HackerBox 0053: Chromalux: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Pozdrowienia dla hakerów HackerBox na całym świecie! HackerBox 0053 bada kolor i światło. Skonfiguruj płytkę mikrokontrolera Arduino UNO i narzędzia IDE. Podłącz pełnokolorowy 3,5-calowy wyświetlacz Arduino Shield z wejściami na ekranie dotykowym i poznaj kod demonstracyjny malowania dotykowego. Podłącz czujnik koloru I2C, aby zidentyfikować składniki częstotliwości odbitego światła, wyświetlić kolory na adresowalnych diodach LED, przylutować prototypową osłonę Arduino i zbadać różne komponenty wejścia/wyjścia za pomocą wielofunkcyjnej Arduino Experimentation Shield. Doskonal swoje umiejętności lutowania powierzchniowego dzięki PCB LED Chaser. Zapoznaj się z wprowadzeniem do technologii sztucznych sieci neuronowych i głębokiego uczenia.

Ten przewodnik zawiera informacje, jak zacząć korzystać z HackerBox 0053, który można kupić tutaj do wyczerpania zapasów. Jeśli chcesz otrzymywać co miesiąc taki HackerBox bezpośrednio do swojej skrzynki pocztowej, zasubskrybuj na HackerBoxes.com i dołącz do rewolucji!

HackerBoxes to miesięczny abonament dla hakerów sprzętowych oraz entuzjastów elektroniki i technologii komputerowych. Dołącz do nas i żyj HACK LIFE.

Krok 1: Lista zawartości dla HackerBox 0053

• Osłona wyświetlacza TFT 3,5 cala 480x320
• Arduino UNO Mega382P z MicroUSB
• Moduł czujnika koloru GY-33 TCS34725
• Wielofunkcyjna osłona eksperymentalna dla Arduino UNO
• OLED 0,96 cala I2C 128x64
• Pięć 8-milimetrowych okrągłych adresowalnych diod LED RGB
• Prototypowa osłona PCB Arduino z pinami
• Zestaw lutowniczy do montażu powierzchniowego LED Chaser
• Man in the Middle Hacker Naklejka
• Naklejka z manifestem hakera

Kilka innych rzeczy, które będą pomocne:

• Lutownica, lut i podstawowe narzędzia lutownicze
• Komputer do uruchamiania narzędzi programowych

Co najważniejsze, będziesz potrzebować poczucia przygody, ducha hakera, cierpliwości i ciekawości. Budowanie i eksperymentowanie z elektroniką, choć bardzo satysfakcjonujące, może być trudne, trudne, a czasem nawet frustrujące. Celem jest postęp, a nie doskonałość. Kiedy wytrwasz i cieszysz się przygodą, to hobby może przynieść wiele satysfakcji. Zrób każdy krok powoli, pamiętaj o szczegółach i nie bój się prosić o pomoc.

W FAQ HackerBoxes znajduje się mnóstwo informacji dla obecnych i przyszłych członków. Odpowiedzi na prawie wszystkie nietechniczne e-maile, które otrzymujemy, są już tam udzielane, więc naprawdę dziękujemy za poświęcenie kilku minut na przeczytanie FAQ.

Krok 2: Arduino UNO

Ten Arduino UNO R3 został zaprojektowany z myślą o łatwości użytkowania. Port interfejsu MicroUSB jest kompatybilny z tymi samymi kablami MicroUSB, które są używane w wielu telefonach komórkowych i tabletach.

Specyfikacja:

• Mikrokontroler: ATmega328P (karta katalogowa)
• Most szeregowy USB: CH340G (sterowniki)
• Napięcie robocze: 5 V
• Napięcie wejściowe (zalecane): 7-12V
• Napięcie wejściowe (limity): 6-20V
• Cyfrowe piny we/wy: 14 (z czego 6 zapewnia wyjście PWM)
• Piny wejścia analogowego: 6
• Prąd stały na pin we/wy: 40 mA
• Prąd DC dla pinu 3,3 V: 50 mA
• Pamięć Flash: 32 kB, z czego 0,5 kB używane przez bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Szybkość zegara: 16 MHz

Płyty Arduino UNO mają wbudowany układ mostka USB/szeregowego. W tym konkretnym wariancie układ mostkowy to CH340G. Dla układów CH340 USB/Serial dostępne są sterowniki dla wielu systemów operacyjnych (UNIX, Mac OS X lub Windows). Można je znaleźć za pośrednictwem powyższego linku.

