HackerBox 0052: Freeform: 10 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Zdravím hackery HackerBox z celého světa! HackerBox 0052 zkoumá vytváření soch volných tvarů obvodů včetně příkladu LED chaser a vašeho výběru struktur založených na WS2812 RGB LED modulech. Arduino IDE je nakonfigurováno pro Arduino Nano a experimentujeme s programováním mikrokontrolérů ATtiny85 pro naše volné tvary pomocí Arduino Nano. Stroje mysli jsou testovány k trénování mozkových vln pro relaxaci, kreativitu a meditaci. Přepínače MOSFET jsou zkoumány pro ovládání vysoce proudových zátěží pomocí jednoduchých IO pinů mikrokontroléru.

Tato příručka obsahuje informace, jak začít s HackerBox 0052, který lze zakoupit zde do vyprodání zásob. Pokud byste chtěli každý měsíc dostávat HackerBox přímo do své schránky, přihlaste se k odběru na HackerBoxes.com a připojte se k revoluci!

HackerBoxes je služba měsíčního předplatného pro hardwarové hackery a nadšence do elektroniky a výpočetní techniky. Připojte se k nám a žijte HACK LIFE.

Krok 1: Seznam obsahu pro HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Dvacet WS2812B RGB LED modulů
• Mikrokontrolér ATtiny85 DIP8
• USB LED lampa (barvy se liší)
• Čip časovače 555
• Čip čítače CD4017
• Bezpájecí prkénko 400 bodů
• Měděný tvarovací drát 18G
• USB kabel samec-samice
• Stereo 3,5 mm kabel male-female
• Stereo 3,5 mm konektor PCB
• Dva AOD417 P-Channel MOSFETy
• Dva AOD514 N-Channel MOSFETy
• 100K potenciometr
• 10K potenciometr Dual Gang
• Patnáct zelených 5mm LED diod
• 9V spona na baterie s drátovými vývody
• Tři 10uF elektrolytické kondenzátory
• Jeden 1uF elektrolytický kondenzátor
• Dvě zásuvky pro čip DIP8
• Jedna zásuvka na čip DIP16
• Rezistory: 680R, 1,5K a 4,7K Ohm
• Samolepka hackera na klávesnici
• Samolepka hackera Phish Hook
• Exkluzivní sportovní sluneční brýle HackerBox

Některé další věci, které budou užitečné:

• Páječka, pájka a základní pájecí nástroje
• Počítač pro spouštění softwarových nástrojů

A co je nejdůležitější, budete potřebovat smysl pro dobrodružství, hackerského ducha, trpělivost a zvědavost. Vytváření a experimentování s elektronikou, i když je velmi přínosné, může být občas ošidné, náročné a dokonce frustrující. Cílem je pokrok, ne dokonalost. Když vytrváte a užíváte si dobrodružství, lze z tohoto koníčku odvodit velké uspokojení. Udělejte každý krok pomalu, pamatujte na detaily a nebojte se požádat o pomoc.

Ve FAQ HackerBoxes je k dispozici velké množství informací pro současné i potenciální členy. Téměř všechny e-maily netechnické podpory, které dostáváme, jsou zde již zodpovězeny, takže si velmi vážíme toho, že jste si přečetli FAQ několik minut.

Krok 2: Volné obvody

Jak je popsáno v tomto Hackadayově záznamu, technika sestavování obvodů bez podkladu má mnoho názvů: flywire, deadbug, point-to-point wiring nebo volné obvody. Někdy se tato technika používá pro praktické účely, jako je oprava post-produkčních chyb návrhu, ale pravděpodobně zajímavější je, že se používá k vytváření umění z elektronických obvodů.

Volně tvarovaná elektronika, obvykle postavená z měděného drátu, hliníkové pažby nebo mosazných tyčí, nabývá různých podob a může být úžasně krásná a kreativní, jak je vidět na těchto příkladech …

• Volná elektronika jako umění
• Mrtvý prototyp prototypu a volná elektronika
• Electronics Artwork of Peter Vogel
• LED šperky
• Eirik Brandal Elektronické sochy
• Sochařské syntetické obvody
• Mohit Bhoite Video prezentace z Hackaday Supercon
• Hackaday Circuit Sculture Contest
• Kostra Sledujte video

Proč se nepodělit o nějaké obrázky a nápady svých vlastních pokusů o volné tvarování obvodů?

Krok 3: Freeform LED Chaser

Zajímavým obvodem pro váš první pokus o volnou formu sochy je LED Chaser, jako je zobrazen v tomto videu.

