Zmiana koloru świateł i demonstracja bezpieczeństwa Bluetooth: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

W tej instrukcji wyjaśnię, jak stworzyć wyświetlacz zmieniający kolor, który jest sterowany zdalnie przez Bluetooth za pomocą smartfona lub tabletu z systemem Android (Samsung, Google itp.) lub Apple. Jest to niedrogi projekt, idealny dla młodzieży, a jasne, kolorowe wyświetlacze naprawdę przyciągają uwagę.

Co ważniejsze jednak, projekt pomoże twórcom zrozumieć słabości bezpieczeństwa Bluetooth i będzie podstawą dla innych projektów Bluetooth.

Ta popularna metoda transmisji bezprzewodowej jest powszechna w przypadku „sieci osobistych”. Te sieci urządzeń komputerowych noszą tę nazwę, ponieważ często są bardzo osobiste i znajdują się w pobliżu; w tym smartfony, tablety, urządzenia do noszenia (zegarki na rękę i urządzenia zdrowotne), multimedia (telewizory smart i kino domowe), motoryzacja (zestaw głośnomówiący i strumieniowe przesyłanie muzyki) oraz kontrola dostępu (zamki do drzwi i systemy alarmowe).

Krok 1: Ta instrukcja została przetestowana pod względem jakości

Dziesięciu uczniów szkół średnich z klasy „Mechatroniki” prowadzonej przez instruktora Paula Lathropa dokładnie przetestowało tę instrukcję pod kątem jakości i łatwości użytkowania. Dokonano tego podczas wycieczki terenowej na pobliski uniwersytet, gdzie studenci mieli około dwóch godzin na ukończenie budowy, przetestowanie i opisanie.

„Mechatronika” to połączenie elektroniki i urządzeń mechanicznych sterowanych przez elektronikę. Ten temat, zwykle kojarzony z produkcją i robotyką, obejmuje również komunikację bezprzewodową, ponieważ stanowi podstawę Internetu Rzeczy (IoT). Bardziej odpowiednie dla tych studentów jest studiowanie IIoT, czyli Przemysłowego Internetu Rzeczy.

Krok 2: Lista części

Na tej grafice widać mini skrzynkę narzędziową stworzoną dla każdej pary uczniów budujących projekt i zdecydowanie dobrym pomysłem jest posiadanie planu przechowywania tych delikatnych elementów elektronicznych.

Chociaż z pewnością możesz przechowywać wszystkie zapasy w szufladzie „nożyczki i taśmę klejącą” w kuchni, części będą łatwiejsze do znalezienia i będą trwać dłużej, jeśli kupisz niedrogie pudełko z przegrodami od Walmart lub Amazon.

Pozostałe części pochodzą z włoskiej strony internetowej https://Adafru.it i są w bardzo przystępnej cenie. Strona jest łatwa do przeszukania, więc nie będę podawać głębokich linków (ponieważ z czasem się psują). Te elementy obejmują:

Plac zabaw (klasyczny)

Moduł Bluetooth LE Flora

Kabel mini USB na USB (dla Circuit Playground)

5 zestawów kabli aligatora do aligatora (do podłączenia modułu Bluetooth)

Opcjonalnie: uchwyt baterii AA x 6 i 6 baterii AA.

Opcjonalnie: dwa kable aligator do aligatora do podłączenia zasilania mobilnego.

Krok 3: Instalacja oprogramowania na komputerze

Poniższe instrukcje szczegółowo opisują kroki dla używanego środowiska (Windows 10, obecnie dostępne wersje oprogramowania), ale możesz używać nowszych wersji, gdy sprawy posuwają się do przodu. Konfiguracja oprogramowania jest taka, jak jest w dużej mierze opisana na stronie Adafru.it „Learn” zatytułowanej „Circuit Playground and Bluetooth Low Energy”.

1 - Zainstaluj zintegrowane środowisko programistyczne (IDE) Tutaj użyliśmy arduino-1.8.4-window, które można pobrać ze wspomnianej strony internetowej, a także z Arduino.

2 - Zainstaluj sterowniki Circuit Playground Tutaj użyliśmy adafruit_drivers_2.0.0.0 z wyżej wymienionej strony internetowej.

3 - Otwórz IDE

IDE nazywa się „Arduino”, a w obszarze Plik -> Preferencje wstaw następujący „Additional Board Manager URL”

4 - Powiedz OK, a następnie zamknij i ponownie otwórz IDE

5 - Podłącz urządzenie Circuit Playground z Micro USB

• Sprawdź, czy włącza się i uruchamia domyślny program „Circuit Playground Firmata”

• Tęczowa sekwencja świateł

• przełącznik w pobliżu gniazda zasilania akumulatora odwraca kolejność

• jeden z przycisków odtwarza nutę dla każdego koloru

6 - Rozpakuj bibliotekę placu zabaw dla torów

Rozpakuj bibliotekę Circuit Playground do Dokumenty -> Arduino -> folder bibliotek „Adafruit_CircuitPlayground-master”

Po rozpakowaniu usuń sufiks „-master” z nazwy folderu

7 - Rozpakuj bibliotekę BlueFruitLE

Rozpakuj bibliotekę BlueFruitLE do folderu Dokumenty -> Arduino -> biblioteki „Adafruit_BluefruitLE_nRF51-master”

Po rozpakowaniu usuń sufiks „-master” z nazwy folderu

8 - Zatrzymaj i uruchom ponownie IDE i załaduj typ płytki obwodu zabaw

• Narzędzia -> Tablice -> Menedżer tablicy

• Wyszukaj typ „Wkład” i słowa kluczowe „Adafruit AVR”

• Zainstaluj "Adafruit AVR Boards" (najnowsza wersja)

• zatrzymać i ponownie uruchomić IDE

9 - Przetestuj plac zabaw dla torów za pomocą programu demonstracyjnego

Połącz się z Circuit Playground podłączonym przez USB

• Narzędzia -> Tablice -> Plac zabaw

• Narzędzia -> Porty -> Odpowiedni port COM

• Pobierz program demonstracyjny

• Pliki -> Przykłady -> Plac zabaw Adafruit Circuit -> demo

• Skompiluj i prześlij (możesz użyć przycisku „strzałka w prawo”, aby zrobić wszystko)

10 - Przetestuj program demonstracyjny i gotowe!

