HackerBox 0052: Vapaa muoto: 10 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tervehdys HackerBox -hakkereille ympäri maailmaa! HackerBox 0052 tutkii vapaamuotoisten piiriveistosten luomista, mukaan lukien LED -etsintäesimerkki ja valitsemasi rakenteet WS2812 RGB LED -moduulien perusteella. Arduino IDE on määritetty Arduino Nano -käyttöjärjestelmää varten ja kokeillaan ATtiny85 -mikrokontrollerien ohjelmointia vapaamuotoisille veistoksillemme Arduino Nano -laitteella. Mielikoneet on testattu harjoittamaan aivoaaltoja rentoutumista, luovuutta ja meditaatiota varten. MOSFET -kytkimiä tutkitaan suurten virtakuormien ohjaamiseen yksinkertaisten mikro -ohjaimen IO -nastojen avulla.

Tämä opas sisältää tietoja HackerBox 0052: n käytön aloittamisesta, ja sen voi ostaa täältä niin kauan kuin tavaraa riittää. Jos haluat saada tällaisen HackerBoxin suoraan postilaatikkoosi joka kuukausi, tilaa HackerBoxes.com ja liity vallankumoukseen!

HackerBoxes on kuukausittainen tilauslaatikkopalvelu laitteistohakkereille ja elektroniikan ja tietotekniikan harrastajille. Liity meihin ja elä HACK LIFE.

Vaihe 1: Sisältöluettelo HackerBox 0052: lle

• Arduino Nano
• Kaksikymmentä WS2812B RGB LED -moduulia
• ATtiny85 DIP8 -mikro -ohjain
• USB -LED -lamppu (värit vaihtelevat)
• 555 Ajastinsiru
• CD4017 Laskuri
• Juotoslevy 400 pistettä
• Kupari vapaamuotoinen veistoslanka 18G
• USB-uros-naaraskaapeli
• 3,5 mm: n stereokaapeli, uros-naaras
• Stereo 3,5 mm: n PCB -liitin
• Kaksi AOD417 P-kanavaista MOSFETia
• Kaksi AOD514 N-kanavaista MOSFETia
• 100K potentiometri
• 10K Dual-Gang -potentiometri
• Viisitoista vihreää 5 mm: n LEDiä
• 9 V: n akkupidike johdoilla
• Kolme 10uF elektrolyyttikondensaattoria
• Yksi 1uF elektrolyyttikondensaattori
• Kaksi DIP8 -siruliitintä
• Yksi DIP16 -siruliitin
• Vastukset: 680R, 1,5K ja 4,7K ohmia
• Näppäimistö Warrior Hacker -tarra
• Phish Hook Hacker -tarra
• Ainutlaatuiset HackerBox Sport -lasit

Muutamia muita asioita, joista on apua:

• Juotosrauta, juote ja perusjuottotyökalut
• Tietokone ohjelmistotyökalujen suorittamiseen

Mikä tärkeintä, tarvitset seikkailutunnetta, hakkerihenkeä, kärsivällisyyttä ja uteliaisuutta. Elektroniikan rakentaminen ja kokeileminen, vaikkakin erittäin palkitsevaa, voi olla hankalaa, haastavaa ja jopa turhauttavaa toisinaan. Tavoitteena on edistyminen, ei täydellisyys. Kun jatkat ja nautit seikkailusta, tästä harrastuksesta voi saada paljon tyydytystä. Ota jokainen askel hitaasti, muista yksityiskohdat ja älä pelkää pyytää apua.

HackerBoxesin usein kysytyissä kysymyksissä on runsaasti tietoa nykyisille ja tuleville jäsenille. Lähes kaikkiin saamiimme ei-teknisen tuen sähköpostiviesteihin on jo vastattu siellä, joten arvostamme todella, että käytät muutaman minuutin UKK: n lukemiseen.

