HackerBox 0046: Устойчивост: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Поздрави на HackerBox хакери по целия свят! С HackerBox 0046 ние експериментираме с устойчиви електронни хартиени дисплеи, генериране на текст с LED персистиране на зрението (POV), платформи за микроконтролер Arduino, електронни прототипи и батерии за захранване на акумулаторни батерии.

Тази инструкция съдържа информация за започване на работа с HackerBox 0046, която може да бъде закупена тук до изчерпване на количествата. Ако искате да получавате такъв HackerBox точно във вашата пощенска кутия всеки месец, моля, абонирайте се на HackerBoxes.com и се присъединете към революцията!

HackerBoxes е услугата за месечни абонаментни кутии за ентусиасти на електрониката и компютърните технологии - Хардуерни хакери - Мечтателите на мечтите.

ХАК НА ПЛАНЕТАТА

Стъпка 1: Списък на съдържанието за HackerBox 0046

• Модул ePaper
• Arduino UNO с MicroUSB
• Два прототипиращи щита на UNO
• USB 18650 Батерия Power Bank
• Дифузни червени 5 мм светодиоди
• 560 ома резистори
• Мъжки и женски джъмперни проводници DuPont
• 9V държач за батерия
• Отворете хардуерен стикер
• Изключителен отворен хардуерен щифт

Някои други неща, които ще бъдат полезни:

• 9V батерия
• Поялник, спойка и основни инструменти за запояване
• Компютър за стартиране на софтуерни инструменти

Най -важното е, че ще имате нужда от приключение, хакерски дух, търпение и любопитство. Изграждането и експериментирането с електроника, макар и много възнаграждаващо, може да бъде сложно, предизвикателно и дори разочароващо понякога. Целта е напредък, а не съвършенство. Когато упорствате и се наслаждавате на приключението, от това хоби може да се получи голямо удовлетворение. Направете всяка стъпка бавно, обърнете внимание на детайлите и не се страхувайте да помолите за помощ.

В често задаваните въпроси за HackerBoxes има богата информация за настоящи и бъдещи членове. Почти всички имейли за нетехническа поддръжка, които получаваме, вече са отговорени там, така че наистина оценяваме, че отделихте няколко минути, за да прочетете често задаваните въпроси.

Стъпка 2: Arduino UNO

Този Arduino UNO R3 е проектиран с мисъл за лесна употреба. Интерфейсният порт MicroUSB е съвместим със същите MicroUSB кабели, използвани с много мобилни телефони и таблети.

Спецификация:

• Микроконтролер: ATmega328P (лист с данни)
• USB сериен мост: CH340G (драйвери)
• Работно напрежение: 5V
• Входно напрежение (препоръчително): 7-12V
• Входно напрежение (граници): 6-20V
• Цифрови I/O пинове: 14 (от които 6 осигуряват ШИМ изход)
• Пинове за аналогов вход: 6
• DC ток на I/O Pin: 40 mA
• DC ток за 3.3V Pin: 50 mA
• Флаш памет: 32 KB, от които 0,5 KB използвани от буутлоудъра
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Тактова честота: 16 MHz

Платките Arduino UNO разполагат с вграден USB/сериен мостов чип. В този конкретен вариант мостният чип е CH340G. За CH340 USB/серийни чипове има налични драйвери за много операционни системи (UNIX, Mac OS X или Windows). Те могат да бъдат намерени чрез връзката по -горе.

Когато включите за първи път Arduino UNO в USB порт на вашия компютър, ще светне червена лампа за захранване (LED). Почти веднага след това червен потребителски светодиод обикновено започва да мига бързо. Това се случва, защото процесорът е предварително зареден с програмата BLINK, която ще обсъдим по-долу.

Ако все още не сте инсталирали Arduino IDE, можете да го изтеглите от Arduino.cc и ако искате допълнителна уводна информация за работа в екосистемата Arduino, предлагаме да проверите инструкциите за HackerBoxes Starter Workshop.

Включете UNO към компютъра си с помощта на MicroUSB кабел. Стартирайте софтуера Arduino IDE.

В менюто IDE изберете „Arduino UNO“в под инструменти> дъска. Също така изберете подходящия USB порт в IDE под инструменти> порт (вероятно име с "wchusb" в него).

