HackerBox 0046: Perzistencia: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Zdravím hackerov HackerBoxu z celého sveta! S HackerBox 0046 experimentujeme s odolnými elektronickými papierovými displejmi, generovaním textu LED s trvalou viditeľnosťou (POV), platformami mikrokontrolérov Arduino, elektronickými prototypmi a nabíjacími batériami pre nabíjateľné batérie.

Tento návod obsahuje informácie o tom, ako začať s HackerBox 0046, 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 nadšencov elektroniky a počítačovej techniky - Hackeri hardvéru - Snívatelia snov.

HACKUJTE PLANETU

Krok 1: Zoznam obsahu pre HackerBox 0046

• modul ePaper
• Arduino UNO s MicroUSB
• Dva štíty prototypu UNO
• Batéria Power USB USB 18650
• Difúzne červené 5mm LED diódy
• Rezistory 560 ohmov
• Mužsko-ženské prepojovacie vodiče DuPont
• 9V držiak batérie
• Otvorte nálepku hardvéru
• Exkluzívny otvorený hardvérový klopový kolík

Pomôžu aj ďalšie veci:

• 9V batéria
• 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: Arduino UNO

Tento Arduino UNO R3 bol navrhnutý s ohľadom na jednoduché použitie. Port rozhrania MicroUSB je kompatibilný s rovnakými káblami MicroUSB, aké sa používajú s mnohými mobilnými telefónmi a tabletmi.

Špecifikácia:

• Mikrokontrolér: ATmega328P (technický list)
• USB Serial Bridge: CH340G (ovládače)
• Prevádzkové napätie: 5V
• Vstupné napätie (odporúčané): 7-12V
• Vstupné napätie (limity): 6-20V
• Digitálne I/O piny: 14 (z toho 6 poskytuje výstup PWM)
• Kolíky analógového vstupu: 6
• Jednosmerný prúd na I/O kolík: 40 mA
• Jednosmerný prúd pre pin 3,3 V: 50 mA
• Flash pamäť: 32 KB, z toho 0,5 KB používa bootloader
• Pamäť SRAM: 2 kB
• EEPROM: 1 kB
• Taktovacia frekvencia: 16 MHz

Dosky Arduino UNO sú vybavené vstavaným čipom USB/Serial. V tomto konkrétnom variante je mostíkovým čipom CH340G. Pre USB/sériové čipy CH340 sú k dispozícii ovládače pre mnoho operačných systémov (UNIX, Mac OS X alebo Windows). Nájdete ich prostredníctvom vyššie uvedeného odkazu.

Keď prvýkrát zapojíte Arduino UNO do USB portu vášho počítača, rozsvieti sa červená kontrolka napájania (LED). Takmer bezprostredne potom začne červená používateľská LED dióda zvyčajne rýchlo blikať. Stáva sa to preto, že v procesore je vopred nainštalovaný program BLINK, o ktorom budeme ďalej diskutovať nižšie.

Ak ešte nemáte nainštalované Arduino IDE, môžete si ho stiahnuť z Arduino.cc a ak by ste chceli ďalšie úvodné informácie o práci v ekosystéme Arduino, odporúčame vám pozrieť si pokyny pre HackerBoxes Starter Workshop.

Pripojte UNO k počítaču pomocou kábla MicroUSB. Spustite softvér Arduino IDE.

V ponuke IDE vyberte v časti Nástroje> doska položku „Arduino UNO“. Vyberte tiež príslušný port USB v IDE v časti tools> port (pravdepodobne názov s „wchusb“).

Nakoniec načítajte ukážkový kód:

Súbor-> Príklady-> Základy-> Žmurknutie

Toto je vlastne kód, ktorý bol vopred načítaný do UNO a mal by práve bežať, aby blikala červená LED dióda používateľa. Naprogramujte BLINK kód do UNO kliknutím na tlačidlo UPLOAD (ikona šípky) tesne nad zobrazeným kódom. Informácie o stave nájdete nižšie pod kódom: „kompilácia“a potom „nahrávanie“. Nakoniec by IDE malo indikovať „Odovzdávanie dokončené“a kontrolka LED by mala začať znova blikať - možno trochu odlišnou rýchlosťou.

