HackerBox 0025: Flair Ware: 15 krokov

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

Flair Ware - Tento mesiac HackerBox Hackers stavia množstvo elektronických kúskov, ktoré sa dajú použiť ako nositeľné zariadenia, ukážky alebo dokonca ozdoby na dovolenku. Tento návod obsahuje informácie o práci s HackerBox #0025, ktoré si môžete vyzdvihnúť 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 0025:

• Zostavte jednoduchú dosku plošných spojov napájanú gombíkovými článkami so blikajúcimi diódami LED
• Preskúmajte kaskádové analógové oscilátory a implementujte odznak s názvom na nosenie
• Experimentujte s viacerými zariadeniami Digispark pre miniatúrne projekty Arduino
• Prepojte nositeľné moduly LilyPad vrátane plnofarebných LED diód NeoPixel
• Naprogramujte prázdne mikrokontroléry ATtiny85 pomocou USBasp

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 0025: obsah balenia

• Zberateľská referenčná karta HackerBoxes #0025
• Nositeľná súprava LED Star
• Súprava odznaku na farebnú cyklistiku
• Nositeľná súprava BitHead ATtiny85
• Pripojiteľný Digispark DevBoard
• Extra mikrokontrolér ATtiny85 8DIP
• Modul CJMCU LilyTiny Digispark
• Tri moduly LilyPad NeoPixel
• Modul mincí LilyPad
• Lítiové mince CR2032
• USBasp Atmel AVR USB programátor
• Zelená prototypová doska 4x6 cm
• Chlopňové kolíkové chrbty
• Zmršťovacie hadičky - 100 kusová odroda
• Box na plechový projekt
• Exkluzívne obtisky HackerBoxes
• Exkluzívna pletená čiapka HackerBoxes

Pomôžu aj ďalšie veci:

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

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, kutilského ducha a hackerskú zvedavosť. Hardcore DIY elektronika nie je triviálna záležitosť a my ju pre vás neznižujeme. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, veľká spokojnosť sa dá odvodiť z učenia sa novej technológie a dúfajme, že sa podarí realizovať niektoré projekty. Odporúčame urobiť každý krok pomaly, dbať na detaily a nikdy neváhať požiadať o pomoc.

ČASTO KLADENÉ OTÁZKY: Potrebujeme od členov HackerBoxu skutočne veľkú láskavosť. Pred kontaktovaním podpory si nájdite pár minút na prečítanie častých otázok na webovej stránke HackerBoxes. Aj keď chceme očividne pomôcť všetkým členom tak často, ako je to potrebné, väčšina našich e -mailov s podporou zahŕňa jednoduché administratívne problémy, ktoré sú veľmi často uvedené v častých otázkach. Ďakujem za pochopenie!

Krok 2: Vyjadrite sa pomocou nositeľných zariadení

Musíme hovoriť o vašom vkusu. Nositeľná elektronika môže byť okázalým spôsobom, ako sa dozvedieť o miniaturizácii, znížení výkonu a estetickom rozložení PCB. S takýmito projektmi sa môžete skutočne vyjadriť. Noste ich, ozdobte si svoj pracovný priestor alebo ich dokonca použite ako vianočné ozdoby. Buďte kreatívni a podeľte sa o svoju vlastnú nositeľnú zimnú krajinu zázrakov s celým svetom!

Krok 3: Nositeľné LED hviezdy

Začnime s príkladom, ktorý je svojou jednoduchosťou celkom elegantný. Tento dizajn je vybavený piatimi automaticky blikajúcimi 5 mm diódami LED. Pretože tieto diódy LED blikajú samy, nie sú potrebné žiadne externé riadiace obvody. Jedinými ďalšími časťami sú spona na gombíkové bunky CR2032 a vypínač.

Zostava: Klip na mincovú bunku a päť LED diód nasmerujte podľa označení na sieťotlači PCB. Upozorňujeme, že každá dióda LED má na doske zobrazenú „plochú stranu“. Pred umiestnením spony na batériu úplne pocínujte všetky tri podložky spájkou. Aj keď sa na stredovú podložku nič nespájkuje, niektoré pocínovanie pomáha podložku trochu vybudovať, aby bol zaistený dobrý kontakt s negatívnym povrchom mincovej bunky. Po spájkovaní niekoľkokrát prepnite spínač, aby ste odstránili kontakty z trosiek alebo oxidácie.

