HackerBox 0046: Pysyvyys: 9 vaihetta

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

Tervehdys HackerBox -hakkereille ympäri maailmaa! HackerBox 0046: n avulla testaamme pysyviä elektronisia paperinäyttöjä, LED -pysyvyyden (POV) tekstin luomista, Arduino -mikro -ohjausalustoja, elektronisia prototyyppejä ja ladattavia akkuja.

Tämä opas sisältää tietoja HackerBox 0046: n käytön aloittamisesta, jonka voit 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 elektroniikan ja tietotekniikan harrastajille - Laitteistohakkerit - Unelmien unelmoijat.

HAKAA PLANETTI

Vaihe 1: Sisältöluettelo HackerBox 0046: lle

• ePaper -moduuli
• Arduino UNO ja MicroUSB
• Kaksi UNO: n prototyyppikilpeä
• USB 18650 -virtapankki
• Hajautetut punaiset 5 mm LEDit
• 560 ohmin vastukset
• Uros-naaras DuPont-hyppyjohdot
• 9V paristopidike
• Avaa laitteistotarra
• Yksinomainen avoin laitteiston rintaneula

Muutamia muita asioita, joista on apua:

• 9V akku
• 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: Arduino UNO

Tämä Arduino UNO R3 on suunniteltu helppokäyttöiseksi. MicroUSB -liitäntäportti on yhteensopiva samojen MicroUSB -kaapeleiden kanssa, joita käytetään monissa matkapuhelimissa ja tableteissa.

Erittely:

• Mikro -ohjain: ATmega328P (tietolomake)
• USB -sarjasilta: CH340G (ohjaimet)
• Käyttöjännite: 5V
• Tulojännite (suositus): 7-12V
• Tulojännite (rajat): 6-20V
• Digitaaliset I/O -nastat: 14 (joista 6 tarjoavat PWM -lähdön)
• Analogiatulon nastat: 6
• DC -virta per I/O -nasta: 40 mA
• Tasavirta 3,3 V: n nastalle: 50 mA
• Flash -muisti: 32 kt, josta 0,5 KB bootloaderin käyttämä
• SRAM: 2 kt
• EEPROM: 1 kt
• Kellotaajuus: 16 MHz

Arduino UNO -levyissä on sisäänrakennettu USB-/sarjasilta. Tässä tietyssä versiossa siltapiiri on CH340G. CH340 USB-/sarjapiireille on saatavana ohjaimia monille käyttöjärjestelmille (UNIX, Mac OS X tai Windows). Nämä löytyvät yllä olevan linkin kautta.

Kun liität Arduino UNO: n tietokoneen USB -porttiin, punainen virran merkkivalo (LED) syttyy. Lähes heti sen jälkeen punainen käyttäjän LED -valo alkaa yleensä vilkkua nopeasti. Tämä johtuu siitä, että prosessoriin on esiladattu BLINK-ohjelma, josta keskustelemme tarkemmin alla.

Jos sinulla ei vielä ole Arduino IDE: tä asennettuna, voit ladata sen osoitteesta Arduino.cc ja jos haluat lisätietoa Arduino -ekosysteemissä työskentelystä, suosittelemme tutustumaan HackerBoxes Starter Workshopin ohjeisiin.

Liitä UNO tietokoneeseen MicroUSB -kaapelilla. Käynnistä Arduino IDE -ohjelmisto.

Valitse IDE -valikosta "Arduino UNO" kohdasta työkalut> taulu. Valitse myös sopiva USB -portti IDE: stä kohdasta Työkalut> portti (todennäköisesti nimi, jossa on "wchusb").

Lataa lopuksi esimerkikoodi:

Tiedosto-> Esimerkit-> Perusteet-> Vilkkuu

Tämä on itse asiassa koodi, joka on esiladattu UNO: hon ja jonka pitäisi olla käynnissä, jotta käyttäjän punainen LED -valo vilkkuu. Ohjelmoi BLINK -koodi UNO -järjestelmään napsauttamalla UPLOAD -painiketta (nuolikuvake) juuri näytetyn koodin yläpuolella. Katso koodin alta tilatiedot: "kokoaminen" ja sitten "lataaminen". Lopulta IDE: n pitäisi osoittaa "Lataus valmis" ja LED -valon pitäisi alkaa vilkkua uudelleen - mahdollisesti hieman eri nopeudella.