Akonáhle si budete môcť stiahnuť pôvodný BLINK kód a overiť zmenu rýchlosti LED. Pozrite sa zblízka na kód. Môžete vidieť, že program zapne LED diódu, počká 1 000 milisekúnd (jednu sekundu), vypne LED diódu, počká ďalšiu sekundu a potom to urobí znova - navždy. Upravte kód zmenou oboch príkazov „oneskorenie (1000)“na „oneskorenie (100)“. Táto úprava spôsobí, že LED dióda bliká desaťkrát rýchlejšie, však?

Vložte upravený kód do UNO a vaša LED dióda by mala blikať rýchlejšie. Ak áno, gratulujeme! Práve ste hackli svoj prvý kúsok vloženého kódu. Keď sa už verzia s rýchlym blikaním načíta a spustí, prečo sa nezobrazí, či môžete kód znova zmeniť, aby LED dvakrát rýchlo zablikala, a potom počkajte niekoľko sekúnd, kým to zopakujete? Pokúsiť sa! Čo hovoríte na ďalšie vzory? Keď sa vám podarí vizualizovať požadovaný výsledok, kódovať ho a pozorovať, aby fungoval podľa plánu, urobili ste obrovský krok k tomu, aby ste sa stali vstavaným programátorom a hardvérovým hackerom.

Krok 3: Technológia zobrazovania elektronického papiera

Technológie elektronického papiera, elektronického papiera, elektronického atramentu alebo elektronického atramentu umožňujú zobrazovacie zariadenia, ktoré napodobňujú vzhľad obyčajného atramentu na papieri. Displej elektronického papiera je spravidla odolný v tom, že obraz zostáva viditeľný aj bez napájania alebo po odstránení alebo vypnutí ovládacích obvodov. Na rozdiel od bežných podsvietených plochých displejov, ktoré vyžarujú svetlo, elektronické papierové displeje odrážajú svetlo ako papier. Vďaka tomu môžu byť čitateľnejšie a poskytovať širší pozorovací uhol ako väčšina displejov vyžarujúcich svetlo.

Kontrastný pomer sa blíži k novinám, pričom novo vyvinuté displeje (od roku 2008) sú stále o niečo lepšie. Ideálny displej ePaper je možné čítať na priamom slnku bez toho, aby sa zdalo, že obraz vybledne.

Flexibilný elektronický papier používa na podkladovú dosku displeja poddajné plastové podklady a plastovú elektroniku. Medzi výrobcami prebieha súťaž o poskytnutie podpory plnofarebného elektronického papiera.

(Wikipedia)

Krok 4: Viacfarebný modul EPaper

1,54-palcový ePaper modul MH-ET LIVE môže zobrazovať čierny aj červený atrament. Modul je v príklade a dokumentácii označovaný ako čierny/biely/červený (čiernobiely/čiernobiely) displej elektronického papiera 200x200 (EPD).

Technológia zobrazovania je mikroenkapsulovaný elektroforetický displej (MED), ktorý používa malé guľôčky, v ktorých sa nabité farebné pigmenty suspendujú v priehľadnom oleji a pohybujú sa do pohľadu v závislosti od použitých elektronických nábojov.

Obrazovka ePaper môže zobrazovať vzory tým, že odráža okolité svetlo, takže funguje bez podsvietenia. Obrazovka ePaper poskytuje vysokú viditeľnosť aj pri jasnom slnečnom svetle so zorným uhlom 180 stupňov.

Použitie modulu MH-ET s Arduino UNO:

1. Nainštalujte Arduino IDE (ak ešte nie je nainštalované)
2. Na nainštalovanie knižnice Adafruit GFX použite Správcu knižníc (Nástroje-> Spravovať knižnice)
3. Na nainštalovanie GxEPD použite Správcu knižníc (NIE GxEPD2)
4. Otvorte súbor-> príklady-> GxEPD> GxEPD_Priklad
5. Odkomentujte riadok a zahrňte GxGDEW0154Z04 (1,54 palca čiernobielo/v 200 x 200)
6. Vodič UNO na EPD: zaneprázdnený = 7, DC = 8, reset = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Nastavte prepínače EPD OBOJ na „L“
8. Stiahnite si GxEPD_Ukážkový náčrt z IDE do UNO ako obvykle

Ďalšiu knižnicu s demo kódom (dodáva výrobca EPD) nájdete tu. Všimnite si toho, že tieto ukážky (a niektoré ďalšie príklady dostupné online) majú odlišné priradenia pinov, než aké boli použité vyššie v príklade GxEPD. Najpozoruhodnejšie je, že kolíky 8 a 9 sú často obrátené.

