HackerBox 0046: Perzistence: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Zdravím hackery HackerBox z celého světa! S HackerBox 0046 experimentujeme s perzistentními elektronickými papírovými displeji, generováním textu LED Persistence of Vision (POV), platformami mikrokontrolérů Arduino, elektronickým prototypováním a napájecími bankami dobíjecích baterií.

Tento Instructable obsahuje informace pro začátek s HackerBox 0046, 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 nadšence elektroniky a výpočetní techniky - Hardware Hackers - The Dreamers of Dreams.

HACKUJTE PLANETU

Krok 1: Seznam obsahu pro HackerBox 0046

• modul ePaper
• Arduino UNO s MicroUSB
• Dva štíty štítů UNO
• USB 18650 baterie power banka
• Rozptýlené červené 5mm LED diody
• Rezistory 560 ohmů
• Propojovací vodiče pro muže a ženy DuPont
• 9V držák baterie
• Otevřete nálepku Hardware
• Exkluzivní otevřený hardware klopa Pin

Některé další věci, které budou užitečné:

• 9V baterie
• 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: Arduino UNO

Toto Arduino UNO R3 bylo navrženo s ohledem na snadné použití. Port rozhraní MicroUSB je kompatibilní se stejnými kabely MicroUSB, jaké se používají u mnoha mobilních telefonů a tabletů.

Specifikace:

• Mikrokontrolér: ATmega328P (datový list)
• USB Serial Bridge: CH340G (ovladače)
• Provozní napětí: 5V
• Vstupní napětí (doporučeno): 7-12V
• Vstupní napětí (limity): 6-20V
• Digitální I/O piny: 14 (z toho 6 poskytuje výstup PWM)
• Piny analogového vstupu: 6
• Stejnosměrný proud na I/O pin: 40 mA
• Stejnosměrný proud pro pin 3,3 V: 50 mA
• Flash paměť: 32 KB, z toho 0,5 KB používá bootloader
• SRAM: 2 kB
• EEPROM: 1 kB
• Taktovací frekvence: 16 MHz

Desky Arduino UNO jsou vybaveny vestavěným čipem USB/Serial Bridge. U této konkrétní varianty je můstkovým čipem CH340G. Pro čipy CH340 USB/Serial jsou k dispozici ovladače pro mnoho operačních systémů (UNIX, Mac OS X nebo Windows). Najdete je pomocí výše uvedeného odkazu.

Když poprvé zapojíte Arduino UNO do USB portu vašeho počítače, rozsvítí se červená kontrolka napájení (LED). Téměř okamžitě poté začne červená uživatelská LED rychle rychle blikat. K tomu dochází, protože v procesoru je předem nainstalován program BLINK, o kterém budeme dále diskutovat níže.

Pokud ještě nemáte nainstalované Arduino IDE, můžete si jej stáhnout z Arduino.cc a pokud byste chtěli další úvodní informace k práci v ekosystému Arduino, doporučujeme vám prostudovat si pokyny pro HackerBoxes Starter Workshop.

Připojte UNO k počítači pomocí kabelu MicroUSB. Spusťte software Arduino IDE.

V nabídce IDE vyberte „Arduino UNO“v části nástroje> deska. V IDE také vyberte příslušný port USB v části nástroje> port (pravděpodobně název s „wchusb“).

Nakonec načtěte kousek ukázkového kódu:

Soubor-> Příklady-> Základy-> Blink

Toto je vlastně kód, který byl předem načten do UNO a měl by právě běžet, aby blikal červený uživatelský indikátor LED. Naprogramujte BLINK kód do UNO kliknutím na tlačítko UPLOAD (ikona šipky) těsně nad zobrazeným kódem. Pod kódem najdete informace o stavu: „kompilace“a poté „nahrávání“. Nakonec by IDE mělo indikovat „Nahrávání dokončeno“a vaše LED by měla začít znovu blikat - možná trochu jinou rychlostí.

Jakmile budete moci stáhnout původní BLINK kód a ověřit změnu rychlosti LED. Podívejte se zblízka na kód. Můžete vidět, že program zapne LED, čeká 1000 milisekund (jedna sekunda), vypne LED, čeká další sekundu a pak to udělá znovu - navždy. Upravte kód změnou obou příkazů „zpoždění (1000)“na „zpoždění (100)“. Tato úprava způsobí, že LED bliká desetkrát rychleji, že?

Vložte upravený kód do UNO a vaše LED by měla blikat rychleji. Pokud ano, gratulujeme! Právě jste hackli svůj první kousek vloženého kódu. Jakmile je verze rychlého blikání načtena a spuštěna, proč nezkusit, zda můžete kód znovu změnit, aby LED dvakrát rychle blikla, a poté počkat několik sekund, než to zopakujete? Pokusit se! A co nějaké další vzory? Jakmile uspějete při vizualizaci požadovaného výsledku, jeho kódování a pozorování, aby fungovalo podle plánu, udělali jste obrovský krok k tomu, abyste se stali integrovaným programátorem a hardwarovým hackerem.

Krok 3: Technologie zobrazení elektronického papíru

Technologie elektronického papíru, elektronického papíru, elektronického inkoustu nebo elektronického inkoustu umožňují zobrazovací zařízení, která napodobují vzhled běžného inkoustu na papíře. Zobrazení elektronického papíru je obecně trvalé v tom, že obraz zůstává viditelný i bez napájení nebo s odstraněným nebo vypnutým řídicím obvodem. Na rozdíl od konvenčních podsvícených plochých displejů, které vyzařují světlo, elektronické papírové displeje odrážejí světlo jako papír. Díky tomu je čtení mnohem pohodlnější a poskytuje širší pozorovací úhel než většina displejů vyzařujících světlo.

