HackerBox 0036: JumboTron: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tässä kuussa HackerBox Hackers tutkii jumbo-LED-matriisinäyttöjä, ESP32-yksisirutietokoneita ja peliohjaimia. Tämä opas sisältää tietoja HackerBox #0036: n käytön aloittamisesta, jonka voi ostaa täältä niin kauan kuin tavaraa riittää. Lisäksi, jos haluat saada tällaisen HackerBoxin postilaatikkoosi joka kuukausi, tilaa HackerBoxes.com ja liity vallankumoukseen!

HackerBox 0036: n aiheet ja oppimistavoitteet:

• Määritä Arduino IDE ohjelmoimaan ESP32
• Liitäntäjoystick ja painikkeen ohjaustulot
• Johdata dataa ja virtaa JumboTron LED -paneeleihin
• Ohjelmoi erilaisia sovelluksia matriisinäytöillä

HackerBoxes on kuukausittainen tilauslaatikkopalvelu DIY -elektroniikalle ja tietotekniikalle. Olemme harrastajia, tekijöitä ja kokeilijoita. Olemme unelmien haaveilijoita. HACK PLANET!

Vaihe 1: HackerBox 0036: Laatikon sisältö

• P3 RGB LED -matriisi, 64x32 pikseliä
• ESP32 -kehityslautakunta
• Pelin ohjainkortti ohjaussauvalla
• Virtalähteen johtosarja LED -matriisiin
• DuPont Puserot Naaras-Naaras 20cm
• Ainutlaatuinen HackerBoxes Glider Koozie
• Ainutlaatuinen Atari -retro -fanitaidetarra

Muutamia muita asioita, joista on apua:

• 5V DC -virtalähde (2-4 ampeeria)
• 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. Me kaikki nautimme uuden tekniikan oppimisesta ja toivottavasti hienojen projektien rakentamisesta. Ota jokainen askel hitaasti, muista yksityiskohdat ja älä pelkää pyytää apua.

HackerBoxesin usein kysytyissä kysymyksissä on runsaasti tietoa nykyisille ja tuleville jäsenille.

Purjelentokone on malli, joka kulkee Conwayn elämän pelissä kautta linjan. Se on otettu löyhästi tunnukseksi hakkerikulttuurin edustamiseksi, koska Game of Life -soluautomaatti vetoaa hakkereihin ja luistelukonsepti syntyi lähes samanaikaisesti Internetin ja Unixin kanssa. Voitko ohjelmoida Conwayn elämän pelin 64x32 LED -matriisille?

Vaihe 2: ESP32 ja Arduino IDE

ESP32 on yhden sirun tietokone. Se on erittäin integroitu, ja siinä on 2,4 GHz: n Wi-Fi ja Bluetooth. ESP32 sisältää antennikytkimen, RF -balunin, tehovahvistimen, hiljaisen vastaanoton vahvistimen, suodattimet ja virranhallintamoduulit. Siten koko ratkaisu vie minimaalisen piirilevyn (PCB) alueen.

ESP32 -kehitystauluja on muutamia. Tässä käytetty muunnelma "DOIT ESP32 DevKit" -laitteesta. Suurin osa I/O -nastoista kulkee molemmin puolin oleviin nastojen otsikoihin liitäntöjen helpottamiseksi. Moduuliin on integroitu USB -liitäntäpiiri ja jännitesäädin. ESP32 on tuettu Arduinon ekosysteemissä ja IDE: ssä, mikä on erittäin nopea ja helppo tapa työskennellä ESP32: n kanssa.

Arduino ESP32 github -varasto sisältää asennusohjeet Linuxille, OSX: lle ja Windowsille. Napsauta linkkiä ja noudata tietokoneen käyttöjärjestelmää vastaavia ohjeita.

KEHITYSLAUTAN OHJELMOINTI

Testaa, että IDE on määritetty oikein ennen siirtymistä lataamalla BLINK -esimerkki, jotta sisäinen LED vilkkuu. Muuta viivearvoja, jotta voit kokeilla eri vilkkutaajuuksia ja varmista, että koodi ladataan tehokkaasti ESP32 -kortille.

Kun ohjelmoit ESP32: ta, pidä ESP32-kehityskortin "BOOT" -painiketta painettuna ennen kuin painat Arduino IDE: n latauspainiketta. Kun “Connecting _ _ _…” -viesti tulee näkyviin Arduino IDE -laitteeseen, voit vapauttaa “BOOT” -painikkeen ja ohjelmoinnin pitäisi alkaa.

Vaihe 3: Pelin ohjainkortti ohjaussauvalla

Tämä peliohjaimen "breakout board" sisältää analogisen ohjaussauvan ja neljä painiketta. Sen koko ja muoto sopivat hyvin käsikäyttöön.

Analoginen asennonsäätö perustuu kahteen potentiometriin (yksi x: lle ja toinen y: lle), jotka on kytketty vakio "jännitteenjakaja" -konfiguraatioon. Näin ollen OUTX ja OUTY on luettava analogisina arvoina ja skaalattava asianmukaisesti demokoodin mukaisesti. OUTZ ja neljä painiketta ovat yksinkertaisia päälle/pois -digitaalikytkimiä, jotka normaalisti kelluvat auki ja oikosulkevat GND: hen, kun ne aktivoidaan.

Levy voidaan kytkeä ESP32: een käyttämällä DuPont -puseroita seuraavilla nastoilla:

ESP32 -peliohjain

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 AVAIN1 32 AVAIN2 33 AVAIN3 25 NÄPPÄIN4

Näissä pin -määrityksissä ei ole mitään erityistä, mutta niitä käytetään demokoodissa. Koska tietyt ESP32: n IO -nastat ovat vain ulostuloja, sinun kannattaa pitää se yksinkertaisena ja käyttää vain samoja arvoja.

