HackerBox 0052: Voľná forma: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Zdravím hackerov HackerBoxu z celého sveta! HackerBox 0052 sa zaoberá vytváraním soch voľne tvarovaných obvodov vrátane príkladu LED diódy a vášho výberu štruktúr založených na moduloch WS2812 RGB LED. Arduino IDE je nakonfigurované pre Arduino Nano a experimentujeme s programovaním mikrokontrolérov ATtiny85 pre naše voľne tvarované sochy pomocou Arduino Nano. Myšlienkové stroje sú testované na trénovanie mozgových vĺn na relaxáciu, kreativitu a meditáciu. Prepínače MOSFET sa skúmajú na ovládanie vysoko prúdových záťaží pomocou jednoduchých IO pinov mikrokontroléra.

Táto príručka obsahuje informácie o tom, ako začať s HackerBox 0052, ktorý je možné zakúpiť tu do vypredania zásob. Ak by ste chceli dostávať takýto HackerBox každý mesiac priamo do vašej poštovej schránky, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre hardvérových hackerov a nadšencov elektroniky a počítačovej technológie. Pripojte sa k nám a žite HACK LIFE.

Krok 1: Zoznam obsahu pre HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Dvadsať WS2812B RGB LED modulov
• Mikrokontrolér ATtiny85 DIP8
• USB LED lampa (farby sa líšia)
• Čip časovača 555
• Čítač CD4017
• Nepájkovateľná nepájivá doska 400 bodov
• Medený sochársky drôt 18G
• USB kábel samec-samica
• Stereo 3,5 mm kábel samec-samica
• Stereo 3,5 mm konektor pre PCB
• Dva AOD417 P-kanálové MOSFETY
• Dva AOD514 N-kanálové MOSFETy
• 100K potenciometer
• 10K potenciometer s dvojitým prevodom
• Pätnásť zelených 5 mm diód LED
• Klip na 9V batériu s káblovými vývodmi
• Tri 10uF elektrolytické kondenzátory
• Jeden 1uF elektrolytický kondenzátor
• Dve zásuvky na čip DIP8
• Jedna zásuvka na čip DIP16
• Rezistory: 680R, 1,5K a 4,7K Ohm
• Nálepka s hackerom na klávesnici
• Nálepka s hackerom Phish Hook
• Exkluzívne športové slnečné okuliare HackerBox

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Spájkovačka, spájkovačka a základné spájkovacie nástroje
• Počítač na spustenie softvérových nástrojov

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, hackerského ducha, trpezlivosť a zvedavosť. Budovanie a experimentovanie s elektronikou, aj keď je to veľmi prospešné, môže byť občas náročné, náročné a dokonca frustrujúce. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, dá sa z tohto koníčka odvodiť veľké uspokojenie. Každý krok robte pomaly, všímajte si detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

V sekcii Časté otázky o HackerBoxes je množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch. Na takmer všetky e-maily netechnickej podpory, ktoré dostávame, sme tam už odpovedali, a preto si veľmi vážime, že ste si našli pár minút na prečítanie častých otázok.

Krok 2: Obvody voľného tvaru

Ako je popísané v tomto príspevku Hackaday, technika zostavovania obvodov bez substrátu má mnoho názvov: flywire, deadbug, zapojenie point-to-point alebo obvody voľného tvaru. Niekedy sa táto technika používa na praktické účely, ako je napríklad oprava chýb návrhu po postprodukcii, ale zaujímavejšie je, že sa pravdepodobne používa na vytváranie umenia z elektronických obvodov.

Voľne tvarovaná elektronika, zvyčajne vyrobená z medeného drôtu, hliníkového materiálu alebo mosadzných tyčí, má rôzne podoby a môže byť úžasne krásna a kreatívna, ako je vidieť na týchto príkladoch …

• Voľne tvarovaná elektronika ako čl
• Deadbug prototypovanie a elektronika voľného tvaru
• Elektronické dielo Petra Vogela
• LED šperky
• Eirik Brandal Elektronické sochy
• Sochárske syntetické obvody
• Prezentačné video Mohit Bhoite z Hackaday Supercon
• Okruhová súťaž sochárstva v Hackaday
• Kostra Sledujte video

Prečo by ste sa nemali podeliť o nejaké obrázky a nápady o svojich vlastných pokusoch o bezplatné tvarovanie obvodov?

Krok 3: Freeform LED Chaser

Zaujímavým obvodom pre váš prvý pokus o sochu vo voľnej forme je LED Chaser, ako je znázornený na tomto videu.

Drôt s rozmerom 18 je možné tvarovať na miesto ručne alebo pomocou klieští.

Ťažšie časti, ako napríklad 9V batéria alebo potenciometer, môžu byť umiestnené v spodnej časti konštrukcie, aby poskytli stabilnú základňu.

