HackerBox 0025: Flair Ware: 15 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Flair Ware - W tym miesiącu HackerBox Hackerzy budują różnorodne elektroniczne elementy do użytku jako urządzenia do noszenia, prezentacje, a nawet ozdoby świąteczne. Ta instrukcja zawiera informacje dotyczące pracy z HackerBox #0025, które możesz odebrać tutaj do wyczerpania zapasów. Ponadto, jeśli chcesz otrzymywać co miesiąc taki HackerBox bezpośrednio do swojej skrzynki pocztowej, zasubskrybuj na HackerBoxes.com i dołącz do rewolucji!

Tematy i cele edukacyjne dla HackerBox 0025:

• Złóż prostą płytkę drukowaną zasilaną z ogniw pastylkowych z samomigającymi diodami LED
• Poznaj kaskadowe oscylatory analogowe, aby wdrożyć nośną plakietkę z imieniem
• Eksperymentuj z wieloma urządzeniami Digispark w miniaturowych projektach Arduino
• Połącz między sobą moduły LilyPad do noszenia, w tym pełnokolorowe diody LED NeoPixel
• Zaprogramuj puste mikrokontrolery ATtiny85 za pomocą USBasp

HackerBoxes to miesięczna usługa subskrypcji dla elektroniki DIY i technologii komputerowej. Jesteśmy hobbystami, twórcami i eksperymentatorami. Jesteśmy marzycielami marzeń. ZHAKUJ PLANETĘ!

Krok 1: HackerBox 0025: Zawartość pudełka

• HackerBoxes #0025 Karta referencyjna kolekcjonerska
• Zestaw do noszenia w kształcie gwiazdy LED
• Zestaw kolorowych naklejek na rower
• Zestaw do noszenia BitHead ATtiny85
• Wtykowa płyta rozwojowa Digipark
• Dodatkowy mikrokontroler ATtiny85 8DIP
• Moduł CJMCU LilyTiny Digispark
• Trzy moduły LilyPad NeoPixel
• Moduł na monety LilyPad
• Litowe ogniwa pastylkowe CR2032
• Programator USBasp Atmel AVR USB
• Zielona tablica prototypowa 4x6cm
• Plecy przypinane do klapy
• Rurki termokurczliwe - różnorodność 100 sztuk
• Cynowe pudełko projektowe
• Ekskluzywna naklejka na HackerBoxes
• Ekskluzywna dzianinowa czapka HackerBoxes

Kilka innych rzeczy, które będą pomocne:

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

Co najważniejsze, będziesz potrzebować poczucia przygody, ducha DIY i ciekawości hakerskiej. Hardkorowa elektronika DIY nie jest trywialnym zajęciem i nie rozwadniamy jej dla Ciebie. Celem jest postęp, a nie doskonałość. Kiedy będziesz wytrwać i cieszyć się przygodą, wiele satysfakcji można czerpać z nauki nowych technologii i, miejmy nadzieję, z udanych projektów. Sugerujemy, aby każdy krok robić powoli, pamiętając o szczegółach i nigdy nie wahając się poprosić o pomoc.

NAJCZĘŚCIEJ ZADAWANE PYTANIA: Potrzebujemy naprawdę dużej przychylności członków HackerBox. Poświęć kilka minut na zapoznanie się z najczęściej zadawanymi pytaniami na stronie HackerBoxes przed skontaktowaniem się z pomocą techniczną. Chociaż oczywiście chcemy pomóc wszystkim członkom tak bardzo, jak to konieczne, większość naszych e-maili wsparcia dotyczy prostych problemów administracyjnych, które są bardzo wyraźnie omówione w FAQ. Dziękuję za zrozumienie!

Krok 2: Wyraź siebie za pomocą urządzeń do noszenia

Musimy porozmawiać o twoim sprycie. Elektronika do noszenia może być błyskotliwym sposobem na poznanie miniaturyzacji, redukcji mocy i estetycznego układu PCB. Dzięki takim projektom możesz naprawdę wyrazić siebie. Noś je, udekoruj swoje miejsce pracy, a nawet używaj ich jako ozdób świątecznych. Wykaż się kreatywnością i podziel się ze światem swoją własną, zimową krainą do noszenia!

Krok 3: Poręczny w kształcie gwiazdy LED

Zacznijmy od przykładu, który jest dość elegancki w swojej prostocie. Ta konstrukcja zawiera pięć samomigających diod LED o średnicy 5 mm. Ponieważ te diody LED migają samoczynnie, nie są wymagane żadne zewnętrzne obwody sterujące. Jedyne inne części to klips na monetę CR2032 i włącznik/wyłącznik.