Kun voit ladata alkuperäisen BLINK -koodin ja tarkistaa LED -nopeuden muutoksen. Katso koodi tarkasti. Voit nähdä, että ohjelma kytkee LED -valon päälle, odottaa 1000 millisekuntia (yksi sekunti), sammuttaa LED -valon, odottaa toisen sekunnin ja tekee sitten kaiken uudelleen - ikuisesti. Muokkaa koodia vaihtamalla molemmat "delay (1000)" -lausekkeet tilaan "delay (100)". Tämä muutos saa LED -valon vilkkumaan kymmenen kertaa nopeammin, eikö?

Lataa muokattu koodi UNO: een ja LED -valon pitäisi vilkkua nopeammin. Jos näin on, onnittelut! Olet juuri hakkeroinut ensimmäisen upotetun koodin. Kun nopea vilkkuva versio on ladattu ja käynnissä, miksi et katso, voitko vaihtaa koodin uudelleen niin, että LED-valo vilkkuu nopeasti kahdesti ja odota sitten muutama sekunti ennen toistamista? Kokeile! Entä muut mallit? Kun olet onnistunut visualisoimaan halutun tuloksen, koodaamaan sen ja havaitsemaan sen toimivan suunnitellusti, olet ottanut valtavan askeleen kohti sulautettua ohjelmoijaa ja laitteistohakkeria.

Vaihe 3: Elektroninen paperinäyttötekniikka

Elektroninen paperi, ePaper, elektroninen muste tai e-muste tekniikat mahdollistavat näyttölaitteet, jotka jäljittelevät tavallisen musteen ulkonäköä paperilla. Elektroninen paperinäyttö on yleensä pysyvä siinä mielessä, että kuva pysyy näkyvissä myös ilman virtaa tai ohjauspiiri irrotettuna tai sammutettuna. Toisin kuin perinteiset taustavalaistut litteät paneelit, jotka lähettävät valoa, elektroniset paperinäytöt heijastavat valoa kuin paperi. Tämä voi tehdä niistä lukemisen mukavamman ja tarjota laajemman katselukulman kuin useimmat valoa emittoivat näytöt.

Kontrastisuhde lähestyy sanomalehtiä, ja uudet (vuodesta 2008 lähtien) näytöt ovat edelleen hieman parempia. Ihanteellinen ePaper -näyttö voidaan lukea suorassa auringonvalossa ilman, että kuva näyttää haalistuvan.

Joustava elektroninen paperi käyttää taipuisia muovialustoja ja muovielektroniikkaa näytön taustalevyssä. Valmistajat kilpailevat jatkuvasti värillisen sähköisen paperituen tarjoamisesta.

(Wikipedia)

Vaihe 4: Monivärinen EPaper -moduuli

1,54 tuuman MH-ET LIVE ePaper -moduuli voi näyttää sekä mustaa että punaista mustetta. Esimerkissä ja dokumentaatiossa moduuliin viitataan mustana/valkoisena/punaisena (mustavalkoinen/r) 200x200 elektroninen paperinäyttö (EPD).

Näyttöteknologia on MED (Micro encapsulated Electrophoretic Display), joka käyttää pieniä palloja, joissa varautuneet väripigmentit suspendoituvat läpinäkyvään öljyyn ja siirtyvät näkyviin sovellettujen sähkövarausten mukaan.

EPaper -näyttö voi näyttää kuvioita heijastamalla ympäristön valoa, joten se toimii ilman taustavaloa. Jopa kirkkaassa auringonvalossa ePaper -näyttö tarjoaa hyvän näkyvyyden ja 180 asteen katselukulman.

MH-ET-moduulin käyttö Arduino UNO: n kanssa:

1. Asenna Arduino IDE (jos sitä ei ole jo asennettu)
2. Asenna Adafruit GFX -kirjasto kirjastonhallinnan (Työkalut-> Hallitse kirjastoja) avulla
3. Asenna GxEPD (EI GxEPD2) Library Managerin avulla
4. Avaa tiedosto-> esimerkit-> GxEPD> GxEPD_Example
5. Poista rivin komento sisällyttääksesi GxGDEW0154Z04 (1,54 "m/l/r 200x200)
6. Johto UNO - EPD: Varattu = 7, DC = 8, Nollaa = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Aseta EPD -kytkimet molempiin “L”
8. Lataa GxEPD_Example -luonnos IDE: stä UNO: hon tavalliseen tapaan

Toinen kirjasto demo -koodilla (toimitettu EPD -valmistajalta) löytyy täältä. Huomaa, että näillä demoilla (ja joillakin muilla verkossa saatavilla olevilla esimerkeillä) on erilaiset pin -määritykset kuin edellä GxEPD -esimerkissä. Erityisesti nastat 8 ja 9 ovat usein päinvastaisia.