Krok 5: Prototypovací štít Arduino UNO

Prototypovací štít Arduino UNO sa hodí priamo na dosku Arduino UNO (alebo kompatibilný) rovnako ako ktorýkoľvek iný štít. Prototypovací štít Arduino UNO má však v strede oblasť „perf-board“na všeobecné použitie, kde môžete spájkovať vlastné komponenty a postaviť si tak vlastný štít. Jednoducho zapojte hlavičky do vonkajších radov štítu tak, aby sa dali zapojiť priamo na vrch UNO. Pozlátené otvory vedľa záhlaví sa pripájajú k signálom záhlavia, takže vedenia z UNO je možné ľahko pripojiť k vašim vlastným obvodom.

Krok 6: Sedem nastavení LED na štíte prototypu

Na podporu ilustrovaného obvodu je možné použiť štít Arduino Prototype Shield. Obvod má I/O piny 1-7 Arduina spojené so siedmimi LED diódami. Každá LED dióda je zapojená v rade s vlastným odporom obmedzujúcim prúd, čo sú v tomto prípade odpory 560 ohmov.

Všimnite si toho, že krátky kolík každej LED diódy musí byť orientovaný na pin GND Arduina. Každý z rezistorov môže byť orientovaný v oboch smeroch. 9V držiak na cesto je možné pripojiť, aby bol projekt „prenosný“, ale musí byť zapojený na kolík Vin (nie na 5V alebo 3,3V).

Akonáhle sú LED diódy a rezistory zapojené, experimentujte s náčrtom príkladu žmurkania zmenou čísla kolíka na rôzne hodnoty medzi 1 a 7.

Nakoniec si vyskúšajte tu priloženú skicu knight_rider.ino ako flashback z 80. rokov.

Krok 7: Perzistencia vízie

Perzistencia videnia [VIDEO] sa týka optickej ilúzie, ku ktorej dochádza vtedy, keď zrakové vnímanie predmetu na určitý čas neprestane, potom čo lúče svetla z neho prestanú prenikať do oka. Ilúzia je tiež popisovaná ako „retinálna perzistencia“, „pretrvávanie dojmov“alebo jednoducho „vytrvalosť“. (wikipédia)

Vyskúšajte skicu POV.ino, ktorá je tu zahrnutá, v nastavení hardvéru „Seven LED“z posledného kroku. V skici experimentujte s rôznym textom správy a parametrami načasovania, aby ste získali rôzne efekty.

Inšpirácia: Projekt Arduino POV od Ahmada Saeeda.

Fotografický kredit: Charles Marshall

Krok 8: Batéria Power Bank USB 18650

Stačí do tohto dieťaťa vložiť lítium-iónový článok 18650 a vytvoriť si vlastnú nabíjateľnú „power banku“na použitie s rôznymi projektmi 5 V a 3 V!

Tieto bežné lítium-iónové články 18650 nájdete z rôznych zdrojov, vrátane tohto z Amazonu.

Špecifikácia modulu Power Bank:

• Vstup (nabíjanie): 5 až 8 V cez port micro USB až do 0,5 A.

• Výstupný výkon:

  • 5 V cez port USB typu A.
  • 3 konektory na dodanie 3V až 1A
  • 3 konektory na dodanie 5V až 2A

• LED indikátor stavu

  • Zelená = batéria nabitá
  • Červená = nabíjanie)
• Ochrana batérie (prebíjanie alebo nadmerné vybíjanie)
• UPOZORNENIE: Neexistuje žiadna ochrana proti prepólovaniu!

Krok 9: Žite HackLife

Dúfame, že si tento mesiac užijeme dobrodružstvo HackerBox v oblasti elektroniky a počítačovej technológie. Oslovte a podeľte sa o svoj úspech v nižšie uvedených komentároch alebo na facebookovej skupine 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.