spriegums: 5V
• Ieejas spriegums (ieteicams): 7-12V
• Ieejas spriegums (robežas): 6-20V
• Digitālās I/O tapas: 14 (no kurām 6 nodrošina PWM izeju)
• Analogās ieejas tapas: 6
• Līdzstrāvas strāva uz I/O tapu: 40 mA
• Līdzstrāva 3,3 V tapai: 50 mA
• Zibatmiņa: 32 KB, no kuriem 0,5 KB izmanto bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Pulksteņa ātrums: 16 MHz

Arduino UNO plāksnēm ir iebūvēta USB/seriālā tilta mikroshēma. Šajā konkrētajā variantā tilta mikroshēma ir CH340G. CH340 USB/sērijas mikroshēmām ir pieejami draiveri daudzām operētājsistēmām (UNIX, Mac OS X vai Windows). Tos var atrast, izmantojot iepriekš norādīto saiti.

Kad pirmo reizi pievienojat Arduino UNO datora USB portam, iedegsies sarkana barošanas lampiņa (LED). Gandrīz tūlīt pēc tam sarkanais lietotāja gaismas diode parasti sāks ātri mirgot. Tas notiek tāpēc, ka procesors ir iepriekš ielādēts ar BLINK programmu, ko mēs tālāk apspriedīsim.

Ja jums vēl nav instalēts Arduino IDE, varat to lejupielādēt no vietnes Arduino.cc un, ja vēlaties saņemt papildu ievadinformāciju darbam Arduino ekosistēmā, iesakām iepazīties ar HackerBoxes sākuma darbnīcas norādījumiem.

Pievienojiet UNO datoram, izmantojot MicroUSB kabeli. Palaidiet Arduino IDE programmatūru.

Izvēlnē IDE sadaļā “Rīki> tāfele” atlasiet “Arduino UNO”. Izvēlieties arī atbilstošo USB portu IDE sadaļā rīki> ports (iespējams, nosaukums ar “wchusb”).

Visbeidzot, ielādējiet koda parauga gabalu:

Fails-> Piemēri-> Pamati-> Mirgo

Tas faktiski ir kods, kas iepriekš tika ielādēts UNO, un tam vajadzētu darboties tieši tagad, lai mirgo lietotāja sarkanā gaismas diode. Programmējiet BLINK kodu UNO, noklikšķinot uz UPLOAD pogas (bultiņas ikona) tieši virs parādītā koda. Skatiet statusa informāciju zem koda: “apkopošana” un pēc tam “augšupielāde”. Visbeidzot, IDE vajadzētu norādīt "Augšupielāde pabeigta", un jūsu gaismas diodei atkal jāsāk mirgot - iespējams, ar nedaudz atšķirīgu ātrumu.

Kad varēsit lejupielādēt oriģinālo BLINK kodu un pārbaudīt LED ātruma izmaiņas. Rūpīgi apskatiet kodu. Jūs varat redzēt, ka programma ieslēdz gaismas diodi, gaida 1000 milisekundes (vienu sekundi), izslēdz gaismas diodi, gaida vēl vienu sekundi un tad dara visu vēlreiz - uz visiem laikiem. Mainiet kodu, mainot abus paziņojumus "kavēšanās (1000)" uz "aizkave (100)". Šīs modifikācijas dēļ gaismas diode mirgos desmit reizes ātrāk, vai ne?

Ievietojiet modificēto kodu UNO, un jūsu gaismas diodei vajadzētu mirgot ātrāk. Ja tā, apsveicu! Jūs tikko uzlauzāt savu pirmo iegulto kodu. Kad jūsu ātrās mirgošanas versija ir ielādēta un darbojas, kāpēc gan nepārbaudīt, vai varat vēlreiz mainīt kodu, lai gaismas diode divas reizes ātri mirgotu, un pēc tam pagaidiet dažas sekundes pirms atkārtošanas? Pamēģināt! Kā ar dažiem citiem modeļiem? Kad jums izdosies vizualizēt vēlamo rezultātu, kodēt to un novērot, kā tas darbojas, kā plānots, esat spēris milzīgu soli, lai kļūtu par iegulto programmētāju un aparatūras hakeru.