Krok 4: Súprava odznaku Color-Cycling Name

Tento miniatúrny odznak s názvom obsahuje osemnásť diód LED s cyklovaním farieb, ktoré je úplne ovládané analógovými oscilátormi. Tento analógový dizajn nám pripomína, že mikrokontroléry, rovnako ako ich milujeme, nie sú vždy potrebné na získanie zaujímavých výsledkov. Kompletnú zostavu plošných spojov je možné nosiť ako odznak blinky.

Obsah súpravy:

• Fialová doska s plošnými spojmi na mieru
• Dva sponky na mince CR2032
• Šesť ČERVENÝCH 3 mm LED diód
• Šesť oranžových 3 mm diód LED
• Šesť žltých 3 mm diód LED
• Tri tranzistory 9014 NPN
• Tri 47uF kondenzátory (všimnite si, že existuje aj jeden 10uF kondenzátor)
• Tri odpory 1K ohm (hnedo-čierno-červené)
• Tri 10K ohmové odpory (hnedo-čierno-oranžové)
• Posuvný prepínač
• Zásuvka JST-PH s pigtailom
• Nálepka s tromi vymeniteľnými znakovými plochami

Krok 5: Teória fungovania odznaku názvu

Dizajn obsahuje tri kaskádové oscilátory na ovládanie cyklovania farieb LED. Každý z 10K odporov a 47uF kondenzátorov tvorí RC oscilátor, ktorý periodicky zapína príslušný tranzistor. Tri RC oscilátory sú kaskádovo zapojené do reťazca, aby sa cyklicky nedostali do fázy, v dôsledku čoho sa žmurkanie objaví náhodne okolo značky. Keď je tranzistor „zapnutý“, prúd prechádza jeho bankou so 6 diódami LED a ich odporom obmedzujúcim prúd 1 kB, čo spôsobuje, že táto skupina 6 diód LED bliká.

Tu je pekné vysvetlenie základného konceptu pomocou jedného stupňa (jeden oscilátor a jeden tranzistor).

Krok 6: Zostava sady odznakov

Pri zostavovaní súpravy Name Badge použite schému a schému umiestnenia DPS.

Existujú dve rôzne hodnoty rezistorov. Nie sú zameniteľné. Aby ste ich udržali v poriadku, zaznamenajte hodnoty na schéme a čísla dielov v schéme umiestnenia. Rezistory nie sú polarizované. Môžu byť vložené v oboch smeroch.

Všimnite si toho, že existujú tri „banky“LED diód D1-D6, D7-D12 a D13-D18. Každá banka by mala byť jednofarebná, aby sa vyvážilo aktuálne zaťaženie a tiež sa dosiahol pekný vizuálny efekt. Napríklad diódy LED D1-D6 môžu byť všetky červené, D7-D12 všetky oranžové a D13-D18 všetky žlté.

Kondenzátory sú polarizované. Všimnite si "+" na umiestnení digramu a označenie "-" na samotnom kondenzátore. Zjavne to naznačuje opačné kolíky.

LED diódy sú tiež polarizované. Všimnite si označenie „+“na schéme umiestnenia. Dlhý kolík LED by mal byť v tom otvore „+“. „Plochá strana“LED diódy by mala susediť s OSTATNÝM otvorom.

Úplne pocínujte všetky tri podložky pre každú zo sponiek na mincové bunky spájkou. Aj keď sa na stredové podložky nič nespájkuje, pocínovanie pomáha postaviť podložku tak, aby bol zaistený dobrý kontakt s príslušnou mincovou bunkou.

Po spájkovaní niekoľkokrát prepnite spínač, aby ste odstránili kontakty z trosiek alebo oxidácie.

Jeden z obtlačkov môže byť umiestnený v strede vyplneného odznaku s menom.

Na zadnú stranu odznaku môžu byť prilepené podložné kolíky alebo magnety.

Dbajte na to, aby ste počas nosenia odznaku neskratovali dve spony na mincové bunky.