Накрая заредете парче примерен код:

Файл-> Примери-> Основи-> Мигане

Това всъщност е кодът, който е предварително зареден в UNO и трябва да работи в момента, за да премигне червения потребителски светодиод. Програмирайте кода BLINK в UNO, като щракнете върху бутона UPLOAD (иконата със стрелка) точно над показания код. Гледайте под кода за информация за състоянието: „компилиране“и след това „качване“. В крайна сметка IDE трябва да покаже „Качването е завършено“и вашият светодиод трябва да започне да мига отново - вероятно с малко по -различна скорост.

След като успеете да изтеглите оригиналния BLINK код и да проверите промяната в скоростта на LED. Погледнете внимателно кода. Можете да видите, че програмата включва светодиода, изчаква 1000 милисекунди (една секунда), изключва светодиода, изчаква още секунда и след това прави всичко отново - завинаги. Променете кода, като промените двата израза "delay (1000)" на "delay (100)". Тази модификация ще накара светодиода да мига десет пъти по -бързо, нали?

Заредете модифицирания код в UNO и вашият светодиод трябва да мига по -бързо. Ако е така, поздравления! Току -що сте хакнали първото си парче вграден код. След като вашата версия за бързо мигане се зареди и работи, защо да не видите дали можете да промените кода отново, за да накарате светодиода да мига бързо два пъти и след това да изчакате няколко секунди, преди да повторите? Пробвам! Какво ще кажете за някои други модели? След като успеете да визуализирате желания резултат, да го кодирате и да го наблюдавате, за да работи по план, вие сте направили огромна крачка към превръщането на вграден програмист и хардуерен хакер.

Стъпка 3: Електронна технология за показване на хартия

Технологиите за електронна хартия, ePaper, електронно мастило или електронно мастило позволяват устройства за показване, които имитират появата на обикновено мастило върху хартия. Електронните хартиени дисплеи обикновено са постоянни, тъй като изображението остава видимо дори без захранване или с изключена или изключена верига за управление. За разлика от конвенционалните плоски дисплеи с подсветка, които излъчват светлина, електронните хартиени дисплеи отразяват светлината като хартия. Това може да ги направи по-удобни за четене и да осигури по-широк ъгъл на видимост от повечето дисплеи, излъчващи светлина.

Съотношението на контраста се доближава до вестника, като новоразработените дисплеи (от 2008 г.) са все още малко по -добри. Идеалният ePaper дисплей може да се чете при пряка слънчева светлина, без изображението да изглежда избледняващо.

Гъвкавата електронна хартия използва гъвкави пластмасови основи и пластмасова електроника за задната платка на дисплея. Продължава конкуренцията между производителите за предоставяне на пълноцветна електронна хартия.

(Уикипедия)

Стъпка 4: Многоцветен EPaper модул

1.54-инчовият модул ePaper на MH-ET LIVE може да показва както черно, така и червено мастило. Модулът е посочен в примера и документацията като черен/бял/червен (b/w/r) 200x200 електронен хартиен дисплей (EPD).

Технологията на дисплея е микрокапсулиран електрофоретичен дисплей (MED), който използва малки сфери, където заредените цветни пигменти се суспендират в прозрачното масло и се придвижват в полезрението в зависимост от приложените електронни заряди.

Екранът ePaper може да показва шаблони, отразявайки околната светлина, така че работи без подсветка. Дори при ярка слънчева светлина, екранът ePaper осигурява висока видимост с ъгъл на видимост 180 градуса.

Използване на модул MH-ET с Arduino UNO:

1. Инсталирайте Arduino IDE (ако все още не е инсталиран)
2. Използвайте Library Manager (Tools-> Manage Libraries), за да инсталирате Adafruit GFX Library
3. Използвайте Library Manager, за да инсталирате GxEPD (НЕ GxEPD2)
4. Отворете файл-> примери-> GxEPD> GxEPD_Example
5. Декомментирайте линията, за да включите GxGDEW0154Z04 (1.54 "b/w/r 200x200)
6. Кабел UNO към EPD: Зает = 7, DC = 8, Нулиране = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Задайте превключвателите EPD ОБИ на „L“
8. Изтеглете GxEPD_Example скица от IDE в UNO както обикновено

Друга библиотека с демо код (доставена от производителя на EPD) може да бъде намерена тук. Обърнете внимание, че тези демонстрации (и някои други примери, достъпни онлайн) имат различни назначения на пинове от тези, използвани по -горе в примера GxEPD. Най -вече пиновете 8 и 9 често се обръщат.