• Zobacz, że plac zabaw dla torów miga w sekwencji tęczy

• Przełącznik powoduje odtwarzanie nut (proszę go wyłączyć)

• Czerwona dioda LED pobierania miga z częstotliwością taktowania Komunikacja z placem zabaw obwodu za pośrednictwem interfejsu tekstowego

• Kliknij przycisk „Serial Monitor” w IDE

• Wygląda jak szkło powiększające w prawym górnym rogu okna programu demonstracyjnego

• Możesz wyłączyć automatyczne przewijanie, aby uzyskać lepszy wygląd

Krok 4: Podłącz moduł Bluetooth

Podłącz moduł BlueFruitLE do modułu placu zabaw dla dzieci

Powyższe zdjęcia pokazują kompletne połączenie (baterie są opcjonalne i można je dodać później). Poszczególne kroki są następujące:

Odłącz od USB

• Połącz w następujący sposób [zobacz także zdjęcia]

o Circuit Playground 3,3V do Flora Bluefruit LE 3,3V (czerwony przewód).

o Circuit Playground GND do Flora Bluefruit GND (czarny przewód).

o Circuit Playground szeregowy TX do Flora Bluefruit szeregowy RX (żółty przewód). Dokładnie sprawdź, czy podłączasz TX do RX, a nie TX do TX!

o Circuit Playground szeregowy RX do Flora Bluefruit szeregowy TX (zielony przewód). Ponownie sprawdź, czy łączysz RX z TX, a nie RX z RX!

o Circuit Playground #12 do trybu Flora Bluefruit (biały przewód). W rzeczywistości możesz użyć dowolnych innych ponumerowanych pinów na Circuit Playground dla tego połączenia przełącznika trybu, jednak będziesz musiał zmodyfikować przykłady, aby użyć numeru pinu. Dla uproszczenia trzymaj się pinu 12, aby nie trzeba było modyfikować kodu.

Podłącz ponownie do USB

Zarówno Circuit Playground, jak i BLueFruitLE powinny być włączone (ta ostatnia ma czerwone migające światło)

Krok 5: Pobierz oprogramowanie do sterowania oświetleniem

Jedno oprogramowanie, które pobierzesz na swój smartfon lub tablet (aplikacja BlueFruit), a drugie oprogramowanie, które pobierzesz na utworzone urządzenie (CPlay_NeoPixel_Picker).

1 - Pobierz aplikację BlueFruit

• Pobierz aplikację BlueFruit na smartfona, który obsługuje komunikację BlueToothLE (np. iPhone, iPad, Samsung)

• Oto zdjęcie aplikacji i wyszukiwane słowo użyte do znalezienia jej w Apple App Store. podobnie jest w sklepie Google i gdzie indziej.

2 - Załaduj oprogramowanie Neo-Pixel na Circuit Playground

• Plik -> Przykłady -> Adafruit Bluefruit LE nRF51 -> cplay_neopixel_picker

• Prześlij na swoje urządzenie

Krok 6: Kontroluj światła za pomocą aplikacji na smartfona

Użyj smartfona do połączenia

· Po podłączeniu zaktualizuj oprogramowanie układowe na żądanie (wybierz najnowszą wersję)

· UWAGA: Jest to komunikacja bezpośrednio z Bluefruit LE

· Może mieć dziwną nazwę przy pierwszym ponownym połączeniu

· Użyj "Kontrolera" po podłączeniu (nie NeoPixels)

· Graj z Color Pickerem (odcień i jasność) i Control Pad (liczba włączonych świateł)

OPCJONALNIE: Podłącz zasilanie bateryjne zamiast zasilania USB (z komputera), aby zabrać urządzenie w podróż!

Krok 7: Bezpieczeństwo Bluetooth

Uczniowie dobrze się bawili próbując włamać się i dać się zhakować. Z pudełkiem pełnym łączności Bluetooth można stworzyć wiele praktycznych żartów, ale oczywiście może to również dostać się w ręce złośliwych użytkowników.

Wypróbuj te „zabawne hacki”, aby zobaczyć, jak działają.

- Jak daleko można się dostać, zanim sygnał Bluetooth zostanie utracony? Podpowiedź: może to być do 50 metrów - czyli około pół boiska piłkarskiego - ale w zależności od mocy nadawczej, anten, zakłóceń elektronicznych i materiałów budowlanych (nie wspominając o tym, że kolega robi popcorn w kuchence mikrofalowej) - twoje wyniki mogą się różnić:-)

- Kim jest "Quick-draw McGraw?" Sprawdź, czy możesz przejąć jasne kolory, zanim zrobi to twój przyjaciel. Czy pierwsza osoba podłącza kontroler, czy może więcej niż jedna osoba może sterować światłami?

- Jakie inne urządzenia Bluetooth znajdują się w zasięgu kontrolera? Czy urządzenie, które zbudowałeś, jest jedynym widocznym urządzeniem Bluetooth? Podpowiedź: Prawdopodobnie nie!