HackerBox 0036: JumboTron: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Tento mesiac hackeri HackerBox skúmajú jumbo maticové displeje LED, jednočipové počítače ESP32 a ovládanie hier pomocou joysticku. Tento návod obsahuje informácie o tom, ako začať s HackerBox #0036, ktorý je možné zakúpiť tu do vypredania zásob. Tiež, ak by ste chceli dostávať HackerBox takto priamo do vašej schránky každý mesiac, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

Témy a vzdelávacie ciele pre HackerBox 0036:

• Nakonfigurujte Arduino IDE na programovanie ESP32
• Vstupy na ovládanie joysticku a tlačidla
• Pripojte údaje a napájanie k LED panelom JumboTron
• Programujte rôzne aplikácie využívajúce maticové displeje

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre elektroniku a počítačovú technológiu pre domácich majstrov. Sme nadšenci, tvorcovia a experimentátori. Sme snílkami snov. Hacknite planétu!

Krok 1: HackerBox 0036: Obsah balenia

• Matica P3 RGB LED s 64 x 32 pixelov
• Vývojová rada ESP32
• Herný ovládač s joystickom
• Napájací zväzok pre LED maticu
• Svetre DuPont žena-žena 20 cm
• Exkluzívny HackerBoxes Glider Koozie
• Exkluzívny obtlačok retro ventilátora Atari

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Napájanie 5 V DC (2-4 ampéry)
• 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. Všetci sa radi učíme novým technológiám a dúfajme, že vybudujeme niekoľko skvelých projektov. Každý krok robte pomaly, všímajte si detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

Existuje množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch v sekcii Časté otázky o HackerBoxes.

Klzák je vzor, ktorý sa v Conwayovej hre o život pohybuje po celej doske. Bol voľne prijatý ako znak predstavujúci hackerskú kultúru, pretože mobilný automat Game of Life oslovuje hackerov a koncept vetroňa sa zrodil takmer v rovnakom čase ako internet a Unix. Môžete naprogramovať Conwayovu hru o život na matici 64 x 32 LED?

Krok 2: ESP32 a Arduino IDE

ESP32 je počítač s jedným čipom. Je vysoko integrovaný a ponúka 2,4 GHz Wi-Fi a Bluetooth. ESP32 integruje prepínač antény, RF balun, výkonový zosilňovač, zosilňovač s nízkym šumom, filtre a moduly správy napájania. Celé riešenie ako také zaberá minimálnu plochu plošných spojov (PCB).

Existuje niekoľko typov vývojových dosiek ESP32. Tu použitý je variáciou na „DOIT ESP32 DevKit“. Väčšina I/O kolíkov je vyvedená do konektorov na oboch stranách kvôli jednoduchému prepojeniu. V module je integrovaný čip rozhrania USB a regulátor napätia. ESP32 je podporovaný v ekosystéme Arduino a IDE, čo je veľmi rýchly a ľahký spôsob práce s ESP32.

Úložisko Arduino ESP32 github obsahuje pokyny na inštaláciu pre Linux, OSX a Windows. Kliknite na príslušný odkaz a postupujte podľa pokynov, ktoré zodpovedajú operačnému systému vo vašom počítači.

PROGRAMOVANIE ROZVOJOVEJ RADY

Pred pokračovaním vyskúšajte, či je IDE správne nakonfigurované, načítajte príklad BLINK a blikajte vstavanú diódu LED. Zmeňte hodnoty oneskorenia, aby ste vyskúšali rôzne frekvencie žmurkania a uistite sa, že sa kód efektívne načítava na dosku ESP32.

Pri programovaní ESP32 stlačte a podržte tlačidlo „BOOT“na vývojovej doske ESP32 pred stlačením tlačidla nahrávania na Arduino IDE. Akonáhle sa na Arduino IDE zobrazí správa „Connecting _ _ _…“, môžete uvoľniť tlačidlo „BOOT“a programovanie by sa malo začať.

Krok 3: Doska herného ovládača s joystickom

Tento „breakout board“tohto herného ovládača obsahuje analógový joystick a štyri tlačidlá. Jeho veľkosť a tvar sú vhodné pre ručné ovládanie.

Analógové ovládanie polohy je založené na dvoch potenciometroch (jeden pre x a jeden pre y), ktoré sú zapojené v štandardnej konfigurácii „delič napätia“. V súlade s tým musia byť OUTX a OUTY čítané ako analógové hodnoty a musia byť primerane zmenšené, ako je uvedené v demo kóde. OUTZ a štyri tlačidlá sú jednoduché digitálne prepínače zapnutia/vypnutia, ktoré sa pri aktivácii bežne vznášajú a skratujú k GND.

Dosku je možné pripojiť k ESP32 pomocou prepojovacích prvkov DuPont na nasledujúcich kolíkoch:

Herný ovládač ESP32

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 KEY1 32 KEY2 33 KEY3 25 KEY4

Na týchto priradeniach pinov nie je nič zvláštne, ale sú to tie, ktoré sú použité v demo kóde. Pretože určité IO piny na ESP32 sú iba na výstupe, možno budete chcieť zachovať jednoduchosť a použiť iba rovnaké hodnoty.