Krok 7: Digispark

Digispark je open source projekt pôvodne financovaný prostredníctvom Kickstarter. Je to super miniatúrna doska kompatibilná s Arduino založenou na ATtiny pomocou Atmel ATtiny85. ATtiny85 je 8 -kolíkový mikrokontrolér, ktorý je blízkym bratrancom typického čipu Arduino, ATMega328P. ATtiny85 má asi štvrtinu pamäte a iba šesť I/O pinov. Dá sa však naprogramovať z Arduino IDE a stále môže bez problémov používať kód Arduino.

Keďže ide o open source dizajn, existuje v Digisparku veľa variácií. Tu sú uvedené niektoré z najbežnejších. Budeme pracovať s niekoľkými z nich.

Po preskúmaní schémy by sa mala okamžite začať otázka „Kde je čip USB?“

Micronucleus je kúzlo, ktoré umožňuje, aby dizajn Digispark fungoval bez čipu rozhrania USB. Micronucleus je bootloader navrhnutý pre mikrokontroléry AVR ATtiny s minimálnym rozhraním USB, nástrojom na nahrávanie programov založeným na viacerých platformách libusb a veľkým dôrazom na kompaktnosť bootloadera. Je to zďaleka najmenší USB bootloader pre AVR ATtiny.

VODIČ LIBUSB

libusb je knižnica C, ktorá poskytuje všeobecný prístup k zariadeniam USB. Je určený na použitie vývojármi na uľahčenie výroby aplikácií, ktoré komunikujú s hardvérom USB. Funkcia libusb by mala byť automaticky dostupná v systémoch Linux a OSX. Na počítačoch so systémom Windows môže byť potrebný ovládač, napríklad zadig.

Krok 8: Digispark ako USB Rubber Ducky

USB Rubber Ducky je obľúbený hackerský nástroj. Jedná sa o zariadenie na vstrekovanie klávesov maskované ako generický flash disk. Počítače ju rozpoznávajú ako bežnú klávesnicu a automaticky akceptujú jej vopred naprogramované užitočné zaťaženie pri stlačení klávesov viac ako 1 000 slov za minútu. Kliknutím na odkaz sa dozviete všetko o gumových káčatách od Hak5, kde môžete tiež kúpiť skutočnú ponuku. Tento video návod zatiaľ ukazuje, ako používať Digispark ako Rubber Ducky. Ďalší videonávod ukazuje, ako previesť skripty Rubber Ducky na spustenie na serveri Digispark.

Krok 9: CJMCU LilyTiny a NeoPixels

CJMCU LilyTiny používa rovnaký dizajn hardvéru a bootloader ako Digispark. LilyTiny je však postavená na purpurovom PCB v tvare disku, ktoré pripomína dosky LilyPad. Prečítajte si viac o nositeľnom materiáli LilyPad tu.

BLESKOVÁ LED BLIKÁ

Našim prvým krokom bude blesk LilyTiny pomocou príkladu LED blikania, aby sme sa presvedčili, že naše nástroje sú v poriadku.

Ak nemáte nainštalované IDE Arduino, urobte to najskôr.

Pri načítaní podpory digistumpu do Arduino IDE postupujte podľa týchto pokynov.

Vložte ukážkový kód „Štart“:

Súbor-> Príklady-> Digispark_Examples-> Spustiť

Kliknite na tlačidlo nahrávania. IDE vám dá pokyn, aby ste zapojili cieľovú dosku. Akonáhle to urobíte, programátor Digispark vyhľadá porty USB a naprogramuje ATtiny85.

Po dokončení nahrávania by mala dióda LED blikať.

Na test môžete zmeniť OBOCH príkazov „oneskorenie (1 000)“na „oneskorenie (100)“a znova zapnúť.

Teraz by mala dióda LED blikať desaťkrát rýchlejšie (oneskorenie sa zmenilo z 1000 na 100).

MODULY NEOPIXELU LILYPAD

Pripojte tri moduly NeoPixel podľa obrázku.