Na dva IC čipy je možné použiť zásuvky DIP, aby sa zabránilo spájkovaniu tepelným poškodením.

Krok 4: Arduino Nano

Arduino Nano je jedným z obľúbených modulov MCU. Používame ich na rôzne experimenty a systémy pre domácich majstrov.

Priložená doska Arduino Nano obsahuje kolíky záhlavia, ktoré nie sú k modulu spájkované. Piny zatiaľ nechajte vypnuté. Pred spájkovaním na kolíkoch záhlavia vykonajte počiatočné testy na module Arduino Nano. Všetko, čo potrebujete, je kábel MiniUSB a doska Arduino Nano, ako je, sa vynára z tašky.

Ak ste v poslednej dobe nepoužívali Arduino Nano, pozrite sa do Príručky k HackerBox 0051, kde nájdete informácie o Arduino IDE, čipovom USB/sériovom moste CH340G a o tom, ako vykonať počiatočné overenie náčrtu modulu „Arduino Nano“a „žmurknutie“reťazec nástrojov. Po skontrolovaní všetkého spájkovanie kolíkov záhlavia na Nano.

Ak by ste chceli ďalšie úvodné informácie o práci v ekosystéme Arduino, pozrite sa do Príručky pre začínajúci workshop HackerBoxes, ktorá obsahuje niekoľko príkladov a odkaz na učebnicu Arduino vo formáte PDF.

Krok 5: Programovanie ATtiny85 MCU pomocou Arduino Nano

Toto video ukazuje, ako rýchlo použiť Arduino Nano (so systémom ArduinoISP) a jeden kondenzátor na programovanie mikrokontroléra ATtiny85 z Arduino IDE.

Krok 6: Voľne tvarované RGB LED moduly

Moduly RGB LED (založené na komponentoch WS2812B) sú skvelým médiom na SEMPULÁCIU ZDARMA OKRUHU, najmä ak sú poháňané 8pinovým MCU ATtiny85. Do MCU je možné spájkovať rôzne štruktúry a programovať kreatívne svetelné/farebné vzory.

V našom prípade sme nainštalovali do knižnice FastLED v Arduino IDE.

Začnite jednoduchým náčrtom:

Príklady> FastLED> ColorPalette

Stačí zmeniť:

#define LED_PIN na akýkoľvek IO pin používaný pre LED „dáta v“

#define NUM_LEDS, avšak v reťazci je mnoho diód LED

#define BRIGHTNESS na hodnotu okolo 10-15, aby sa šetrila energia

a

#define LED_TYPE na WS2812B

Krok 7: Mind Machines

Podľa wikipédie sú Mind Machines známe aj ako „Brain Machines“alebo „Light and Sound Machines“.

Mind Machines zvyčajne používajú pulzujúci rytmický zvuk a blikajúce svetlá na zmenu frekvencie mozgových vĺn užívateľa. To môže navodiť hlboké stavy relaxácie, koncentrácie a v niektorých prípadoch zmenené stavy vedomia, ktoré boli porovnané so stavmi získanými z meditácie a šamanského skúmania.

Mind Machines môžu generovať signály pre pulzujúce svetlá zabudované v okuliaroch, ktoré nosí používateľ, ktorý so zatvorenými očami sleduje svetlá cez viečka.

Mind Machines tiež generuje zvukový podnet vrátane binaurálnych úderov, ktoré sú vnímané na základe rozdielu vo frekvencii, keď sú poslucháčovi prezentované dichoticky dve rôzne čisté sínusové vlny (jedna cez každé ucho). Ak je napríklad čistý zvuk 530 Hz prezentovaný pravému uchu subjektu, zatiaľ čo čistý tón 520 Hz je prezentovaný ľavému uchu subjektu, poslucháč vníma sluchovú ilúziu tretieho tónu. Tretí zvuk sa nazýva binaurálny rytmus a v tomto prípade by mal vnímanú výšku korelovanú s frekvenciou 10 Hz, čo je rozdiel medzi čistými tónmi 530 Hz a 520 Hz, ktoré sú prezentované každému uchu.

DÔLEŽITÉ BEZPEČNOSTNÉ UPOZORNENIE:

Rýchlo blikajúce svetlá môžu byť nebezpečné pre ľudí s fotosenzitívnou epilepsiou alebo inými nervovými poruchami. Ak ste citliví na blikajúce svetlá alebo ste v minulosti mali epilepsiu, záchvaty alebo iné nervové poruchy, vyhýbajte sa takýmto zariadeniam alebo akýmkoľvek iným projektom s blikajúcimi svetlami.

Krok 8: DIY Mind Machine Platform

Platformu Mind Machine je možné zostaviť podľa obrázku tu pomocou Arduino Nano naprogramovaného pomocou priloženej skice mind_demo. Náčrt trénuje pre 9Hz Alpha Brainwaves pomocou svetiel a binaurálnych úderov. Alfa mozgové vlny môžu podporovať hlbokú relaxáciu, ako sa tu diskutuje. Kód je možné zmeniť a rozšíriť, aby bolo možné preskúmať ďalšie frekvencie mozgových vĺn alebo vzorce školenia.

