HackerBox 0052: Dowolna forma: 10 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Pozdrowienia dla hakerów HackerBox na całym świecie! HackerBox 0052 bada tworzenie swobodnych rzeźb obwodów, w tym przykład ścigacza LED i wybór struktur opartych na modułach LED RGB WS2812. Arduino IDE jest skonfigurowane dla Arduino Nano i eksperymentujemy z programowaniem mikrokontrolerów ATtiny85 dla naszych swobodnych rzeźb za pomocą Arduino Nano. Maszyny umysłu są testowane pod kątem trenowania fal mózgowych pod kątem relaksacji, kreatywności i medytacji. Przełączniki MOSFET są badane do kontrolowania obciążeń wysokoprądowych za pomocą prostych pinów IO mikrokontrolera.

Ten przewodnik zawiera informacje, jak zacząć korzystać z HackerBox 0052, 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 0052

• Arduino Nano
• Dwadzieścia modułów LED RGB WS2812B
• Mikrokontroler ATtiny85 DIP8
• Lampa LED USB (różne kolory)
• 555 chip czasowy
• CD4017 Licznik Chip
• Płytka do krojenia chleba bez lutowania 400 punktów
• Drut do rzeźbienia z miedzi o dowolnym kształcie 18G
• Kabel USB męski-żeński
• Stereofoniczny kabel męski-żeński 3,5 mm
• Stereofoniczne gniazdo PCB 3,5 mm
• Dwa tranzystory MOSFET AOD417 z kanałem P
• Dwa tranzystory MOSFET AOD514 z kanałem N
• Potencjometr 100K
• Potencjometr dwuzakresowy 10K
• Piętnaście zielonych diod LED 5 mm
• Zacisk akumulatora 9 V z przewodami
• Trzy kondensatory elektrolityczne 10uF
• Jeden kondensator elektrolityczny 1uF
• Dwa gniazda chipowe DIP8
• Jedno gniazdo chipowe DIP16
• Rezystory: 680R, 1,5K i 4,7K Ohm
• Naklejka na klawiaturę wojownika Hacker
• Phish Hook Hacker Naklejka
• Ekskluzywne sportowe okulary przeciwsłoneczne HackerBox

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: Swobodne obwody

Jak opisano w tym wpisie Hackaday, technika montażu obwodów bez podłoża ma wiele nazw: flywire, deadbug, okablowanie punkt-punkt lub obwody o dowolnym kształcie. Czasami ta technika jest wykorzystywana do celów praktycznych, takich jak naprawa błędów projektowych w postprodukcji, ale prawdopodobnie ciekawiej jest wykorzystywana do tworzenia sztuki z obwodów elektronicznych.

Zwykle zbudowana z drutu miedzianego, aluminium lub prętów mosiężnych, elektronika o swobodnym kształcie przybiera różne formy i może być niesamowicie piękna i kreatywna, jak widać na tych przykładach…

• Swobodna elektronika jako sztuka
• Prototypowanie Deadbug i Swobodna Elektronika
• Elektronika Artwork Petera Vogel
• Biżuteria LED
• Elektroniczne rzeźby Eryka Brandala
• Rzeźbiarskie obwody syntezatorowe
• Film prezentacyjny Mohit Bhoite z Hackaday Supercon
• Konkurs Hackaday Circuit Sculture
• Szkielet Obejrzyj wideo

Dlaczego nie podzielić się niektórymi obrazami i pomysłami na własne próby rzeźbienia obwodów o dowolnym kształcie?

Krok 3: Swobodny Chaser LED

Ciekawym obwodem dla twojej pierwszej próby rzeźbienia w dowolnym kształcie jest LED Chaser, taki jak ten pokazany w tym filmie.

Drut o grubości 18 mm można uformować ręcznie lub za pomocą szczypiec.

Cięższe części, takie jak bateria 9V lub potencjometr, można umieścić w dolnej części konstrukcji, aby zapewnić stabilną podstawę.

Gniazda DIP mogą być używane dla dwóch układów scalonych, aby uniknąć uszkodzeń termicznych podczas lutowania.

Krok 4: Arduino Nano

Arduino Nano to jeden z ulubionych modułów MCU. Używamy ich do różnych eksperymentów i systemów DIY.

Dołączona płytka Arduino Nano zawiera wyprowadzenia, które nie są przylutowane do modułu. Na razie zostaw szpilki wyłączone. Przeprowadź wstępne testy modułu Arduino Nano przed przylutowaniem pinów nagłówka. Wszystko, co jest potrzebne, to kabel MiniUSB i płytka Arduino Nano, tak jak jest wyjęta z torby.