Načítajte strandtest demo kód do IDE:

Súbor-> Príklady-> (pre Digispark)-> NeoPixel-> strandtest

V kóde: Zmeňte parameter 1 (počet pixelov v páse) na 3 Zmeňte parameter 2 (počet pinov Arduina) na 3

Nahrajte a vychutnajte si svetelnú šou - to všetko bez akýchkoľvek USB čipov!

Krok 10: USBasp - USB programátor Atmel AVR USB

Keď si kúpite surový čip ATtiny85 (ako dva 8pinové čipy DIP v tomto boxe) od Mouser alebo DigiKey, je úplne prázdny. Čipy na sebe nemajú mikronukleus ani žiadny iný bootloader. Bude ich treba naprogramovať. Napríklad pomocou ISP (obvodový programátor).

USBasp je USB obvodový programátor pre regulátory Atmel AVR. Jednoducho sa skladá z ATMega88 alebo ATMega8 a niekoľkých pasívnych komponentov. Programátor používa ovládač USB iba pre firmvér, nie je potrebný žiadny špeciálny ovládač USB.

Vložte ATtiny85 do Plugable Development Board (dávajte pozor na indikátor pin jedna) a zapojte dosku do USBasp, ako je tu znázornené.

Pridajte do svojho Arduino IDE podporu ATtiny (pozrite si podrobnosti na High-LowTech):

Podľa preferencií pridajte položku do zoznamu adries URL správcu:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

V časti Nástroje-> Dosky-> Správcovia dosiek pridajte balík správcovskej rady od ATtiny od Davida A. Mellisa.

Tým sa pridajú dosky ATtiny do zoznamu násteniek, kde teraz môžete vybrať …

Doska: ATtiny25/45/85 Procesor: ATtiny85 Hodiny: interné 1 MHz

[DÔLEŽITÁ POZNÁMKA: Nikdy nenastavujte hodiny na externé hodiny, pokiaľ čip v skutočnosti nemá externý zdroj hodín.]

Načítajte príklad kódu pre „bliknutie“

Zmeňte LED_BUILTIN na 1 na troch miestach v tomto náčrte a nahrajte ho do ATtiny85 pomocou USBasp.

Pluggable DevBoard LED by teraz mala blikať rovnako ako LED LilyTiny hneď po vybalení.

Poznámka pod čiarou - Použitie zásuvnej dosky DevBoard ako Digispark:

Technicky tu používame Pluggable DevBoard ako prielom na pripojenie USBasp, nie ako Digispark. Aby ste ho mohli používať ako Digispark, bude potrebné, aby bol mikrokontrolér naprogramovaný s mikronukleovým bootloadom, ktorý je možné stiahnuť tu.

Krok 11: Nositeľná súprava BitHead ATtiny85

BitHead je super-sexy lebka maskota HackerBox. Tento mesiac prichádza vo forme PCB pripravenej rozhýbať mikroskop ATtiny85, piezoelektrický bzučiak a niekoľko očných buliev NeoPixel.

Obsah súpravy:

• Vlastná čierna doska s plošnými spojmi BitHead
• Dva sponky na mince CR2032
• 8pin DIP zásuvka
• 8pin DIP ATtiny85 integrovaný obvod
• Pasívny piezoelektrický bzučiak
• Dve 8mm okrúhle LED diódy NeoPixel
• 10uf kondenzátor
• Posuvný prepínač
• Zásuvka JST-PH s pigtailom

Krok 12: Nositeľná zostava BitHead

Pretože sa sieťotlač PCB používa na kresby, typické indikátory na obrazovke PCB nie sú. Namiesto toho sú tu zobrazené ako montážny diagram. Bzučiak, kondenzátor, zásuvku DIP8 a oba NeoPixely opatrne nasmerujte podľa označení na tomto montážnom diagrame. Vývody na NeoPixels majú široký hrot niekoľko milimetrov dole od plastovej kupoly. Cez otvory v DPS je ťažké sa dostať, takže môže pomôcť odrezať zvody tesne nad nimi pred vložením. Uistite sa, že ponecháte dostatok vodičov, ktoré by prešli cez PCB na spájkovanie.

Nezabudnite spájkovať všetky tri podložky spôn na mincové bunky celkom. Napriek tomu, že sa na stredové podložky nič nespájkuje, pocínovanie ich pomáha vybudovať tak, aby zaisťovali dobrý kontakt.