Drát 18 měřidla lze na místo vytvarovat ručně nebo pomocí kleští.

Těžší části, jako je 9V baterie nebo potenciometr, lze umístit ve spodní části konstrukce, aby byla zajištěna stabilní základna.

Pro dva IC čipy lze použít DIP zásuvky, aby nedošlo k poškození teplem při pájení.

Krok 4: Arduino Nano

Arduino Nano je jedním z oblíbených modulů MCU. Používáme je pro různé experimenty a systémy pro kutily.

Přiložená deska Arduino Nano obsahuje kolíky záhlaví, které nejsou připájeny k modulu. Nechte piny prozatím vypnuté. Před pájením na kolících záhlaví proveďte počáteční testy na modulu Arduino Nano. Vše, co je potřeba, je kabel MiniUSB a deska Arduino Nano, jak je, vychází z tašky.

Pokud jste v poslední době nepoužívali Arduino Nano, podívejte se do Příručky k HackerBox 0051, kde najdete informace o Arduino IDE, čipu USB/sériovém mostu CH340G a o tom, jak provést počáteční ověření skici „mrknutím“modulu Arduino Nano a řetěz nástrojů. Po kontrole všeho ven, připájení kolíků záhlaví na Nano.

Pokud byste chtěli další úvodní informace pro práci v ekosystému Arduino, podívejte se do Průvodce pro úvodní workshop HackerBoxes, který obsahuje několik příkladů a odkaz na učebnici Arduino PDF.

Krok 5: Programování ATtiny85 MCU pomocí Arduino Nano

Toto video ukazuje, jak rychle použít Arduino Nano (se systémem ArduinoISP) a jeden kondenzátor k programování mikrokontroléru ATtiny85 z Arduino IDE.

Krok 6: Freeform RGB LED moduly

Moduly RGB LED (založené na komponentách WS2812B) jsou skvělým prostředkem pro SNÍMÁNÍ OKRUHU ZDARMA, zejména pokud jsou poháněny 8pinovým MCU ATtiny85. Lze pájet různé struktury a do MCU programovat kreativní světelné/barevné vzory.

Pro náš příklad jsme nainstalovali do FastLED knihovny v Arduino IDE.

Začněte jednoduchým náčrtem:

Příklady> FastLED> ColorPalette

Stačí změnit:

#define LED_PIN na jakýkoli IO pin použitý pro LED „data in“

#define NUM_LEDS pro mnoho LED diod je v řetězci

#definujte BRIGHTNESS na hodnotu kolem 10–15, abyste šetřili energii

a

#define LED_TYPE na WS2812B

Krok 7: Mind Machines

Podle wikipedie jsou Mind Machines také známé jako „Brain Machines“nebo „Light and Sound Machines“.

Mind Machines obvykle využívají pulzující rytmický zvuk a blikající světla ke změně frekvence mozkových vln uživatele. To může navodit hluboké stavy relaxace, koncentrace a v některých případech změněné stavy vědomí, které byly srovnávány se stavy získanými z meditace a šamanského průzkumu.

Mind Machines mohou generovat signály pro pulzující světla zabudovaná v brýlích, které nosí uživatel, který se zavřenýma očima sleduje světla přes víčka.

Mind Machines také generuje zvukový podnět včetně binaurálních úderů, které jsou vnímány na základě rozdílu ve frekvenci, když jsou posluchači dichoticky prezentovány dvě různé čisté sinusové vlny (jedna skrz každé ucho). Pokud je například čistý zvuk 530 Hz prezentován pravému uchu subjektu, zatímco čistý tón 520 Hz je prezentován levému uchu subjektu, posluchač bude vnímat sluchovou iluzi třetího tónu. Třetí zvuk se nazývá binaurální rytmus a v tomto případě by měl vnímanou výšku korelující s frekvencí 10 Hz, což je rozdíl mezi čistými tóny 530 Hz a 520 Hz prezentovanými každému uchu.

DŮLEŽITÉ BEZPEČNOSTNÍ UPOZORNĚNÍ:

Rychle blikající světla mohou být nebezpečná pro osoby s fotosenzitivní epilepsií nebo jinými nervovými poruchami. Pokud jste citliví na blikající světla nebo máte v anamnéze epilepsii, záchvaty nebo jiné nervové poruchy, vyhýbejte se takovým zařízením nebo jakýmkoli jiným projektům s blikajícími světly.