Vaihe 2: Vapaamuotoiset piirit

Kuten tässä Hackaday-merkinnässä kuvataan, piirien kokoamismenetelmä ilman alustaa on monilla nimillä: flywire, deadbug, point-to-point johdotus tai vapaamuotoiset piirit. Joskus tätä tekniikkaa käytetään käytännön tarkoituksiin, kuten suunnitteluvirheiden korjaamiseen jälkituotannossa, mutta luultavasti mielenkiintoisempaa sitä käytetään luomaan taidetta elektronisista piireistä.

Yleensä kuparilangasta, alumiinimassasta tai messinkitankoista rakennettu vapaamuotoinen elektroniikka saa erilaisia muotoja ja voi olla hämmästyttävän kaunis ja luova, kuten näissä esimerkeissä nähdään…

• Vapaamuotoinen elektroniikka art
• Deadbug -prototyyppi ja vapaamuotoinen elektroniikka
• Peter Vogelin elektroniikkateos
• LED -korut
• Eirik Brandal Elektroniset veistokset
• Veistokselliset syntikkapiirit
• Mohit Bhoite -esittelyvideo Hackaday Superconilta
• Hackaday Circuit Sculture -kilpailu
• Luuranko Katso video

Miksi et jaa kuvia ja ideoita omasta vapaamuotoisesta piiriveistosyrityksestäsi?

Vaihe 3: Vapaamuotoinen LED -jahdin

Mielenkiintoinen piiri ensimmäiselle vapaamuotoiselle veistosyrityksellesi on tässä videossa esitetyn kaltainen LED -jahdin.

18 -mittainen vaijeri voidaan muodostaa paikoilleen käsin tai pihdeillä.

Raskaammat osat, kuten 9 V: n akku tai potentiometri, voidaan sijoittaa rakenteen alaosaan, jotta saadaan aikaan vakaa pohja.

Kahdelle IC -sirulle voidaan käyttää DIP -pistorasioita lämpövaurioiden välttämiseksi juottamisen aikana.

Vaihe 4: Arduino Nano

Arduino Nano on yksi suosikki MCU -moduuleista. Käytämme niitä erilaisiin kokeisiin ja DIY -järjestelmiin.

Mukana toimitettu Arduino Nano -kortti sisältää otsatapit, joita ei ole juotettu moduuliin. Jätä nastat toistaiseksi pois. Suorita Arduino Nano -moduulin ensimmäiset testit ennen juottamista otsikkotappeihin. Tarvitset vain MiniUSB -kaapelin ja Arduino Nano -levyn juuri sellaisena kuin ne tulevat pussista.

Jos et ole käyttänyt Arduino Nano -laitetta äskettäin, tutustu HackerBox 0051 -oppaaseen saadaksesi tietoja Arduino IDE: stä, CH340G USB/Serial Bridge -sirusta ja siitä, miten Arduino Nano -moduulin ensimmäinen "vilkkuva" luonnosvahvistus suoritetaan ja työkaluketju. Kun olet tarkistanut kaiken, juota otsikkotapit nanolle.

Jos haluat lisätietoa Arduinon ekosysteemissä työskentelystä, tutustu HackerBoxes Starter Workshop -oppaaseen, joka sisältää useita esimerkkejä ja linkin PDF -Arduino -oppikirjaan.

Vaihe 5: ATtiny85 MCU: n ohjelmointi Arduino Nanon avulla

Tämä video näyttää kuinka käyttää nopeasti Arduino Nano (käynnissä ArduinoISP) ja yhtä kondensaattoria ATtiny85 -mikrokontrollerin ohjelmointiin Arduino IDE: stä.

Vaihe 6: Vapaamuotoiset RGB -LED -moduulit

RGB -LED -moduulit (perustuvat WS2812B -komponentteihin) ovat loistava väline FREEFORM CIRCUIT SCULPTING -toiminnolle etenkin 8 -nastaisen ATtiny85 MCU: n ohjaamana. MCU: hon voidaan juottaa erilaisia rakenteita ja ohjelmoida luovia valo-/värikuvioita.

Esimerkkinä asensimme Arduino IDE: n FastLED -kirjastoon.