Krok 13: Programovanie nositeľného nástroja BitHead

Priložený náčrt „WearableSkull.ino“ukazuje ovládanie bzučiaka a LED diód BitHead z ATtiny85.

Pomocou Pluggable DevBoard naprogramujte skicu do ATtiny85.

Aby sme mohli používať knižnicu NeoPixel, musíme v sekcii Nástroje-> Hodiny zvýšiť vnútornú frekvenciu hodín z 1 MHz na 8 MHz. Kedykoľvek zmeníte frekvenciu hodín, musíte pomocou nástrojov vykonať operáciu „Burn Bootloader“, urobte to tiež teraz.

Nahrajte demo program BitHead do ATtiny85, opatrne vysuňte čip malým plochým skrutkovačom, zapojte čip (orientácia mysle) do BitHead, prepnite vypínač a ak je všetko v poriadku … JE ŽIVÉ!

Môžete sa hrať so svetlami a zvukmi. Pozrite sa, ako dlho trvá, kým sa spamätáte z cyklu „napaľte sa a naučte sa“puknúť čip dovnútra a von. Vitajte späť v osemdesiatych rokoch minulého storočia.

Krok 14: Mini-odznak BitHead PCB

Táto alternatívna aplikácia PCB s maskotom BitHead vyžaduje dve 5 mm blikajúce diódy LED pre očné buľvy namiesto dvoch NeoPixelov. Pretože diódy LED samy blikajú, nie sú potrebné žiadne riadiace obvody.

PRIPRAVTE LED diódy

Vývody dvoch LED diód majú široký hrot niekoľko milimetrov nadol od plastovej kupoly. Cez otvory v plošnom spoji je ťažké sa dostať. Odrežte zvody tesne nad širokými hrotmi, ako je znázornené na obrázku. Uistite sa, že ponecháte dostatok elektród, ktoré budú prechádzať cez dosku plošných spojov na spájkovanie.

ZADNÁ STRANA DPS

Samostatne blikajúce diódy LED vyžadujú iba jednu z dvoch svoriek batérie. Skráťte horné podložky batérie podľa obrázku. Ako skratovací vodič použite jeden z vodičov orezaný z diód LED.

Cínové všetky tri podložky do spodnej spony na mincovú bunku so spájkou. Aj keď sa na stredovú podložku nič nespájkuje, pocínovanie pomáha postaviť podložku tak, aby bol zaistený dobrý kontakt s mincovou bunkou.

Sponu na mincovú bunku nasmerujte tak, ako je to znázornené na silkscreene, a spájajte dve úchytky na svoje miesto.

PREDNÁ STRANA DPS

Orezané diódy LED starostlivo nasmerujte podľa označení „plochého bodu“na obrázku. Elektródy idú do stredu dvoch otvorov, pričom dva vonkajšie otvory zostanú nepoužité. Mierne stlačte káble k sebe, aby zodpovedali rozstupom otvorov, a potom jemne zatlačte LED na miesto.

S diódami LED a spínačom zasunutými z prednej strany dosky plošných spojov. Spájkujte ich vodiče na zadnej strane dosky plošných spojov.

DOKONČOVACIE DOTYKY

Spájané vývody zapustené do rezu zo zadnej strany DPS.

Vložte mincovú bunku.

Prepínačom niekoľkokrát zatlačte, aby sa vyčistili kontakty od nečistôt alebo oxidácie.

VOLITEĽNÉ OŠETRENIE

Pretože sa horná spona na mincové bunky nepoužíva, je tu priestor na vyvŕtanie otvoru na pripevnenie guľôčkovej retiazky alebo šnúrky.

Krok 15: Hacknite planétu

Ak sa vám tento návod páčil a chceli by ste, aby sa nám každý mesiac doručovala krabica elektronických a počítačových projektov priamo do vašej schránky, pripojte sa k nám PRIHLÁSENÍM TU.

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. Nechajte si svoje návrhy a spätnú väzbu aj naďalej. HackerBoxes sú VAŠE škatule. Urobme niečo skvelé!