3. darbība. Elektroniskā papīra displeja tehnoloģija

Elektroniskā papīra, e-papīra, elektroniskās tintes vai e-tintes tehnoloģijas nodrošina displeja ierīces, kas atdarina parastās tintes izskatu uz papīra. Elektroniskais papīra displejs parasti ir noturīgs, jo attēls paliek redzams pat bez strāvas padeves vai noņemot vai izslēdzot vadības shēmu. Atšķirībā no parastajiem aizmugurgaismotajiem plakanā ekrāna displejiem, kas izstaro gaismu, elektroniskie papīra displeji atstaro gaismu kā papīrs. Tas var padarīt tos ērtāk lasāmus un nodrošināt plašāku skata leņķi nekā vairums gaismas izstarojošo displeju.

Kontrasta attiecība tuvinās laikrakstam, un jaunizveidotie displeji (kopš 2008. gada) joprojām ir nedaudz labāki. Ideālu ePaper displeju var nolasīt tiešos saules staros, attēlam neizbalējot.

Elastīgajā elektroniskajā papīrā displeja aizmugurē tiek izmantoti elastīgi plastmasas pamatnes un plastmasas elektronika. Ražotāju starpā notiek konkurence, lai nodrošinātu pilnkrāsu elektroniskā papīra atbalstu.

(Wikipedia)

4. solis: daudzkrāsains EPaper modulis

MH-ET LIVE 1,54 collu ePaper modulis var parādīt gan melnu, gan sarkanu tinti. Piemērā un dokumentācijā modulis ir minēts kā melns/balts/sarkans (melns/melns) 200x200 elektroniskais papīra displejs (EPD).

Displeja tehnoloģija ir mikrokapsulēts elektroforētiskais displejs (MED), kurā tiek izmantotas sīkas sfēras, kurās uzlādētie krāsu pigmenti suspendējas caurspīdīgajā eļļā un pāriet skatā atkarībā no piemērotajiem elektroniskajiem lādiņiem.

EPaper ekrāns var parādīt modeļus, atspoguļojot apkārtējo gaismu, tāpēc tas darbojas bez pretgaismas. Pat spilgtā saules gaismā ePaper ekrāns nodrošina augstu redzamību ar 180 grādu skata leņķi.

MH-ET moduļa izmantošana ar Arduino UNO:

1. Instalējiet Arduino IDE (ja tas vēl nav instalēts)
2. Lai instalētu Adafruit GFX bibliotēku, izmantojiet bibliotēkas pārvaldnieku (Rīki-> Pārvaldīt bibliotēkas)
3. Izmantojiet bibliotēkas pārvaldnieku, lai instalētu GxEPD (NOT GxEPD2)
4. Atveriet failu-> piemēri-> GxEPD> GxEPD_Example
5. Noņemiet komentāru rindā, lai iekļautu GxGDEW0154Z04 (1,54 collas, melnbalts, 200x200)
6. Vads UNO uz EPD: aizņemts = 7, līdzstrāva = 8, atiestatīšana = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Iestatiet EPD slēdžus uz “L”
8. Kā parasti, lejupielādējiet GxEPD_Example skici no IDE uz UNO

Citu bibliotēku ar demonstrācijas kodu (piegādāts no EPD ražotāja) var atrast šeit. Ņemiet vērā, ka šīm demonstrācijām (un dažiem citiem tiešsaistē pieejamiem piemēriem) ir atšķirīgi tapu piešķīrumi nekā tiem, kas izmantoti iepriekš GxEPD piemērā. Jo īpaši 8. un 9. tapas bieži tiek apgrieztas.