Po pierwszym podłączeniu Arduino UNO do portu USB komputera zaświeci się czerwona lampka zasilania (LED). Niemal natychmiast po tym czerwona dioda LED użytkownika zwykle zaczyna szybko migać. Dzieje się tak, ponieważ procesor jest wstępnie załadowany programem BLINK, który omówimy poniżej.

Jeśli nie masz jeszcze zainstalowanego Arduino IDE, możesz pobrać je z Arduino.cc, a jeśli chcesz uzyskać dodatkowe informacje wstępne dotyczące pracy w ekosystemie Arduino, zalecamy zapoznanie się z przewodnikiem online dla warsztatu HackerBox Starter.

Podłącz UNO do komputera za pomocą kabla MicroUSB. Uruchom oprogramowanie Arduino IDE.

W menu IDE wybierz "Arduino UNO" w menu narzędzia>płyta. Wybierz również odpowiedni port USB w IDE pod narzędzia>port (prawdopodobnie nazwa z "wchusb" w nim).

Na koniec załaduj przykładowy kod:

Plik->Przykłady->Podstawy->Mrugnięcie

W rzeczywistości jest to kod, który został wstępnie załadowany do UNO i powinien być teraz uruchomiony, aby migać czerwoną diodą użytkownika. Zaprogramuj kod BLINK w UNO, klikając przycisk UPLOAD (ikona strzałki) tuż nad wyświetlonym kodem. Obejrzyj poniżej kod, aby uzyskać informacje o stanie: „kompilowanie”, a następnie „przesyłanie”. W końcu IDE powinno wskazać „Przesyłanie zakończone”, a dioda LED powinna ponownie zacząć migać – prawdopodobnie w nieco innym tempie.

Gdy będziesz w stanie pobrać oryginalny kod BLINK i zweryfikować zmianę prędkości diody LED. Przyjrzyj się bliżej kodowi. Widać, że program włącza diodę, czeka 1000 milisekund (jedna sekunda), wyłącza diodę, czeka kolejną sekundę, a potem robi to jeszcze raz - na zawsze. Zmodyfikuj kod, zmieniając obie instrukcje „delay(1000)” na „delay(100)”. Ta modyfikacja spowoduje, że dioda LED będzie migać dziesięć razy szybciej, prawda?

Załaduj zmodyfikowany kod do UNO, a dioda LED powinna migać szybciej. Jeśli tak, to gratulacje! Właśnie zhakowałeś swój pierwszy fragment kodu osadzonego. Po załadowaniu i uruchomieniu wersji z szybkim miganiem, dlaczego nie sprawdzić, czy możesz ponownie zmienić kod, aby dioda LED szybko mignęła dwukrotnie, a następnie odczekać kilka sekund przed powtórzeniem? Spróbuj! Co powiesz na inne wzory? Kiedy już uda Ci się zwizualizować pożądany rezultat, zakodować go i obserwować, jak działa zgodnie z planem, zrobiłeś ogromny krok w kierunku zostania wbudowanym programistą i hakerem sprzętowym.

Krok 3: Pełnokolorowy ekran dotykowy TFT LCD 480x320

Ekran dotykowy wyposażony jest w 3,5-calowy wyświetlacz TFT o rozdzielczości 480x320 i 16-bitowej (65K) bogatej kolorystyce.

Ekran podłącza się bezpośrednio do Arduino UNO, jak pokazano. Aby ułatwić wyrównanie, wystarczy dopasować pin 3.3V ekranu do pinu 3.3V Arduino UNO.

Różne szczegóły dotyczące tarczy można znaleźć na stronie lcdwiki.

Z Arduino IDE zainstaluj bibliotekę MCUFRIEND_kvb za pomocą Menedżera bibliotek.