Aloita yksinkertaisella luonnoksella:

Esimerkkejä> FastLED> ColorPalette

Vaihda vain:

#define LED_PIN mihin tahansa IO -nastaan, jota käytetään LED -datassa

#define NUM_LEDS, vaikka ketjussa on monta LEDiä

#määritä KIRKKAUS arvoon noin 10-15 säästääksesi virtaa

ja

#define LED_TYPE - WS2812B

Vaihe 7: Mind Machines

Wikipedian mukaan Mind Machines tunnetaan myös nimellä "Brain Machines" tai "Light and Sound Machines".

Mind Machines käyttää yleensä sykkivää rytmistä ääntä ja vilkkuvia valoja muuttaakseen aivojen taajuutta. Tämä voi aiheuttaa syviä rentoutumistiloja, keskittymiskykyä ja joissakin tapauksissa muuttuneita tajuntatiloja, joita on verrattu meditaatiosta ja shamaanisesta etsinnästä saatuihin.

Mind Machines voi tuottaa signaaleja sykkiville valoille, jotka on upotettu laseihin, joita käyttäjä käyttää, joka katselee valoja silmäluomien läpi silmät kiinni.

Mind Machines tuottaa myös äänistimulaatiota, mukaan lukien binauraaliset lyönnit, jotka havaitaan taajuuserolla, kun kaksi eri puhdasäänistä siniaaltoa esitetään kuuntelijalle diktoottisesti (yksi kummankin korvan läpi). Jos esimerkiksi 530 Hz: n puhdas ääni esitetään kohteen oikealle korvalle, kun taas 520 Hz: n puhdas ääni esitetään kohteen vasempaan korvaan, kuuntelija havaitsee kolmannen äänen kuuloharhan. Kolmatta ääntä kutsutaan binauraaliseksi sykkeeksi, ja tässä esimerkissä sen havaittu äänenvoimakkuus korreloi 10 Hz: n taajuuteen, mikä on ero 530 Hz: n ja 520 Hz: n puhtaiden äänien välillä jokaiselle korvalle.

TÄRKEÄ TURVALLISUUSILMOITUS:

Nopeasti vilkkuvat valot voivat olla vaarallisia ihmisille, joilla on valoherkkä epilepsia tai muita hermoston häiriöitä. Jos olet herkkä vilkkuville valoille tai sinulla on epilepsia, kohtauksia tai muita hermoston häiriöitä, vältä tällaisia laitteita tai muita projekteja, joissa on vilkkuvia valoja.

Vaihe 8: DIY Mind Machine -alusta

Mind Machine -alusta voidaan koota tässä esitetyllä tavalla käyttämällä Arduino Nano -ohjelmoitua liitteenä olevan Mind_demo -luonnoksen avulla. Luonnos harjoittelee 9 Hz: n alfa -aivoaaltoja käyttämällä valoja ja binauraalisia lyöntejä. Alfa -aivoaallot voivat edistää syvää rentoutumista, kuten tässä on keskusteltu. Koodia voidaan muuttaa ja laajentaa muiden aivoaaltojen taajuuksien tai harjoittelumallien tutkimiseksi.

Huomaa, että mind_demo vaatii kaksi kirjastoa: FastLED ja ToneLibrary, jotka molemmat löytyvät kohdasta Työkalut> Hallitse kirjastoja Arduino IDE: ssä. Erityinen äänikirjasto on pakollinen, koska Arduino -vakioväritoiminto ei voi luoda kahta eri ääntä kerralla.

Kaksi WS2812B -moduulia (kahden ketjussa) on täydellinen sijoitettavaksi aurinkolasilinsseihin. Ne voidaan liittää ohjainpiiriin 3,5 mm: n äänikaapelilla. 3,5 mm: n äänikaapeli voidaan leikata naaraspään läheltä. Naaraspää on kytketty MCU -piiriin ja pitkä johto urospäällä voidaan kytkeä lasien LED -valoihin. Tämä tekee mukavan liitettävän käyttöliittymän LED -laseille.