Vaihe 4: 64x32 RGB LED Matrix P3 -paneeli

2048 värillisellä RGB-LEDillä tämä matriisi on kuin oma henkilökohtainen "mini" jumbotron-näyttösi. Nämä paneelit ovat itse asiassa samantyyppisiä, joita käytetään jumbo -LED -näytöissä, kuten luultavasti voit päätellä teollisesta lujuudesta. LEDit on sijoitettu 3 mm: n säleikköön (tästä syystä P3 -merkintä). Niitä ajetaan 1:16 skannausnopeudella.

Käytämme PxMatrix -kirjastoa Arduino IDE: lle. Asenna tämä kirjasto nyt. Linkissä on myös paljon toimintateorian yksityiskohtia, jos olet kiinnostunut tarkistamaan sen.

LED -matriisipaneelin takana on kolme liitintä. Näitä ovat kaksi 16 -nastaista kaksoisotsikkoa (merkitty IN ja OUT) ja myös pieni virtapiiri. Näihin voidaan liittää kolme erilaista johdinsarjaa alla kuvatulla tavalla.

FINE -puserot DATA IN - DATA OUT

SISÄÄN ULOS

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

Yhdeksän hyppääjää ESP32: sta DATA IN: ään

ESP IN

13 R1 22 LAT 19 A 23 B 18 C 5 D 2 OE 14 CLK GND GND

Virtajohtosarja

Mukana toimitettu virtajohto on kytkettävä 5VDC -virtalähteeseen. Jos aiot valaista kaikki LED -valot täyteen kirkkauteen, paneeli kestää noin 4A. Jos sinulla on kunnollinen "penkkitarjonta", jota tulisi soveltaa 4A: n tarjoamiseen. Tyypilliseen keskimääräiseen toimintaan 2A saattaa riittää. Esimerkiksi testasimme 2,5 A: n USB -virtapankkia (akku), joka toimi hyvin. Juotimme USB -liittimen virtajohtosarjan ruuvikiinnikkeiden tilalle, jolloin se voidaan kytkeä USB -virtapankkiin.

Virtajohtosarjassa on kaksi nelinapaista liitintä. Nämä ovat kahden paneelin virransyöttöön. Yksi otsikoista voidaan poistaa, jos haluat siivota asioita, muista vain kääriä leikatut langanpäät (teipillä tai letkulla), jotta estetään virtalähteen oikosulku.

Yhteinen virtalähde LED -paneelille ja ESP32: lle

Leikkaa DuPont -puseron toinen pää irti. Kuori ja tina lanka liittääksesi sen valjaiden punaiseen viivaan. Helppo vaihtoehto on käyttää yhtä niistä linjoista, joista poistimme ylimääräisen nelinapaisen virtakytkimen. Muista myös kääriä virtaliitokset oikosulun estämiseksi. Kun ESP32 on ohjelmoitu ja USB -kaapeli irrotettu, naaraspuolinen DuPont -pistoke jatkojohdon toisessa päässä voidaan asettaa ESP32 -kortin VIN -nastaan (ei 3V3 -nastaiseen). Tämä syöttää virtaa ESP32 -korttiin ja LED -matriisiin samasta 5 V: n virtalähteestä, mikä tekee tiukasta ja kannettavasta kokoonpanosta toimimaan akkuvirralla.

Vaihe 5: Matriisin esittelyohjelma

Ohjelmoi liitteenä oleva jumbotrondemo.ino -luonnos ESP32: een.

Varmista, että PxMatrix -kirjasto on asennettu.

Demo -ohjelman neljä tilaa valitaan painikkeilla K1 - K4. Koodin pitäisi olla melko itsestään selvä laajentaaksesi omiin projekteihisi.

Vaihe 6: 1 2 3 MENE

Mitä aiot tehdä 64x32 -värinäytöllä ja peliohjaimella? Aloita aivoriihi inspiroimalla muista esimerkkiprojekteista…

• Morphing Digital Clock -projekti
• Adafruit Matrix Display -resurssit
• Opastettavissa LED -matriisiprojekteilla
• Lisää Android BLE -ohjaus
• Entä mukava Tetris -peli?
• CHIP-8-pelit (alun perin 64 x 32-näytöille)
• Kirjasto käytettäväksi ESP32 IDF: n kanssa (ei Arduino)
• Kymmenen suurta DIY -elektronista peliä WIREDiltä

Lähetä linkki projektiin, jotta voimme jakaa sen muiden alla olevien kanssa:

• Fysiikan lelu JeffG: ltä
• Collene Snake Game
• Siirry nopeasti kääntyä vasemmalle peli ppervink
• Kryptovaluutan tunnus ananseMugenilta
• Joulun lähtölaskuri kellolta rznazn

Vaihe 7: HACK PLANET

Jos olet nauttinut tästä Instructable -ohjelmasta ja haluat, että postilaatikkoosi saapuu viileä laatikko hakkeroituja elektroniikka- ja tietotekniikkaprojekteja joka kuukausi, liity vallankumoukseen surffaamalla HackerBoxes.com -sivustolle ja tilaa kuukausittainen yllätyslaatikko.

Ota yhteyttä ja jaa menestyksesi alla olevissa kommenteissa tai HackerBoxesin Facebook -sivulla. Kerro meille toki, jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset apua missä tahansa. Kiitos, että olet osa HackerBoxesia!