Kontrastní poměr se blíží novinám, přičemž nově vyvinuté displeje (od roku 2008) jsou stále o něco lepší. Ideální displej ePaper lze číst na přímém slunci, aniž by obraz vypadal.

Flexibilní elektronický papír používá poddajné plastové podklady a plastovou elektroniku pro zadní desku displeje. Mezi výrobci probíhá nepřetržitá soutěž o poskytování podpory plnobarevného elektronického papíru.

(Wikipedie)

Krok 4: Vícebarevný modul EPaper

Modul e-papíru MH-ET LIVE o velikosti 1,54 palce dokáže zobrazit černý i červený inkoust. Modul je v příkladu a dokumentaci označován jako černobílý/bílý/červený (č/b/r) displej elektronického papíru 200x200 (EPD).

Technologie displeje je mikroenkapsulovaný elektroforetický displej (MED), který používá malé koule, kde se nabité barevné pigmenty suspendují v průhledném oleji a pohybují se do pohledu v závislosti na použitých elektronických nábojích.

Obrazovka ePaper může zobrazovat vzory odrážející okolní světlo, takže funguje bez podsvícení. Dokonce i za jasného slunečního světla poskytuje obrazovka ePaper vysokou viditelnost s pozorovacím úhlem 180 stupňů.

Použití modulu MH-ET s Arduino UNO:

1. Nainstalujte Arduino IDE (pokud již není nainstalováno)
2. K instalaci knihovny Adafruit GFX použijte Správce knihoven (Nástroje-> Spravovat knihovny)
3. Pomocí Správce knihoven nainstalujte GxEPD (NOT GxEPD2)
4. Otevřete soubor-> příklady-> GxEPD> GxEPD_Example
5. Odkomentujte řádek tak, aby obsahoval GxGDEW0154Z04 (1,54 palce č/b/r 200x200)
6. Vodič UNO k EPD: Obsazeno = 7, DC = 8, Reset = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Nastavte přepínače EPD BOTH na „L“
8. Stáhněte si GxEPD_Example skicu z IDE do UNO jako obvykle

Další knihovnu s demo kódem (dodávanou od výrobce EPD) najdete zde. Všimněte si, že tato ukázky (a některé další příklady dostupné online) mají jiná přiřazení pinů, než jaká byla použita výše v příkladu GxEPD. Nejpozoruhodnější je, že kolíky 8 a 9 jsou často obráceny.

Krok 5: Prototypovací štít Arduino UNO

Prototypovací štít Arduino UNO se hodí přímo na desku Arduino UNO (nebo kompatibilní) stejně jako jakýkoli jiný štít. Prototypovací štít Arduino UNO má však ve středu oblast „perf-board“pro všeobecné použití, kde můžete pájet vlastní komponenty a vytvořit si vlastní štít. Jednoduše připájejte záhlaví ve vnějších řadách štítu tak, aby se dalo zapojit přímo na vrch UNO. Pozlacené otvory vedle záhlaví se připojují k signálům záhlaví, takže linky z UNO lze snadno připojit k vašim vlastním obvodům.

Krok 6: Sedm nastavení LED na štítu prototypu

Na podporu znázorněného obvodu lze použít štít Arduino Prototype Shield. Obvod má I/O piny 1-7 Arduina připojené k sedmi LED diodám. Každá LED je zapojena do řady s vlastním rezistorem omezujícím proud, což jsou v tomto případě odpory 560 Ohm.

Všimněte si, že krátký kolík každé LED musí být orientován na pin GND Arduina. Rezistory mohou být orientovány v obou směrech. 9V držák těsta lze připojit, aby byl projekt „přenosný“, ale musí být připojen ke kolíku Vin (ne k 5V nebo 3,3V).

Jakmile jsou zapojeny diody LED a odpory, experimentujte s náčrtem příkladu mrknutí změnou čísla pinu na různé hodnoty mezi 1 a 7.

Nakonec vyzkoušejte skicu knight_rider.ino, která je zde přiložena, pro flashback z 80. let.

Krok 7: Persistence of Vision

Perzistence vidění [VIDEO] se týká optické iluze, ke které dochází, když zrakové vnímání předmětu nějakou dobu nepřestane poté, co paprsky světla z něj vycházející přestaly pronikat do oka. Iluze je také popisována jako „retinální perzistence“, „perzistence dojmů“nebo jednoduše „perzistence“. (Wikipedie)

Vyzkoušejte skicu POV.ino, která je zde zahrnuta, v nastavení hardwaru „Seven LED“z posledního kroku. V náčrtu experimentujte s různým textem zprávy a parametry časování, abyste získali různé efekty.

Inspirace: Arduino POV Project od Ahmada Saeeda.

Fotografický kredit: Charles Marshall

Krok 8: USB 18650 baterie Power Bank

Stačí do tohoto dítěte vložit 18650 lithium-iontový článek a vytvořit si vlastní dobíjecí „power banku“pro použití s různými projekty 5V a 3V!

Tyto běžné 18650 lithium-iontové články najdete z různých zdrojů, včetně tohoto od Amazonu.

Specifikace modulu Power Bank:

• Vstup (nabíjení) Napájení: 5 až 8V přes micro USB port až 0,5A

• Výstupní výkon:

  • 5 V přes port USB typu A.
  • 3 konektory pro napájení 3V až 1A
  • 3 konektory pro napájení 5V až 2A

• LED indikátor stavu

  • Zelená = baterie nabitá
  • Červená = nabíjení)
• Ochrana baterie (přebíjení nebo přebíjení)
• POZOR: Ochrana proti přepólování neexistuje!

Krok 9: Žijte HackLife

Doufáme, že si tento měsíc užijeme dobrodružství HackerBox v oblasti elektroniky a výpočetní techniky. Oslovte a podělte se o svůj úspěch 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.