Montaż: Zorientuj klips na monetę i pięć diod LED zgodnie z oznaczeniami na sitodruku PCB. Zauważ, że każda dioda LED ma „płaską stronę” pokazaną na tablicy. Przed umieszczeniem zacisku baterii całkowicie ocynuj wszystkie trzy pady lutem. Mimo że nic nie jest przylutowane do padu centralnego, trochę cynowania pomaga nieco wzmocnić pad, aby zapewnić dobry kontakt z ujemną powierzchnią ogniwa monetowego. Po lutowaniu naciśnij kilkakrotnie przełącznik, aby wyczyścić styki z zanieczyszczeń lub utlenienia.

Krok 4: Zestaw identyfikatorów do kolarstwa kolorów

Ta miniaturowa plakietka z imieniem zawiera osiemnaście diod LED z cyklicznością kolorów kontrolowaną całkowicie przez oscylatory analogowe. Ta analogowa konstrukcja przypomina nam, że mikrokontrolery, tak jak je kochamy, nie zawsze są wymagane do uzyskania ciekawych wyników. Kompletny zespół płytki drukowanej może być noszony jako migająca plakietka z imieniem.

Zawartość zestawu:

• Niestandardowa fioletowa płytka drukowana
• Dwa klipsy na monety CR2032
• Sześć CZERWONE 3mm diody LED
• Sześć pomarańczowych diod LED 3mm
• Sześć żółtych diod LED 3mm
• Trzy tranzystory 9014 NPN
• Trzy kondensatory 47uF (należy zauważyć, że jest też jeden kondensator 10uF)
• Trzy rezystory 1K ohm (brązowo-czarno-czerwony)
• Trzy rezystory 10K ohm (brązowo-czarno-pomarańczowy)
• Przełącznik suwakowy
• Gniazdo JST-PH z pigtailem
• Kalkomania z trzema wymiennymi znakami

Krok 5: Odznaka z nazwą Teoria działania

Konstrukcja zawiera trzy kaskadowe oscylatory do sterowania cyklicznymi kolorami diody LED. Każdy z rezystorów 10K i kondensatorów 47uF tworzy oscylator RC, który okresowo włącza powiązany tranzystor. Trzy oscylatory RC są połączone kaskadowo w łańcuchu, aby utrzymać ich cykliczne zmiany w fazie, co powoduje, że miganie wokół znaku wydaje się losowe. Gdy tranzystor jest „włączony”, prąd przepływa przez jego zespół 6 diod LED i ich rezystor ograniczający prąd 1K, powodując miganie tego zespołu 6 diod LED.

Oto ładne wyjaśnienie podstawowej koncepcji przy użyciu jednego stopnia (jeden oscylator i jeden tranzystor).

Krok 6: Montaż zestawu identyfikatorów imiennych

Użyj schematu i diagramu rozmieszczenia PCB podczas montażu zestawu identyfikatorów.

Istnieją dwie różne wartości rezystorów. Nie są wymienne. Aby je zachować prosto, należy zanotować wartości na schemacie i numery części na schemacie rozmieszczenia. Rezystory nie są spolaryzowane. Można je wkładać w dowolnym kierunku.

Zauważ, że istnieją trzy „banki” diod D1-D6, D7-D12 i D13-D18. Każdy bank powinien mieć jeden kolor, aby zrównoważyć bieżące obciążenie, a także uzyskać ładny efekt wizualny. Na przykład wszystkie diody LED D1-D6 mogą być czerwone, D7-D12 wszystkie pomarańczowe, a D13-D18 wszystkie żółte.

Kondensatory są spolaryzowane. Zwróć uwagę na znak „+” na schemacie rozmieszczenia i znak „-” na samym kondensatorze. Wskazują one oczywiście na przeciwległe piny.

Diody LED są również spolaryzowane. Zwróć uwagę na oznaczenie „+” na schemacie rozmieszczenia. Długi pin diody powinien znajdować się w tym otworze „+”. „Płaska strona” diody LED powinna przylegać do INNEGO otworu.

W całości ocynować wszystkie trzy podkładki dla każdego z klipsów do monet za pomocą lutowia. Chociaż nic nie zostaje przylutowane do padów środkowych, cynowanie pomaga zbudować pad, aby zapewnić dobry kontakt z odpowiednią komórką monetową.