Otwórz plik > Przykłady > MCUFRIEND_kvb > GLUE_Demo_480x320

Prześlij i ciesz się grafiką demo.

Zawarty tutaj szkic Touch_Paint.ino używa tej samej biblioteki do demonstracji programu do malowania w jasnych kolorach.

Podziel się kolorowymi aplikacjami, które przygotowujesz dla tej osłony wyświetlacza TFT.

Krok 4: Moduł czujnika koloru

Moduł czujnika koloru GY-33 oparty jest na czujniku koloru TCS34725. Moduł czujnika koloru GY-33 działa przy zasilaniu 3-5 V i przekazuje pomiary przez I2C. Urządzenie TCS3472 zapewnia cyfrowy zwrot wartości czerwonego, zielonego, niebieskiego (RGB) i czystego światła. Filtr blokujący IR, zintegrowany na chipie i zlokalizowany na fotodiodach wykrywających kolor, minimalizuje składową widmową IR wpadającego światła i umożliwia dokładne pomiary kolorów.

Szkic GY33.ino może odczytywać czujnik przez I2C, wyprowadzać wykryte wartości RGB jako tekst do monitora szeregowego, a także wyświetlać wykryty kolor za pomocą diody LED RGB WS2812B. Wymagana jest biblioteka FastLED.

DODAJ WYŚWIETLACZ OLED: Szkic GY33_OLED.ino pokazuje, jak również wyświetlać wartości RGB na 128x64 I2C OLED. Po prostu podłącz OLED do magistrali I2C (piny UNO A4/A5) równolegle z GY33. Oba urządzenia mogą być połączone równolegle, ponieważ mają różne adresy I2C. Podłącz również 5V i GND do OLED.

MULTIPLE LEDs: Nieużywany pin LED na schemacie to „Data Out”, jeśli chcesz połączyć łańcuchowo dwie lub więcej adresowalnych diod LED, po prostu połącz Data_Out z diody LED N z Data_In diody LED N+1.

PROTOTYPOWA OSŁONA PCB: Moduł GY-33, wyświetlacz OLED i jedną lub więcej diod LED RGB można przylutować do prototypowej osłony, aby zbudować osłonę instrumentu z czujnikiem koloru, którą można łatwo przymocować i odłączyć od Arduino UNO.

Krok 5: Wielofunkcyjna tarcza eksperymentalna Arduino

Wielofunkcyjna tarcza eksperymentalna Arduino może być podłączona do Arduino UNO w celu eksperymentowania z różnymi komponentami, w tym: czerwony wskaźnik LED, niebieski wskaźnik LED, dwa przyciski wejścia użytkownika, przycisk resetowania, czujnik temperatury i wilgotności DHT11, potencjometr wejścia analogowego, brzęczyk piezoelektryczny, LED RGB, fotokomórka do wykrywania jasności światła, czujnik temperatury LM35D oraz odbiornik podczerwieni.

Piny Arduino dla każdego komponentu są pokazane na sitodruku osłony. Również szczegóły i kod demo można znaleźć tutaj.

Krok 6: Praktyka lutowania powierzchniowego: oprawa LED

Czy miałeś szczęście konstruując Freeform LED Chaser z HackerBox 0052?

Tak czy inaczej, nadszedł czas na kolejną sesję treningową lutowania SMT. Jest to ten sam obwód LED Chaser co HackerBox 0052, ale skonstruowany przy użyciu komponentów SMT na płytce drukowanej zamiast komponentów freeform/deadbug.

Najpierw przemówienie Dave'a Jonesa na jego blogu EEV na temat lutowania komponentów do montażu powierzchniowego.

Krok 7: Co to jest sieć neuronowa?

Sieć neuronowa (wikipedia) to sieć lub obwód neuronów, lub we współczesnym sensie sztuczna sieć neuronowa złożona ze sztucznych neuronów lub węzłów. Zatem sieć neuronowa jest albo biologiczną siecią neuronową złożoną z prawdziwych neuronów biologicznych, albo sztuczną siecią neuronową do rozwiązywania problemów związanych ze sztuczną inteligencją (AI).