Стъпка 5: Щит за прототипиране на Arduino UNO

Прототипиращ щит на Arduino UNO се побира директно върху дъска на Arduino UNO (или съвместим), както всеки друг щит. Въпреки това, щитът за прототипиране на Arduino UNO има обща област „перф-борд“в средата, където можете да запоявате свои собствени компоненти, за да изградите свой собствен персонализиран щит. Просто запоявайте заглавките във външните редове на щита, така че да може да се включи точно върху UNO. Покритите отвори до заглавките се свързват със сигналите на заглавката, така че линиите от UNO могат лесно да бъдат свързани към вашата персонализирана схема.

Стъпка 6: Седем LED настройки на прототипния щит

Прототипен щит на Arduino може да се използва за поддържане на илюстрираната схема. Веригата има I/O пинове 1-7 на Arduino, свързани към седем светодиода. Всеки светодиод е свързан в съответствие със свой собствен ограничител на тока, който в този пример е 560 ома резистори.

Имайте предвид, че късият щифт на всеки светодиод трябва да бъде ориентиран към щифта GND на Arduino. Всеки от резисторите може да бъде ориентиран в двете посоки. 9V държачът за тесто може да бъде свързан, за да направи проекта „преносим“, но трябва да бъде свързан към щифта Vin (не към 5V или 3.3V).

След като светодиодите и резисторите на веригата бъдат свързани, експериментирайте с примерната скица на мигане, като промените номера на пина на различни стойности между 1 и 7.

И накрая, изпробвайте скицата knight_rider.ino, приложена тук, за ретроспекция от 80 -те години.

Стъпка 7: Постоянство на Визията

Устойчивостта на зрението [ВИДЕО] се отнася до оптичната илюзия, която възниква, когато зрителното възприятие на обект не престане за известно време, след като лъчите светлина, излизащи от него, престанат да навлизат в окото. Илюзията се описва също като „постоянство на ретината“, „постоянство на впечатленията“или просто „упоритост“. (уикипедия)

Изпробвайте скицата POV.ino, включена тук, в хардуерната настройка на „Седем светодиода“от последната стъпка. В скицата експериментирайте с различен текст на съобщението и времеви параметри, за да получите различни ефекти.

Вдъхновение: Arduino POV Project от Ахмад Саид.

Снимка: Чарлз Маршал

Стъпка 8: Батерия за захранване на батерията USB 18650

Просто поставете 18650 литиево-йонна клетка в това бебе, за да направите своя собствена акумулаторна "Power Bank" за използване с различни проекти 5V и 3V!

Можете да намерите тези обикновени 18650 литиево-йонни клетки от различни източници, включително този от Amazon.

Спецификации на модула на Power Bank:

• Вход (зареждане) Захранване: 5 до 8V чрез микро USB порт до 0.5A

• Изходяща мощност:

  • 5V през USB тип A порт
  • 3 конектора за доставяне на 3V до 1A
  • 3 конектора за доставяне на 5V до 2A

• LED индикатор за състоянието

  • Зелено = заредена батерия
  • Червено = зареждане)
• Защита на батерията (презареждане или прекомерно разреждане)
• ВНИМАНИЕ: Няма защита от обратен полярност!

Стъпка 9: Изживейте HackLife

Надяваме се да се наслаждаваме на приключението HackerBox този месец в електрониката и компютърните технологии. Протегнете ръка и споделете успеха си в коментарите по -долу или във Facebook групата на HackerBoxes. Също така не забравяйте, че можете да изпратите имейл на [email protected] по всяко време, ако имате въпрос или имате нужда от помощ.

Какво следва? Присъединете се към революцията. Изживейте HackLife. Вземете готина кутия с хакерски съоръжения, доставяни директно до вашата пощенска кутия всеки месец. Сърфирайте към HackerBoxes.com и се регистрирайте за месечния си абонамент за HackerBox.