HackerBox 0043: Falkenovo bludiště: 9 kroků

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

Zdravím hackery HackerBox z celého světa! HackerBox 0043 nám přináší integrované streamování z webové kamery, obvody kondenzátorů, sestavy naklápění mikro servo a mnoho dalšího. Tento Instructable obsahuje informace pro začátek s HackerBox 0043, 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!

Témata a vzdělávací cíle pro HackerBox 0043:

• Konfigurujte ESP32-CAM pro Arduino IDE
• Naprogramujte ukázku webové kamery pro ESP32-CAM
• Změřte keramické kondenzátory
• Sestavte analogový cyklistický odznak LED
• Prozkoumejte mikro servo a výklopné sestavy

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 0043

• Modul ESP32-CAM
• Arduino Nano 5V 16Mhz
• Sestava naklápění se dvěma mikro servy
• Modul sériového adaptéru USB FT232RL
• Napájecí modul USB 5V a 3,3V
• Sada keramického kondenzátoru
• Odznak WOPR - Pájecí sada
• Dvě lithiové mince CR2032
• Miniaturní pájecí deska bez pájky
• Ženské a ženské propojky DuPont
• MiniUSB kabel
• Samolepka Java
• Exkluzivní hra HackerBoxes Falken's Maze
• Exkluzivní obtisk inspirovaný WarGames

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: Jděte doprava Falkenovým bludištěm

Falken’s Maze: The Game Theory, Computer Science, and the Cold War Inspirations for WarGames

„Zvláštní hra. Jediným vítězným tahem je nehrát. Co takhle pěknou šachovou partii?“

-1983 Filmové válečné hry

Krok 3: Režimy zapojení ESP32-CAM

Modul ESP32-CAM kombinuje modul ESP32-S, kameru OV2640, slot pro kartu microSD, LED blesk a několik I/O pinů. ESP32-CAM vám umožňuje nastavit bezdrátové streamování videa, poskytovat rozhraní webového serveru, integrovat bezdrátovou sledovací kameru do vašeho systému domácí automatizace, provádět detekci/rozpoznávání obličejů a mnoho dalšího.

Nainstalujte kameru: Konektor kamery na ESP32 je bílý slot s tmavší hnědou nebo černou západkou na okraji. Tmavá západka se odklápí dolů od desky plošných spojů směrem k bílé části konektoru. Po otevření se flex konektor zasune do bílého slotu objektivem směrem ven. Nakonec se tmavý západek zatlačí zpět dolů do konektoru slotu. Objektiv má ochranný krycí list, který lze před použitím odlepit.

PROGRAMOVACÍ REŽIM

Chcete-li naprogramovat ESP32-CAM, zapojte sériový adaptér FT232RL USB podle obrázku. Nezapomeňte nastavit propojku napájení na USB sériovém adaptéru FT232RL na 3,3 V. Zkrat mezi piny IO0 a GND se používá k uvedení ESP32 do programového režimu. Tento vodič lze odebrat, aby se ESP32 mohl spustit v režimu spuštění.

REŽIM WEBCAM

Po naprogramování musí mít ESP32-CAM připojeno pouze 5 V a GND. Lze použít modul napájecího zdroje USB nebo jakýkoli jiný zdroj 5 V schopný poskytnout dostatečný proud.

PODPORA SÉRIOVÉHO MONITORU

Chcete-li spustit ESP32-CAM, když je stále připojen k USB (například pro zobrazení výstupu sériového monitoru), jednoduše připojte oba moduly současně, jak je zde zobrazeno, ale po dokončení programování odeberte uzemnění IO0. To umožní ESP32 spouštět a používat USB/sériové připojení a zároveň poskytovat dostatek proudu přes 5V pin pro plné napájení ESP32. Bez napájení 5 V nebude výstup 3,3 V FT232RL plně napájet ESP32 a dojde k chybě „Brownout“.