Všimnite si toho, že mind_demo vyžaduje dve knižnice: FastLED a ToneLibrary, obe je možné nájsť pomocou Nástroje> Spravovať knižnice v Arduino IDE. Je potrebná špeciálna knižnica tónov, pretože štandardná funkcia tónov Arduino nemôže generovať dva rôzne tóny naraz.

Dva z modulov WS2812B (v sérii dvoch) sú vhodné na umiestnenie do šošoviek slnečných okuliarov. Môžu byť pripojené k obvodu ovládača pomocou 3,5 mm zvukového kábla. 3,5 mm zvukový kábel je možné orezať v blízkosti ženského konca. Samičí koniec je zapojený do obvodu MCU a dlhý kábel s mužským koncom môže byť zapojený do diód LED v okuliaroch. Vďaka tomu je možné krásne zasunúť rozhranie pre okuliare LED.

Na pripevnenie diód LED k okuliarom je skvelá nejaká lepiaca páska alebo kyanoakrylát. Horúce lepidlo sa zvyčajne ťažko lepí na hladký plast ako šošovky slnečných okuliarov. Ak chcete, aby boli vaše exkluzívne odtiene HackerBox skutočnými odtieňmi, stačí, keď sa obetujete tomuto projektu, v schránke v palubnej doske, v zásuvke na odpadky alebo v miestnom obchode s dolármi rôzne slnečné okuliare.

Zvukový obvod s dvoma gangmi funguje dobre na napájanie štandardných slúchadiel do uší alebo 3,5 mm konektora PCB.

Krok 9: MOSFETy na prepínanie silnoprúdových záťaží

Už ste niekedy chceli ovládať zariadenia, ktoré odoberajú viac prúdu, ako je podporované pinmi IO na vašom MCU? Čo tak ovládať zariadenia pri inom napätí ako MCU?

Toto video od Andreasa Spiessa stojí za to si ho pozrieť. Andreas prechádza (väčšinou) krvavými detailmi určovania, aké typy tranzistorov by sme mali mať poruke, aby sme mohli prepínať výkonové záťaže z našich digitálnych/MCU projektov. Znižuje to na to, že má:

N-kanálové FET na prepínanie nízkych bočných záťaží a

P-kanálové FET na prepínanie bočných záťaží.

Niekoľko z nich je súčasťou experimentu so zapínaním a vypínaním záťaže USB (LED žiarovka). Odrežte predlžovací kábel USB. Na prepnutie červeného vodiča (horná strana) použite P-kanál FET (kolíky D a S). ALEBO na prepnutie čierneho vodiča (dolná strana) použite N-kanálový FET (kolíky D a S). Pripojte riadiaci signál MCU cez jeden z 680 ohmových rezistorov k kolíku brány (G) FET a ovládajte! Skúste tiež „čarovné ruky“na kolíku G, ako je znázornené na videu. Všimnite si toho, že „magické ruky“fungujú iba v jednom smere, ale rýchly skrat brány na 5 V alebo GND prepne spínač FET.

Po experimentovaní s týmito scenármi napájania USB na prepínanie FET môžete dva USB „pigtaily“znova použiť tak, že na červený a čierny vodič nasadíte svorky aligátora. Stranu zásuvky USB je možné pripnúť na zdroj 5 V a potom použiť na napájanie akéhokoľvek USB zariadenia, ktoré zapojíte do zásuvky. Stranu s konektorom USB je možné použiť na napájanie klipov (a bez ohľadu na to, k čomu sú klipy pripojené) z akéhokoľvek zdroja USB alebo nástennej bradavice. Tieto pigtaily s aligátorovými sponami sú užitočné pre rôzne scenáre testovania a merania, takže ich možno budete chcieť mať poruke aj na pracovnom stole.

Krok 10: Musíte nosiť rolety

Budúcnosť elektroniky, počítačovej technológie a informačnej bezpečnosti je taká svetlá, že budete musieť nosiť odtiene HackerBox.

Nezabudnite zdieľať svoje projekty HackerBox 0052 v nižšie uvedených komentároch alebo v skupine Facebook HackerBoxes. Nezabudnite tiež, že ak máte otázku alebo potrebujete pomoc, môžete kedykoľvek napísať na adresu [email protected].

Čo bude ďalej? Pripojte sa k revolúcii. Žite HackLife. Nechajte si každý mesiac doručiť chladnú škatuľu hackerského vybavenia priamo do vašej poštovej schránky. Prejdite na stránku HackerBoxes.com a zaregistrujte sa na mesačné predplatné služby HackerBox.