Po lutowaniu naciśnij kilkakrotnie przełącznik, aby wyczyścić styki z zanieczyszczeń lub utlenienia.

Jedna z naklejek może być umieszczona na środku ukończonej odznaki imiennej.

Z tyłu identyfikatora można przykleić podkładki lub magnesy.

Uważaj, aby nie zwierać ze sobą dwóch klipsów na monety, gdy nosisz identyfikator.

Krok 7: Digipark

Digispark to projekt open source, pierwotnie finansowany przez Kickstarter. Jest to superminiaturowa płytka kompatybilna z Arduino oparta na ATtiny i wykorzystująca Atmel ATtiny85. ATtiny85 to 8-pinowy mikrokontroler, który jest bliskim kuzynem typowego układu Arduino, ATMega328P. ATtiny85 ma około jednej czwartej pamięci i tylko sześć pinów I/O. Można go jednak zaprogramować z Arduino IDE i nadal bez problemu uruchamiać kod Arduino.

Będąc projektem open source, istnieje wiele odmian Digispark. Oto niektóre z najczęstszych. Będziemy pracować z kilkoma z nich.

Przegląd schematu powinien od razu prosić o pytanie „Gdzie jest chip USB?”

Micronucleus to element magii, który pozwala projektowi Digispark działać bez układu interfejsu USB. Micronucleus to bootloader zaprojektowany dla mikrokontrolerów AVR ATtiny z minimalnym interfejsem USB, wieloplatformowym narzędziem do przesyłania programów opartym na libusb i silnym naciskiem na kompaktowość bootloadera. Jest to zdecydowanie najmniejszy bootloader USB dla AVR ATtiny.

STEROWNIK LIBUSB

libusb to biblioteka C, która zapewnia ogólny dostęp do urządzeń USB. Jest przeznaczony do użytku przez programistów w celu ułatwienia tworzenia aplikacji komunikujących się ze sprzętem USB. Funkcjonalność libusb powinna być automatycznie dostępna w systemach Linux i OSX. Na komputerach z systemem Windows może być wymagany sterownik, taki jak zadig.

Krok 8: Digispark jako gumowa kaczuszka USB

USB Rubber Ducky to ulubione narzędzie hakerów. Jest to urządzenie do wstrzykiwania klawiszy, zamaskowane jako ogólny dysk flash. Komputery rozpoznają ją jako zwykłą klawiaturę i automatycznie akceptują zaprogramowane naciśnięcia klawiszy z szybkością ponad 1000 słów na minutę. Kliknij link, aby dowiedzieć się wszystkiego o Rubber Duckies z Hak5, gdzie możesz również kupić prawdziwą ofertę. W międzyczasie ten samouczek wideo pokazuje, jak używać Digispark jak gumowa kaczuszka. Kolejny samouczek wideo pokazuje, jak przekonwertować skrypty Rubber Ducky Scripts, aby działały na Digispark.

Krok 9: CJMCU LilyTiny i NeoPixels

CJMCU LilyTiny wykorzystuje ten sam projekt sprzętu i bootloader, co Digispark. Jednak LilyTiny jest zbudowany na fioletowej płytce drukowanej w kształcie dysku, przypominającej płytki LilyPad. Przeczytaj więcej o urządzeniach do noszenia LilyPad tutaj.

BŁYSK LED MIGA

Naszym pierwszym krokiem będzie flashowanie LilyTiny za pomocą przykładu migania diody LED, aby upewnić się, że nasze narzędzia są w porządku.

Jeśli nie masz zainstalowanego Arduino IDE, zrób to najpierw.

Postępuj zgodnie z instrukcjami, aby załadować obsługę digistump do Arduino IDE.

Załaduj przykładowy kod „Start”:

Plik->Przykłady->Digispark_Przykłady->Start

Kliknij przycisk przesyłania. IDE poinstruuje Cię, abyś podłączył swoją docelową płytę. Gdy to zrobisz, programista Digispark przeskanuje dla niego porty USB i zaprogramuje ATtiny85.

Po zakończeniu wgrywania dioda LED powinna migać.

W ramach testu możesz zmienić OBA stwierdzenia „delay(1000)” na „delay(100)” i reflash.

Teraz dioda powinna migać dziesięć razy szybciej (opóźnienie zmienione z 1000 na 100).

MODUŁY NEOPIKSELI LILYPAD

Połącz trzy moduły NeoPixel, jak pokazano tutaj.