Krok 8: DIY Mind Machine Platform

Platformu Mind Machine lze sestavit, jak je zde ukázáno, pomocí Arduino Nano naprogramovaného pomocí přiložené skici mind_demo. Skica trénuje pro 9Hz Alpha Brainwaves pomocí světel a binaurálních úderů. Alpha Brainwaves může podporovat hlubokou relaxaci, jak je zde diskutováno. Kód lze změnit a rozšířit a prozkoumat další frekvence mozkových vln nebo tréninkové vzorce.

Všimněte si, že mind_demo vyžaduje dvě knihovny: FastLED a ToneLibrary, obě lze najít pomocí Nástroje> Spravovat knihovny v Arduino IDE. Je vyžadována speciální knihovna tónů, protože standardní funkce tónů Arduino nemůže generovat dva různé tóny najednou.

Dva z modulů WS2812B (v řetězci dvou) jsou prefektem pro umístění do brýlových čoček. Lze je připojit k obvodu ovladače pomocí 3,5 mm audio kabelu. 3,5 mm audio kabel lze oříznout v blízkosti samičího konce. Samičí konec je zapojen do obvodu MCU a dlouhý kabel s mužským koncem může být připojen k LED diodám v brýlích. Díky tomu je pro LED brýle pěkné připojitelné rozhraní.

Některé lepicí pásky nebo kyanoakryláty fungují skvěle k připevnění LED diod do brýlí. Horké lepidlo se obvykle obtížně lepí na hladké plastové čočky jako sluneční brýle. Pokud chcete, aby vaše exkluzivní odstíny HackerBox byly skutečnými odstíny, stačí, když se obětujete tomuto projektu.

Dvoupásmový zvukový obvod funguje dobře pro ovládání standardních sluchátek nebo sluchátek zapojených do 3,5mm konektoru desky plošných spojů.

Krok 9: MOSFETy pro přepínání silnoproudých zátěží

Chtěli jste někdy ovládat zařízení, která odebírají více proudu, než je podporováno IO piny na vašem MCU? Co takhle ovládat zařízení s jiným napětím než MCU?

Toto video Andreas Spiess stojí za zhlédnutí. Andreas prochází (většinou) krvavými detaily určování, jaké typy tranzistorů bychom měli mít po ruce, abychom mohli přepínat výkonové zátěže z našich digitálních/MCU projektů. Snižuje to na to, že:

N-kanálové FET pro přepínání nízkoúrovňových zátěží a

P-Channel FET pro přepínání bočních zátěží.

Několik z nich je součástí experimentu se zapínáním a vypínáním zátěže USB (LED lampa). Odřízněte prodlužovací kabel USB. Pomocí P-Channel FET (D a S piny) přepněte červený vodič (horní strana). NEBO použijte N-Channel FET (D a S piny) k přepnutí černého vodiče (spodní strana). Připojte řídicí signál MCU přes jeden z odporů 680 ohmů ke kolíku brány (G) FET a ovládejte! Vyzkoušejte také „kouzelné ruce“na kolíku G, jak ukazuje video. Všimněte si, že „kouzelné ruce“fungují pouze v jednom směru, ale rychlý zkrat brány na 5V nebo GND přepne přepínač FET.

Po experimentování s těmito scénáři napájení USB pro přepínání FET můžete dva USB „pigtaily“znovu použít tak, že na červený a černý vodič umístíte aligátorové klipy. Stranu USB zásuvky lze připnout na 5V zdroj a poté použít k napájení jakéhokoli USB zařízení, které zapojíte do zásuvky. Stranu s konektorem USB lze použít k napájení klipů (a bez ohledu na to, ke kterým jsou klipy připojeny) z jakéhokoli zdroje USB nebo ze zdi. Tyto copánky z aligátorového klipu jsou užitečné pro různé scénáře testů a měření, takže je možná budete chtít mít po ruce na pracovním stole.

Krok 10: Gotta Wear Shades

Budoucnost elektroniky, výpočetní techniky a informační bezpečnosti je tak jasná, že musíte nosit odstíny HackerBox.

Nezapomeňte sdílet své projekty HackerBox 0052 v níže uvedených komentářích nebo na facebookové skupině HackerBoxes. Pamatujte také, že pokud máte dotaz nebo potřebujete pomoc, můžete kdykoli poslat e -mail na adresu [email protected].

Co bude dál? Připojte se k revoluci. Žijte HackLife. Nechte si každý měsíc doručit skvělou krabici hackerského vybavení přímo do vaší poštovní schránky. Procházejte stránky HackerBoxes.com a zaregistrujte se k odběru měsíčního předplatného HackerBox.