Krok 4: Server pro streamování webové kamery ESP32-CAM

1. Zkontrolujte, zda je propojka napájení modulu FT232RL nastavena na 3,3 V.
2. Pokud ještě není nainstalován, uchopte Arduino IDE
3. Postupujte podle pokynů k instalaci balíčku podpory ESP32 Arduino IDE Board
4. V IDE Tools nastavte Board na ESP32 Wrover Module
5. V IDE Tools nastavte Partition Scheme na Huge APP
6. V nástrojích IDE nastavte Port na sériový adaptér USB FT232RL
7. V souborech IDE otevřete Příklady> ESP32> Kamera> CameraWebServer
8. Změnit model kamery #define na „CAMERA_MODEL_AI_THINKER“
9. Změňte řetězce SSID a hesla tak, aby odpovídaly vaší síti WiFi
10. Zkompilovat a nahrát upravený příklad
11. Odstraňte propojku IO0
12. Zkontrolujte, zda je také připojeno napájení 5V, nebo se ESP32 může „vypnout“
13. Otevřete sériový monitor (115200 baudů)
14. Stiskněte tlačítko reset na modulu ESP32-CAM
15. Zkopírujte IP adresu z výstupu Serial Monitor
16. Vložte IP adresu do webového prohlížeče
17. Mělo by se zobrazit rozhraní webové kamery ESP32-CAM
18. V rozhraní webové kamery klikněte na tlačítko „Spustit stream“

Krok 5: Keramické kondenzátory

Keramický kondenzátor je kondenzátor s pevnou hodnotou, kde keramický materiál funguje jako dielektrikum. Je vyroben ze dvou nebo více střídajících se vrstev keramiky a kovové vrstvy, která působí jako elektrody. Složení keramického materiálu definuje elektrické chování kondenzátoru. (Wikipedie)

Circuit Basics má užitečnou diskusi pokrývající měření kapacity včetně několika příkladů měření kondenzátorů pomocí hardwaru a programů Arduino. Přejděte dolů do části s nadpisem „KAPACITANČNÍ MĚŘIČ PRO KAPACITORY 470 UF AŽ 18 PF“, kde najdete demo, které lze použít s typem keramických kondenzátorů v sadě Ceramic Capacitor Kit. Zatímco demo zobrazuje Arduino UNO, lze použít také Arduino Nano. Po nastavení Arduino IDE k programování Arduino Nano jednoduše vložte z odkazované stránky do IDE „KÓD PRO VÝSTUP SÉRIOVÉHO MONITORU“a zkompilujte/stáhněte vložený kód do Nano.

Další informace o konfiguraci a programování Arduino Nano najdete v online příručce pro HackerBoxes Starter Workshop.

Krok 6: Sada odznaků WOPR

Tento odznak WOPR je vybaven osmnácti LED diodami s barevným cyklem, které jsou plně ovládány analogovými oscilátory s časovaným kondenzátorem. Předchozí příklady HackerBox používaly tento typ analogového obvodu pro podobné aplikace s blikáním LED. Tento design nám připomíná, že k získání zajímavých výsledků nejsou vždy vyžadovány mikrokontroléry, stejně jako je milujeme. Kompletní sestavu desky plošných spojů lze nosit jako blinky odznak LED.

Obsah sady:

• Vlastní deska s plošnými spoji WOPR
• Dva sponky na mince CR2032
• Šest červených 3mm LED diod
• Šest oranžových 3mm LED diod
• Šest zelených 3mm LED diod
• Tři tranzistory 9014 NPN
• Tři kondenzátory 22uF
• Tři odpory 1K ohm (hnědočerná-červená)
• Tři 10K ohmové rezistory (hnědočerno-oranžové)
• Posuvný přepínač
• Dva rozdělené prsteny

Konstrukce obsahuje tři kaskádové oscilátory pro ovládání barevného cyklu LED. Každý z 10K odporů a 22uF kondenzátorů tvoří RC oscilátor, který periodicky tlačí související tranzistor. Tři RC oscilátory jsou kaskádově zapojeny do řetězce, aby se nedostaly do fáze mimo fázi, což způsobí, že blikání vypadá náhodně kolem desky. Když je tranzistor „zapnutý“, proud prochází jeho bankou 6 LED a jejich odporem omezujícím proud 1 K, což způsobí, že tato skupina 6 LED bliká.