Jotkut teipit tai syanoakrylaatit sopivat erinomaisesti LED -valojen kiinnittämiseen laseihin. Kuumaliimalla on yleensä vaikea tarttua sileään muoviin, kuten aurinkolasilinsseihin. Jos haluat käyttää ainutlaatuisia HackerBox -sävyjäsi todellisina sävyinä, paina vain hansikaslaatikkoasi, roskakoria tai paikallista dollarin myymälää saadaksesi erilaisia aurinkolaseja uhrataksesi tämän projektin.

Dual-band-äänipiiri toimii hyvin 3,5 mm: n PCB-liittimeen kytketyillä tavallisilla kuulokkeilla tai kuulokkeilla.

Vaihe 9: MOSFETit suurvirtaisten kuormien vaihtamiseen

Oletko koskaan halunnut ohjata laitteita, jotka kuluttavat enemmän virtaa kuin MCU: n IO -nastat tukevat? Entä laitteiden ohjaaminen eri jännitteillä kuin MCU?

Tämä Andreas Spiess -video kannattaa katsoa. Andreas käy läpi (suurimman osan) loukkaavista yksityiskohdista sen määrittämiseksi, minkä tyyppisiä transistoreita meidän pitäisi pitää käsillä, jotta voimme vaihtaa virtakuormia digitaalisista/MCU -projekteistamme. Hän keksii sen, että hänellä on:

N-kanavaiset FET-laitteet matalan kuorman vaihtamiseksi ja

P-kanavaiset FET-laitteet korkeiden kuormien vaihtamiseen.

Mukana on pari kutakin, jotta voit kokeilla USB -kuorman (LED -lamppu) kytkemistä päälle ja pois päältä. Katkaise USB -jatkojohto. Käytä P-kanavan FET (D- ja S-nastat) vaihtaaksesi punainen johto (korkea puoli). TAI vaihda musta johto (matala puoli) N-kanavaisella FET-liittimellä (D- ja S-nastat). Liitä MCU -ohjaussignaali yhden 680 ohmin vastuksen kautta FET -portin (G) napaan ja ohjaa pois! Kokeile myös "taikakättä" G -tapilla videon mukaisesti. Huomaa, että "maagiset kädet" toimivat vain yhteen suuntaan, mutta nopea oikosulku 5V tai GND kääntää FET -kytkimen.

Kun olet kokeillut näitä USB -virtaskenaarioita FET -kytkentään, voit käyttää kahta USB -"lettiä" uudelleen asettamalla alligaattoripidikkeet punaiseen ja mustaan johtoon. USB -liitännän puoli voidaan leikata 5 V: n virtalähteeseen ja käyttää sitten virtalähteenä mihin tahansa pistorasiaan liitettyyn USB -muistitikkuun. USB -pistokepuolta voidaan käyttää leikkeiden (ja riippumatta siitä, mihin ne on liitetty) virransyöttöön mistä tahansa USB -liitännästä tai seinästä. Nämä alligaattoripidikkeet ovat hyödyllisiä erilaisissa testi- ja mittausskenaarioissa, joten sinun kannattaa pitää ne kätevästi työpöydälläsi.

Vaihe 10: Gotta Wear Shades

Elektroniikan, tietotekniikan ja tietoturvan tulevaisuus on niin kirkas, että sinun on käytettävä HackerBox -sävyjäsi.

Muista jakaa HackerBox 0052 -projektisi alla olevissa kommenteissa tai HackerBoxes Facebook -ryhmässä. Muista myös, että voit lähettää sähköpostia osoitteeseen [email protected] milloin tahansa, jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset apua.

Mitä seuraavaksi? Liity vallankumoukseen. Elää HackLife. Hanki viileä pakkauslaitteisto, joka toimitetaan suoraan postilaatikkoosi joka kuukausi. Selaa HackerBoxes.com -sivustoa ja tilaa kuukausittainen HackerBox -tilauksesi.