HackerBox 0036: JumboTron: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento měsíc zkoumají hackeři HackerBox jumbo LED maticové displeje, jednočipové počítače ESP32 a ovládání her joystickem. Tento Instructable obsahuje informace pro začátek s HackerBoxem #0036, který lze zakoupit zde do vyprodání zásob. Pokud byste také chtěli každý měsíc dostávat HackerBox přímo do své poštovní schránky, přihlaste se k odběru na HackerBoxes.com a připojte se k revoluci!

Témata a vzdělávací cíle pro HackerBox 0036:

• Nakonfigurujte Arduino IDE, aby naprogramovalo ESP32
• Vstupy pro ovládání joysticku a tlačítka
• Připojte data a napájení k LED panelům JumboTron
• Programujte různé aplikace využívající maticové displeje

HackerBoxes je služba měsíčního předplatného pro elektroniku a počítačovou technologii pro kutily. Jsme fandové, tvůrci a experimentátoři. Jsme snílci snů. ZRUŠTE PLANETU!

Krok 1: HackerBox 0036: Obsah krabice

• Matice P3 RGB LED s 64 x 32 pixely
• Vývojová rada ESP32
• Herní ovladač s joystickem
• Napájecí svazek pro LED matici
• Propojky DuPont Žena-Žena 20 cm
• Exkluzivní HackerBoxes Glider Koozie
• Exkluzivní retro obtisk umění Atari pro fanoušky

Některé další věci, které budou užitečné:

• Napájení 5 V DC (2-4 A)
• 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. Všichni se rádi učíme novým technologiím a doufejme, že vytváříme skvělé projekty. Udělejte každý krok pomalu, pamatujte na detaily a nebojte se požádat o pomoc.

Ve FAQ HackerBoxes existuje velké množství informací o aktuálních i potenciálních členech.

Kluzák je vzor, který se v Conwayově hře o život šíří po celé ploše. Byl volně přijat jako znak reprezentující hackerskou kulturu, protože mobilní automat Game of Life oslovuje hackery a koncept kluzáku se zrodil téměř ve stejnou dobu jako internet a Unix. Můžete naprogramovat Conwayovu hru života na 64x32 LED matici?

Krok 2: ESP32 a Arduino IDE

ESP32 je počítač s jedním čipem. Je vysoce integrovaný a nabízí 2,4 GHz Wi-Fi a Bluetooth. ESP32 integruje přepínač antény, RF balun, výkonový zesilovač, zesilovač s nízkým šumem, filtry a moduly pro správu napájení. Celé řešení tak zabírá minimální plochu plošných spojů (PCB).

Existuje několik typů vývojových desek ESP32. Zde použitý je variací na „DOIT ESP32 DevKit“. Většina I/O pinů je vybrána do konektorů na obou stranách pro snadné propojení. V modulu je integrován čip rozhraní USB a regulátor napětí. ESP32 je podporován v rámci ekosystému Arduino a IDE, což je velmi rychlý a snadný způsob práce s ESP32.

Úložiště Arduino ESP32 github obsahuje pokyny k instalaci pro Linux, OSX a Windows. Klikněte na tento odkaz a postupujte podle pokynů, které odpovídají operačnímu systému ve vašem počítači.

PROGRAMOVÁNÍ ROZVOJOVÉ RADY

Chcete -li před pokračováním vyzkoušet, zda je IDE správně nakonfigurováno, načtěte příklad BLINK a začněte blikat integrovanou LED. Změňte hodnoty zpoždění a vyzkoušejte různé frekvence blikání a ujistěte se, že se kód efektivně načítá na desku ESP32.

Při programování ESP32 stiskněte a podržte tlačítko „BOOT“na vývojové desce ESP32, než stisknete tlačítko pro odeslání na Arduino IDE. Jakmile se na Arduino IDE objeví zpráva „Connecting _ _ _…“, můžete uvolnit tlačítko „BOOT“a programování by mělo začít.

Krok 3: Herní ovladač s joystickem

Tento „herní panel“herního ovladače obsahuje analogové joystickové ovládání a čtyři tlačítka. Jeho velikost a tvar jsou vhodné pro ruční provoz.

Analogové řízení polohy je založeno na dvou potenciometrech (jeden pro x a jeden pro y), které jsou zapojeny ve standardní konfiguraci „dělič napětí“. V souladu s tím musí být OUTX a OUTY čteny jako analogové hodnoty a vhodně upraveny podle ukázkového kódu. OUTZ a čtyři tlačítka jsou jednoduché digitální přepínače zapnutí/vypnutí, které se při aktivaci normálně vznáší a zkratují na GND.