Tento příklad obsahuje pěkné vysvětlení tohoto konceptu analogového oscilátoru pomocí jednoho stupně (jeden oscilátor a jeden tranzistor).

Krok 7: Sestava sady odznaků WOPR

VELMI DŮLEŽITÁ POZNÁMKA O ORIENTACI KOMPONENTU: Odznak vypadá nejlépe, když je sestaven s průchozími součástmi na „přední straně“desky plošných spojů, kde je zobrazena kresba WOPR. Obrysy součástí jsou však na zadní straně a ty určují správnou orientaci součástí. To může být obzvláště matoucí s ohledem na tranzistory TO-92, které by měly být zasunuty z přední strany desky plošných spojů plochou částí nahoru, která se překlopí z požadované orientace, pokud je vložena ze zadní části desky plošných spojů. Tranzistory TO-92 lze také položit rovným povrchem na přední stranu desky plošných spojů, jak je znázorněno na příkladu.

Všimněte si, že existují dvě různé hodnoty odporů. Nejsou zaměnitelné. Rezistory nejsou polarizované. Mohou být vloženy v obou směrech.

Všimněte si, že existují tři „banky“LED diod D1-D6, D7-D12 a D13-D18. Každá banka by měla mít všechny jednu barvu, aby se vyrovnalo aktuální zatížení a také pro pěkný vizuální efekt. Například LED diody D1-D6 mohou být všechny (R) ED, D7-D12 všechny (G) REEN a D13-D18 všechny (O) RANGE.

Kondenzátory jsou polarizované. Všimněte si „+“na sítotisku PCB. Označení „-“(a krátký kolík) na kondenzátoru by mělo být vloženo do DALŠÍHO otvoru.

LED diody jsou také polarizované. Všimněte si ploché strany LED zobrazené na sítotisku PCB. Krátký pin (katoda nebo záporný vodič) LED by měl být v otvoru nejblíže „ploché straně“silkscreenu LED.

Pájkou zcela pocínujte všechny tři podložky pro každou sponku na knoflíkové články. Přestože se ke středovým polštářkům nic nepájí, pocínování pomáhá vytvořit podložku, aby byl zajištěn dobrý kontakt s příslušnou mincovou buňkou.

Po pájení několikrát přepněte spínač, aby se kontakty vyčistily od nečistot nebo oxidace.

Během nošení odznaku WOPR dávejte pozor, abyste nezkratovali dva klipy mincových buněk dohromady.

Krok 8: Sestava Micro Servo Pan-Tilt

Sestava Pan-Tilt se skládá ze dvou mikro serv, čtyř mechanických prvků z lisovaného plastu a rozmanitého hardwaru. Sestavu je možné zakoupit u společnosti Adafruit, kde také najdete skvělý průvodce ilustrující, jak montáž funguje.

Servo knihovnu Arduino lze použít k ovládání jednoho z mikro serv pro posunutí sestavy kolem její středové osy a druhé mikro servo pro naklonění sestavy nahoru a dolů. This Instructable provides a detailed example for positioning the two servos using Arduino code.

Sestavu Pan-Tilt lze použít k umístění displejů, laserů, světel, kamer nebo čehokoli. Jako obvykle se podívejme, s čím přijdete!

Zajímavou výzvou, pokud jste na to, je přidat do webového rozhraní příkladu „CameraWebCamera“dva posuvné ovladače (otáčení a naklánění), které posunou parametry polohy do firmwaru ESP32-CAM, který zase nastaví dvě serva na umístěte webovou kameru při streamování.

Krok 9: Žiji HackLife

Doufáme, že jste si užili tento měsíc plavbu do elektroniky a výpočetní techniky. Oslovte a podělte se o svůj úspěch v níže uvedených komentářích nebo na facebookové skupině HackerBoxes. Určitě nám dejte vědět, pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete s čímkoli pomoci.

Připojte se k revoluci. Žijte HackLife. Můžete si každý měsíc nechat doručit skvělou krabici hacknutelných projektů elektroniky a počítačové techniky přímo do vaší poštovní schránky. Stačí procházet na HackerBoxes.com a přihlásit se k měsíční službě HackerBox.