Jeśli ostatnio nie korzystałeś z Arduino Nano, zapoznaj się z przewodnikiem dla HackerBox 0051, aby uzyskać informacje na temat Arduino IDE, układu mostka USB/szeregowego CH340G oraz jak przeprowadzić wstępną weryfikację szkicu „mrugnięcia” modułu Arduino Nano i łańcuch narzędziowy. Po sprawdzeniu wszystkiego, przylutuj piny nagłówka do Nano.

Jeśli chcesz uzyskać dodatkowe informacje wstępne dotyczące pracy w ekosystemie Arduino, zapoznaj się z przewodnikiem po warsztatach HackerBoxes Starter, który zawiera kilka przykładów i link do podręcznika Arduino w formacie PDF.

Krok 5: Programowanie ATtiny85 MCU za pomocą Arduino Nano

Ten film pokazuje, jak szybko wykorzystać Arduino Nano (z uruchomionym ArduinoISP) i jednym kondensatorem do zaprogramowania mikrokontrolera ATtiny85 z Arduino IDE.

Krok 6: Swobodne moduły LED RGB

Moduły RGB LED (oparte na komponentach WS2812B) są świetnym medium dla FREEFORM CIRCUIT SCULPTING, szczególnie gdy są sterowane 8-pinowym MCU ATtiny85. Można lutować różne struktury, a w MCU można zaprogramować kreatywne wzory światła/koloru.

W naszym przykładzie zainstalowaliśmy bibliotekę FastLED w środowisku Arduino IDE.

Zacznij od prostego szkicu:

Przykłady>FastLED>ColorPalette

Po prostu zmień:

#define LED_PIN do dowolnego pinu IO używanego przez diodę LED "dane w"

#define NUM_LEDS do liczby diod LED w łańcuchu

#zdefiniuj JASNOŚĆ do wartości około 10-15, aby oszczędzać energię

oraz

#define LED_TYPE do WS2812B

Krok 7: Maszyny umysłu

Według wikipedii Maszyny Umysłu są również znane jako "Maszyny Mózgu" lub "Maszyny Światła i Dźwięku".

Maszyny Umysłu zwykle używają pulsujących, rytmicznych dźwięków i migających świateł, aby zmienić częstotliwość fal mózgowych użytkownika. Może to wywoływać głębokie stany odprężenia, koncentracji, a w niektórych przypadkach odmienne stany świadomości, które zostały porównane z tymi uzyskanymi z medytacji i eksploracji szamańskiej.

Maszyny Umysłu mogą generować sygnały dla pulsujących świateł osadzonych w okularach noszonych przez użytkownika, który obserwuje światło przez powieki z zamkniętymi oczami.

Mind Machines generują również bodźce dźwiękowe, w tym dudnienia różnicowe, które są odbierane z różnicą częstotliwości, gdy dwie różne fale sinusoidalne o czystym tonie są prezentowane słuchaczowi dychotycznie (po jednej przez każde ucho). Na przykład, jeśli czysty ton 530 Hz jest emitowany do prawego ucha pacjenta, a czysty ton 520 Hz jest prezentowany do lewego ucha pacjenta, słuchacz odczuje złudzenie słuchowe trzeciego tonu. Trzeci dźwięk nazywa się dudnieniem binauralnym i w tym przykładzie będzie miał postrzeganą wysokość dźwięku skorelowaną z częstotliwością 10 Hz, która jest różnicą pomiędzy czystymi tonami 530 Hz i 520 Hz prezentowanymi dla każdego ucha.

WAŻNA INFORMACJA DOTYCZĄCA BEZPIECZEŃSTWA:

Szybko migające światła mogą być niebezpieczne dla osób z epilepsją światłoczułą lub innymi zaburzeniami nerwowymi. Jeśli jesteś wrażliwy na migające światła lub masz w przeszłości epilepsję, drgawki lub inne zaburzenia nerwowe, unikaj takich urządzeń lub innych projektów z migającymi światłami.

Krok 8: Platforma DIY Mind Machine

Platformę Mind Machine można zmontować, jak pokazano tutaj, za pomocą Arduino Nano zaprogramowanego za pomocą dołączonego szkicu mind_demo. Szkic trenuje dla fal mózgowych alfa 9 Hz za pomocą świateł i dudnień różnicowych. Fale mózgowe alfa mogą promować głęboki relaks, jak omówiono tutaj. Kod można zmienić i rozszerzyć, aby zbadać inne częstotliwości fal mózgowych lub wzorce treningowe.