Załaduj kod demo strandtest do IDE:

Plik->Przykłady->(dla Digispark)->NeoPixel->strandtest

W kodzie: Zmień parametr 1 (liczba pikseli w pasku) na 3Zmień parametr 2 (numer pinu Arduino) na 3

Prześlij i ciesz się pokazem świetlnym - wszystko bez żadnych chipów USB!

Krok 10: USBasp - Programator USB Atmel AVR

Kiedy kupujesz surowy układ ATtiny85 (jak dwa 8-pinowe układy DIP w tym pudełku) od Mouser lub DigiKey, jest on całkowicie pusty. Chipy nie mają na sobie mikrojądra ani żadnego innego programu ładującego. Będą musiały zostać zaprogramowane. Na przykład za pomocą ISP (programatora w obwodzie).

USBasp to programator w obwodzie USB do sterowników Atmel AVR. Składa się po prostu z ATMega88 lub ATMega8 i kilku elementów pasywnych. Programator wykorzystuje sterownik USB tylko do oprogramowania układowego, nie jest potrzebny żaden specjalny kontroler USB.

Włóż ATtiny85 do Plugable Development Board (uwaga na wskaźnik pin jeden) i podłącz płytkę do USBasp, jak pokazano tutaj.

Dodaj obsługę ATtiny do swojego Arduino IDE (szczegóły w High-LowTech):

W sekcji Preferencje dodaj wpis do listy adresów URL menedżera zarządu dla:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

W menu Narzędzia->Boards->Board Mangers dodaj pakiet menedżera zarządu od ATtiny autorstwa Davida A. Mellisa.

Spowoduje to dodanie tablic ATtiny do listy tablic, gdzie możesz teraz wybrać…

Płytka: ATtiny25/45/85Procesor: ATtiny85Zegar: Wewnętrzny 1 MHz

[WAŻNA UWAGA: Nigdy nie ustawiaj zegara na zegar zewnętrzny, chyba że układ faktycznie ma zewnętrzne źródło zegara.]

Załaduj przykładowy kod dla "mrugnięcia"

Zmień LED_BUILTIN na 1 w trzech miejscach tego szkicu i prześlij go do ATtiny85 za pomocą USBasp.

Dioda LED Pluggable DevBoard powinna teraz migać, tak jak dioda LED LilyTiny po wyjęciu z pudełka.

Przypis – Używanie Pluggable DevBoard jako Digispark:

Technicznie rzecz biorąc, używamy tutaj Pluggable DevBoard jako przełomu do podłączenia USBasp, a nie jako Digispark. Aby używać go jako Digispark, mikrokontroler będzie musiał zostać zaprogramowany za pomocą programu micronucleus bootload, który można pobrać tutaj.

Krok 11: Zestaw do noszenia BitHead ATtiny85

BitHead to superseksowna czaszka maskotki HackerBox. W tym miesiącu pojawia się w formie płytki drukowanej, gotowy do użycia mikro ATtiny85, brzęczyka piezoelektrycznego i kilku gałek ocznych NeoPixel.

Zawartość zestawu:

• Niestandardowa czarna płytka drukowana BitHead
• Dwa klipsy na monety CR2032
• 8-pinowe gniazdo DIP
• 8-pinowy układ scalony DIP ATtiny85
• Pasywny brzęczyk piezoelektryczny
• Dwie okrągłe diody LED NeoPixel o średnicy 8 mm
• Kondensator 10uf
• Przełącznik suwakowy
• Gniazdo JST-PH z pigtailem

Krok 12: Zestaw do noszenia BitHead

Ponieważ sitodruk PCB jest używany do grafiki, typowe wskaźniki sitodruku nie są obecne na PCB. Zamiast tego są pokazane tutaj jako schemat montażu. Ostrożnie ustaw brzęczyk, kondensator, gniazdo DIP8 i oba NeoPixels zgodnie z oznaczeniami na tym schemacie montażowym. Przewody w NeoPixels mają szeroki punkt kilka milimetrów w dół od plastikowej kopuły. Trudno je przebić przez otwory w płytce drukowanej, więc może pomóc odciąć przewody tuż nad nimi przed włożeniem. Upewnij się, że pozostawiłeś wystarczająco dużo wyprowadzeń, aby przejść przez płytkę drukowaną do lutowania.