5. solis: Arduino UNO prototipu vairogs

Arduino UNO prototipēšanas vairogs, tāpat kā jebkurš cits vairogs, tieši piestiprinās pie Arduino UNO (vai saderīgas) plates. Tomēr Arduino UNO prototipēšanas vairoga vidū ir universāla "perf-board" zona, kur varat lodēt savus komponentus, lai izveidotu savu pielāgoto vairogu. Vienkārši pielodējiet galvenes vairoga ārējās rindās tā, lai tās varētu pieslēgt tieši UNO. Pārklāti caurumi blakus galvenēm savienojas ar galvenes signāliem, lai līnijas no UNO varētu viegli savienot ar jūsu pielāgoto shēmu.

6. darbība: septiņi LED iestatījumi uz prototipa vairoga

Ilustrētās shēmas atbalstam var izmantot Arduino prototipa vairogu. Ķēdei ir Arduino I/O tapas 1-7, kas savienotas ar septiņām gaismas diodēm. Katra gaismas diode ir savienota ar vadu ar savu strāvas ierobežošanas rezistoru, kas šajā piemērā ir 560 omi rezistori.

Ņemiet vērā, ka katras gaismas diodes īsais tapa jānovirza uz Arduino GND tapu. Katru pretestību var orientēt jebkurā virzienā. 9 V mīklas turētāju var pievienot, lai padarītu projektu “pārnēsājamu”, bet tam jābūt pieslēgtam pie Vin tapas (nevis līdz 5 V vai 3,3 V).

Kad ķēdes gaismas diodes un rezistori ir pievienoti, eksperimentējiet ar mirgošanas piemēra skici, mainot tapas numuru uz dažādām vērtībām no 1 līdz 7.

Visbeidzot, izmēģiniet šeit pievienoto knight_rider.ino skici, lai iegūtu atmiņu no 80. gadiem.

7. solis: redzes noturība

Redzes noturība [VIDEO] attiecas uz optisko ilūziju, kas rodas, kad objekta vizuālā uztvere nebeidzas kādu laiku pēc tam, kad no tā izplūstošie gaismas stari vairs nav iekļuvuši acī. Ilūziju raksturo arī kā "tīklenes noturību", "iespaidu noturību" vai vienkārši "neatlaidību". (wikipedia)

Izmēģiniet POV.ino skici, kas šeit iekļauta aparatūras iestatījumā "Seven LED" no pēdējā posma. Skicē eksperimentējiet ar dažādiem ziņojuma teksta un laika parametriem, lai iegūtu dažādus efektus.

Iedvesma: Arduino POV projekts no Ahmad Saeed.

Fotoattēlu kredīts: Charles Marshall

8. darbība: USB 18650 akumulatora enerģijas banka

Vienkārši ielieciet šajā mazulī 18650 litija jonu elementu, lai izveidotu savu uzlādējamo "Power Bank", ko izmantot dažādiem 5V un 3V projektiem!

Šīs izplatītās 18650 litija jonu šūnas varat atrast no dažādiem avotiem, ieskaitot šo no Amazon.

Power Bank moduļa specifikācijas:

• Ievades (uzlādes) padeve: no 5 līdz 8 V, izmantojot mikro USB portu līdz 0,5 A.

• Izejas jauda:

  • 5 V, izmantojot A tipa USB portu
  • 3 savienotāji, kas nodrošina 3V līdz 1A
  • 3 savienotāji, kas nodrošina 5V līdz 2A

• LED statusa indikators

  • Zaļa = akumulators ir uzlādēts
  • Sarkans = uzlāde)
• Akumulatora aizsardzība (pārlādēšana vai pārmērīga izlāde)
• UZMANĪBU! Nav pretējas polaritātes aizsardzības!

9. solis: dzīvojiet HackLife

Mēs ceram izbaudīt šī mēneša HackerBox piedzīvojumu 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.