Zauważ, że mind_demo wymaga dwóch bibliotek: FastLED i ToneLibrary, które można znaleźć za pomocą Narzędzia > Zarządzaj bibliotekami w Arduino IDE. Specjalna biblioteka tonów jest wymagana, ponieważ standardowa funkcjonalność tonów Arduino nie może generować dwóch różnych tonów jednocześnie.

Dwa z modułów WS2812B (w łańcuchu po dwa) doskonale nadają się do umieszczenia w soczewkach okularów przeciwsłonecznych. Można je podłączyć do obwodu kontrolera za pomocą kabla audio 3,5 mm. Kabel audio 3,5 mm można przeciąć w pobliżu żeńskiego końca. Końcówka żeńska jest podłączona do obwodu MCU, a długi przewód z końcówką męską można podłączyć do diod LED w okularach. Tworzy to ładny, podłączany interfejs dla okularów LED.

Niektóre taśmy klejące lub cyjanoakrylany świetnie nadają się do mocowania diod LED do okularów. Gorący klej zwykle ma trudności z wiązaniem się z gładkim plastikiem, takim jak soczewki okularów przeciwsłonecznych. Jeśli chcesz nosić swoje ekskluzywne okulary HackerBox jako rzeczywiste odcienie, po prostu udaj się do schowka na rękawiczki, szuflady na śmieci lub lokalnego sklepu za kilka innych okularów przeciwsłonecznych, aby poświęcić się temu projektowi.

Podwójny obwód audio działa dobrze, aby napędzać standardowe słuchawki douszne lub słuchawki podłączone do gniazda PCB 3,5 mm.

Krok 9: MOSFETy do przełączania obciążeń wysokoprądowych

Czy kiedykolwiek chciałeś sterować urządzeniami, które pobierają więcej prądu niż obsługiwane przez piny IO na twoim MCU? Co powiesz na kontrolowanie urządzeń przy różnych napięciach niż MCU?

Warto obejrzeć ten film Andreas Spiess. Andreas omawia (większość) krwawych szczegółów dotyczących określania, jakie typy tranzystorów powinniśmy mieć pod ręką, aby przełączać obciążenia mocy z naszych projektów cyfrowych/MCU. Sprowadza to do posiadania:

FET z kanałem N do przełączania obciążeń po stronie niskiego napięcia i

FET z kanałem P do przełączania obciążeń po stronie wysokiej.

Kilka z nich jest dołączonych do eksperymentowania z włączaniem i wyłączaniem obciążenia USB (lampy LED). Rozetnij przedłużacz USB. Użyj P-Channel FET (piny D i S), aby przełączyć czerwony przewód (strona high). LUB użyj N-Channel FET (piny D i S), aby przełączyć czarny przewód (niska strona). Podłącz sygnał sterujący MCU przez jeden z rezystorów 680 omów do styku bramki (G) FET i steruj dalej! Wypróbuj także „magiczne ręce” na szpilce G, jak pokazano na filmie. Zauważ, że „magiczne ręce” działają tylko w jednym kierunku, ale szybkie zwarcie bramki do 5V lub GND spowoduje przełączenie przełącznika FET.

Po eksperymentowaniu z tymi scenariuszami zasilania USB do przełączania FET, możesz ponownie wykorzystać dwa „warkocze” USB, umieszczając zaciski krokodylkowe na czerwonym i czarnym przewodach. Stronę gniazda USB można przypiąć do zasilacza 5 V, a następnie wykorzystać do zasilania dowolnego gadżetu USB, który podłączasz do gniazda. Strona wtyczki USB może być używana do zasilania klipsów (i niezależnie od tego, do czego klipy są podłączone) z dowolnego źródła USB lub brodawki ściennej. Te warkocze krokodylkowe są przydatne w różnych scenariuszach testowych i pomiarowych, więc warto mieć je pod ręką na stole warsztatowym.

Krok 10: Musisz nosić odcienie

Przyszłość elektroniki, technologii komputerowej i bezpieczeństwa informacji jest tak jasna, że musisz nosić okulary przeciwsłoneczne HackerBox.

Pamiętaj, aby podzielić się swoimi projektami HackerBox 0052 w komentarzach poniżej lub na grupie Facebook HackerBoxes. Pamiętaj też, że możesz w każdej chwili wysłać e-mail na adres [email protected], jeśli masz pytanie lub potrzebujesz pomocy.

Co dalej? Dołącz do rewolucji. Żyj HackLife. Zdobądź fajne pudełko hakowalnego sprzętu dostarczanego co miesiąc prosto do Twojej skrzynki pocztowej. Przejdź do HackerBoxes.com i zarejestruj się, aby otrzymać miesięczną subskrypcję HackerBox.