Pamiętaj, aby w całości pocynować wszystkie trzy podkładki pod klipsy do monet za pomocą lutowia. Nawet jeśli nic nie jest przylutowane do padów środkowych, cynowanie ich pomaga zbudować podkładkę, aby zapewnić dobry kontakt.

Krok 13: Programowanie urządzeń do noszenia BitHead

Załączony szkic „WearableSkull.ino” pokazuje sterowanie brzęczykiem i diodami LED BitHead z ATtiny85.

Użyj Pluggable DevBoard, aby zaprogramować szkic w ATtiny85.

Aby skorzystać z biblioteki NeoPixel, musimy podnieść wewnętrzny zegar z 1MHz do 8MHz w menu Tools->Clock. Za każdym razem, gdy dokonujesz zmiany częstotliwości zegara, musisz wykonać operację "Burn Bootloader" w narzędziach, więc zrób to również teraz.

Prześlij program demonstracyjny BitHead do ATtiny85, ostrożnie wyjmij chip małym płaskim śrubokrętem, podłącz chip (zorientowanie na umysł) do BitHead, przestaw przełącznik i jeśli wszystko jest w porządku… ŻYJE!

Możesz bawić się światłami i dźwiękami. Zobacz, jak długo trwa cykl „wypalania i uczenia się” polegający na wsuwaniu i wysuwaniu chipa. Witamy z powrotem w latach 80-tych.

Krok 14: Miniznaczek BitHead PCB

Ta alternatywna aplikacja PCB maskotki BitHead wymaga dwóch samomigających diod LED 5 mm do gałek ocznych zamiast dwóch NeoPixels. Ponieważ diody LED migają samoczynnie, nie są wymagane żadne obwody sterujące.

PRZYGOTOWANIE DIODY LED

Wyprowadzenia na dwóch diodach LED mają szeroki punkt kilka milimetrów w dół od plastikowej kopuły. Trudno je przebić przez otwory w płytce drukowanej. Odetnij przewody tuż nad szerokimi punktami, jak pokazano na obrazku. Pamiętaj, aby pozostawić wystarczającą ilość wyprowadzeń, aby po prostu przejść przez płytkę drukowaną do lutowania.

TYLNA STRONA PCB

Samo migające diody LED wymagają tylko jednego z dwóch zacisków baterii. Zewrzyj górne podkładki baterii, jak pokazano na obrazku. Użyj jednego z wyprowadzeń wyciętych z diod LED jako przewodu zwierającego.

Ocynuj wszystkie trzy podkładki pod dolny klips na monety za pomocą lutu. Chociaż nic nie jest przylutowane do padu centralnego, cynowanie pomaga zbudować pad, aby zapewnić dobry kontakt z ogniwem monetowym.

Ustaw klips na monetę tak, jak pokazano na sitodruku i przylutuj dwie zakładki na swoim miejscu.

PRZEDNIA STRONA PCB

Ostrożnie ustaw przycięte diody LED zgodnie z oznaczeniami „płaskich punktów” na obrazie. Przewody wchodzą do dwóch środkowych otworów, pozostawiając dwa zewnętrzne otwory nieużywane. Lekko ściśnij przewody, aby dopasować odstępy między otworami, a następnie delikatnie wstrząśnij diodą LED na miejsce.

Z diodami LED i włącznikiem włożonym od przodu PCB. Przylutuj ich wyprowadzenia z tyłu płytki PCB.

OSTATNIE POPRAWKI

Wyprowadzenia lutowane na płasko z tyłu płytki drukowanej.

Włóż monetę.

Kilkakrotnie użyj przełącznika, aby wyczyścić styki z zanieczyszczeń lub utlenienia.

OPCJONALNA TREPANACJA

Ponieważ górny klips na monetę nie jest używany, jest miejsce na wywiercenie otworu do zamocowania łańcuszka kulkowego lub smyczy.

Krok 15: Zhakuj planetę

Jeśli podobał Ci się ten Instrucable i chciałbyś, aby pudełko z projektami elektroniki i technologii komputerowych było dostarczane co miesiąc prosto do Twojej skrzynki pocztowej, dołącz do nas i SUBSKRYBUJ TUTAJ.

Sięgnij po swój sukces i podziel się nim w komentarzach poniżej lub na stronie HackerBoxes na Facebooku. Daj nam znać, jeśli masz jakieś pytania lub potrzebujesz pomocy. Dziękujemy za bycie częścią HackerBoxes. Prosimy o nadsyłanie swoich sugestii i opinii. HackerBox to TWOJE pudełka. Zróbmy coś wspaniałego!