Krok 4: Panel 64x32 RGB LED Matrix P3

S 2048 plnofarebnými LED diódami RGB je táto matica ako váš osobný „mini“jumbotronový displej. Tieto panely sú v skutočnosti rovnakého typu, aký sa používa na jumbo LED displejoch, ako to pravdepodobne poznáte z priemyselného silového zväzku. LED diódy sú umiestnené na 3 mm rastrovej mriežke (odtiaľ označenie P3). Sú poháňané rýchlosťou skenovania 1:16.

Pre IDE Arduino budeme používať knižnicu PxMatrix. Pokračujte a nainštalujte si túto knižnicu teraz. V prípade tohto odkazu je tiež veľa podrobností o teórii prevádzky, ak vás to zaujíma.

Na zadnej strane panelu LED Matrix sú tri konektory. Patria sem dva 16 -pinové dvojité záhlavie (označené IN a OUT) a tiež malý napájací konektor. K nim je možné pripojiť tri rôzne sady vodičov, ako je popísané nižšie.

JEMNÉ prepojky z DATA IN do DATA OUT

DNU VON

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NINE prepojok z ESP32 na DATA IN

ESP IN

13 R1 22 LAT 19 A 23 B 18 C 5 D 2 OE 14 CLK GND GND

Napájací zväzok

Poskytnutý napájací zväzok je potrebné pripojiť k zdroju 5 VDC. Ak plánujete rozsvietiť všetky LED diódy na plný jas, panel bude odoberať približne 4A. Ak máte slušnú „skúšobnú batériu“, mala by platiť o poskytnutí 4A. Na typickú priemernú prevádzku môžu stačiť 2A. Napríklad sme testovali 2,5 A napájaciu banku USB (batériu), ktorá fungovala dobre. Na miesto skrutkových výstupkov na napájacom zväzku sme spájkovali USB konektor, ktorý umožňoval jeho zapojenie do napájacej banky USB.

Na káblovom zväzku sú dve štvorpólové záhlavia. Tieto slúžia na napájanie dvoch panelov. Jeden zo záhlaví je možné odstrániť, ak si želáte upratať veci, uistite sa, že ste zabalili odrezané konce drôtu (páskou alebo hadicou), aby ste predišli skratu napájania.

Spoločný zdroj napájania pre LED panel a ESP32

Odrežte jeden koniec prepojky DuPont. Odizolujte a pocínujte drôt, aby ste ho spojili s červenou líniou postroja. Jednoduchou možnosťou je použiť jeden z riadkov, kde sme odstránili extra štvorpólový napájací konektor. Opäť nezabudnite zabaliť energetické spoje, aby ste predišli skratovaniu. Po naprogramovaní ESP32 a odpojení kábla USB je možné zásuvku DuPont na druhom konci spojeného drôtu umiestniť na kolík VIN (nie na kolík 3V3) dosky ESP32. To bude napájať dosku ESP32 a maticu LED z rovnakého 5V zdroja, čo vytvorí tesnú a prenosnú konfiguráciu na napájanie z batérie.

Krok 5: Matrix Demo Prog

Do ESP32 naprogramujte priložený náčrt jumbotrondemo.ino.

Uistite sa, že je nainštalovaná knižnica PxMatrix.

Štyri režimy demo programu sa volia pomocou K1 - K4. Kód by mal byť dostatočne jasný na to, aby sa rozšíril do vašich vlastných projektov.

Krok 6: 1 2 3 Choďte

Čo budete vyrábať so svojim farebným displejom a herným ovládačom 64x32? Začnite brainstormingom s inšpiráciou z iných príkladov projektov …

• Projekt Morphing Digital Clock
• Zdroje pre zobrazenie matice Adafruit
• Inštruovateľné pomocou LED maticových projektov
• Pridajte ovládanie Android BLE
• Čo hovoríte na peknú hru Tetris?
• Hry CHIP-8 (pôvodne pre displeje s rozmermi 64 x 32)
• Knižnica na použitie s ESP32 IDF (nie Arduino)
• Desať skvelých elektronických hier pre domácich majstrov od WIRED

Odošlite odkaz na svoj projekt, aby sme ho mohli zdieľať s ostatnými nižšie:

• Fyzikálna hračka od JeffG
• Hadová hra od Collene
• Choďte rýchlo Odbočte vľavo od ppervink
• Kryptomena Ticker od ananseMugen
• Vianočné odpočítavanie hodín od rznazn

Krok 7: Hacknite planétu

Ak sa vám tento návod páčil a chceli by ste, aby sa vám do schránky každý mesiac spustila skvelá škatuľka hacknuteľných projektov elektroniky a počítačovej techniky, pripojte sa k revolúcii tým, že prejdete na stránku HackerBoxes.com a prihlásite sa na odber nášho mesačného boxu s prekvapením.

Oslovte a podeľte sa o svoj úspech v komentároch nižšie alebo na facebookovej stránke HackerBoxes. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete s čímkoľvek pomôcť, určite nám dajte vedieť. Ďakujeme, že ste súčasťou HackerBoxes!