Vaihe 5: Arduino UNO Prototyping Shield

Arduino UNO Prototyping Shield sopii suoraan Arduino UNO (tai yhteensopivaan) levyyn aivan kuten mikä tahansa muu kilpi. Kuitenkin Arduino UNO Prototyping Shieldissä on yleiskäyttöinen "perf-board" -alue keskellä, jossa voit juottaa omat komponentit ja rakentaa oman mukautetun kilven. Yksinkertaisesti juotetaan otsikot kilven ulkoriville niin, että se voidaan liittää suoraan UNO: n päälle. Otsikoiden vieressä olevat pinnoitetut reiät yhdistyvät otsikkosignaaleihin, jotta UNO: n linjat voidaan helposti liittää mukautettuun piiriin.

Vaihe 6: Seitsemän LED -asetusta Prototype Shieldissä

Arduinon prototyyppisuojusta voidaan käyttää kuvitetun piirin tukena. Piirissä on Arduinon I/O-nastat 1-7, jotka on kytketty seitsemään LED-valoon. Jokainen LED on kytketty linjaan omalla virranrajoitusvastuksellaan, jotka tässä esimerkissä ovat 560 ohmin vastuksia.

Huomaa, että jokaisen LEDin lyhyt nasta on suunnattava Arduinon GND -nastaa kohti. Vastukset voidaan suunnata kumpaankin suuntaan. 9 V: n taikinanpidin voidaan liittää projektista "kannettavaksi", mutta se on kytkettävä Vin -nastaan (ei 5 V: n tai 3,3 V: n).

Kun piirin LEDit ja vastukset on kytketty, kokeile vilkkuvan esimerkin luonnosta muuttamalla nastan numero eri arvoihin välillä 1 ja 7.

Kokeile lopuksi tähän liitettyä knight_rider.ino -luonnosta, jotta saat takaisinkuvan 80 -luvulta.

Vaihe 7: Näön pysyvyys

Näön pysyvyys [VIDEO] viittaa optiseen harhaan, joka ilmenee, kun kohteen visuaalinen havaitseminen ei lakkaa jonkin aikaa sen jälkeen, kun siitä lähtevät valonsäteet ovat lakanneet pääsemästä silmään. Harhaa kuvataan myös "verkkokalvon pysyvyydeksi", "vaikutelman pysyvyydeksi" tai yksinkertaisesti "pysyvyydeksi". (wikipedia)

Kokeile POV.ino -luonnosta, joka sisältyy viimeiseen vaiheeseen "Seven LED" -laitteiston asetuksiin. Kokeile luonnoksessa erilaisia viestitekstejä ja ajoitusparametreja saadaksesi erilaisia tehosteita.

Inspiraatio: Arduino POV -projekti Ahmad Saeedilta.

Kuva: Charles Marshall

Vaihe 8: USB 18650 -akun virtapankki

Nappaa vain 18650 litiumionikenno tähän vauvaan ja tee oma ladattava "Power Bank" käytettäväksi erilaisten 5V ja 3V projektien kanssa!

Löydät nämä yleiset 18650 litiumionikennot eri lähteistä, mukaan lukien tämä Amazonista.

Power Bank -moduulin tiedot:

• Tulo (lataus) Syöttö: 5 - 8 V mikro -USB -portin kautta, enintään 0,5 A

• Lähtöteho:

  • 5V USB Type A -portin kautta
  • 3 liitintä 3V: n ja 1A: n välille
  • 3 liitintä 5V: n ja 2A: n välille

• LED -tilan ilmaisin

  • Vihreä = akku ladattu
  • Punainen = latautuu)
• Akun suojaus (yli- tai purkautuminen)
• HUOMIO: Ei ole napaisuussuojaa!

Vaihe 9: Elä HackLife

Toivomme, että nautit tämän kuukauden HackerBox -seikkailusta elektroniikan ja tietotekniikan parissa. Ota yhteyttä ja jaa menestyksesi 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.