Desku lze připojit k ESP32 pomocí propojek DuPont na následujících pinech:

Herní ovladač ESP32

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

Na těchto přiřazení pinů není nic zvláštního, ale jsou to ty, které jsou použity v demo kódu. Vzhledem k tomu, že určité IO piny na ESP32 jsou pouze na výstupu, možná budete chtít zachovat jednoduchost a použít stejné hodnoty.

Krok 4: Panel 64x32 RGB LED Matrix P3

S 2048 plnobarevnými RGB LED diodami je tato matice jako váš osobní „mini“jumbotronový displej. Tyto panely jsou ve skutečnosti stejného typu, jaký se používá u jumbo LED displejů, jak pravděpodobně poznáte z průmyslového silového svazku. LED diody jsou umístěny na rastru 3 mm (odtud označení P3). Jsou poháněny rychlostí skenování 1:16.

Pro IDE Arduino budeme používat knihovnu PxMatrix. Pokračujte a nainstalujte si tuto knihovnu hned teď. Na tomto odkazu je také spousta podrobností provozní teorie, pokud vás to zajímá.

Na zadní straně panelu LED Matrix jsou tři konektory. Patří sem dva 16kolíkové duální záhlaví (označené IN a OUT) a také malá napájecí hlavička. K nim lze připojit tři různé sady vodičů, jak je popsáno níže.

JEMNÉ propojky od DATA IN do DATA OUT

DOVNITŘ VEN

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NINE propojek 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

Power Harness

Poskytnutý napájecí kabel musí být připojen k napájení 5 V DC. Pokud plánujete rozsvítit všechny LED diody na plný jas, panel bude čerpat přibližně 4A. Pokud máte slušnou „dodávku na lavičce“, měla by platit pro poskytnutí 4A. Pro typický průměrný provoz může stačit 2A. Například jsme testovali 2,5A USB powerbanku (bateriový modul), která fungovala dobře. Na místo šroubovacích výstupků na kabelovém svazku jsme připájili USB konektor, který umožnil jeho připojení k USB powerbance.

Na kabelovém svazku jsou dvě čtyřpólové záhlaví. Ty slouží k napájení dvou panelů. Pokud chcete věci uklidit, lze jeden ze záhlaví odstranit. Ujistěte se, že jste ořízli konce řezaného drátu (páskou nebo hadičkou), abyste zabránili zkratu napájení.

Společný napájecí zdroj pro LED panel a ESP32

Odřízněte jeden konec propojky DuPont. Odizolujte a pocínujte drát a připojte jej k červené linii postroje. Snadnou možností je použít jeden z řádků, kde jsme odstranili extra čtyřpinový napájecí konektor. Opět nezapomeňte zabalit napájecí spojky, aby nedošlo ke zkratu. Poté, co je ESP32 naprogramován a odpojen kabel USB, lze zásuvku DuPont na druhém konci spojeného vodiče umístit na pin VIN (nikoli na kolík 3V3) desky ESP32. To bude napájet desku ESP32 a matici LED ze stejného zdroje 5V, což zajistí těsnou a přenosnou konfiguraci pro provoz na baterie.

Krok 5: Matrix Demo Prog

Naprogramujte přiložený náčrt jumbotrondemo.ino do ESP32.

Ujistěte se, že je nainstalována knihovna PxMatrix.

Čtyři režimy demo programu se volí pomocí K1 - K4. Kód by měl být docela samozřejmý pro rozšíření do vašich vlastních projektů.

Krok 6: 1 2 3 Jděte

Co budete dělat s barevným displejem a herním ovladačem 64x32? Začněte brainstormingem s nějakou inspirací z jiných ukázkových projektů…

• Projekt Morphing Digital Clock
• Zdroje pro zobrazení matice Adafruit
• Instrukovatelné pomocí LED maticových projektů
• Přidejte ovládání Android BLE
• Co takhle pěkná hra Tetris?
• Hry CHIP-8 (původně pro displeje 64x32)
• Knihovna pro použití s ESP32 IDF (ne Arduino)
• Deset skvělých kutilských elektronických her od WIRED

Zašlete prosím odkaz na svůj projekt, abychom jej mohli sdílet s ostatními níže:

• Physics Toy od JeffG
• Hadová hra od Collene
• Go Fast Turn Left Game from ppervink
• Kryptoměnový ticker od ananseMugen
• Vánoční odpočítávací hodiny od rznazn

Krok 7: HACKUJTE PLANETU

Pokud se vám tento Instructable líbil a chtěli byste, aby se každý měsíc na vaši poštovní schránku snesla skvělá krabice hackovatelné elektroniky a počítačových technologií, připojte se k revoluci procházením na HackerBoxes.com a přihlaste se k odběru našeho měsíčního boxu s překvapením.

Oslovte a podělte se o svůj úspěch v níže uvedených komentářích nebo na facebookové stránce HackerBoxes. Určitě nám dejte vědět, pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete s čímkoli pomoci. Děkujeme, že jste součástí HackerBoxes!