HackerBox 0052: Freeform: 10 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Salutări hackerilor HackerBox din întreaga lume! HackerBox 0052 explorează crearea de sculpturi de circuite cu formă liberă, incluzând un exemplu de LED-uri cu chaser și alegerea structurilor pe baza modulelor LED WS2812 RGB. Arduino IDE este configurat pentru Arduino Nano și experimentăm cu programarea microcontrolerelor ATtiny85 pentru sculpturile noastre de formă liberă folosind Arduino Nano. Mașinile mintale sunt testate pentru a antrena undele cerebrale pentru relaxare, creativitate și meditație. Comutatoarele MOSFET sunt explorate pentru controlul sarcinilor de curent ridicat folosind pini IO simpli ai microcontrolerului.

Acest ghid conține informații pentru a începe să utilizați HackerBox 0052, care poate fi achiziționat aici până la epuizarea stocurilor. Dacă doriți să primiți o HackerBox ca aceasta chiar în cutia poștală în fiecare lună, vă rugăm să vă abonați la HackerBoxes.com și să vă alăturați revoluției!

HackerBoxes este serviciul de cutie de abonament lunar pentru hackerii hardware și pasionații de electronică și tehnologie informatică. Alătură-te nouă și trăiește HACK LIFE.

Pasul 1: Lista de conținut pentru HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Douăzeci de module LED RGB WS2812B
• Microcontroler ATtiny85 DIP8
• Lampă LED USB (culorile variază)
• 555 Cip Timer
• CD4017 Counter Chip
• Pânză fără sudură 400 de puncte
• Sârmă de sculptură cu formă liberă de cupru 18G
• Cablu USB tată-mamă
• Cablu stereo masculin-feminin de 3,5 mm
• Jack stereo PCB de 3,5 mm
• Două MOSFET-uri P-Channel AOD417
• Două MOSFET-uri AOD514 cu canal N
• Potențiometru 100K
• Potențiometru cu bandă dublă de 10K
• Cincisprezece LED-uri verzi de 5 mm
• Clemă de baterie de 9V cu cabluri de sârmă
• Trei condensatori electrolitici de 10 uF
• Un condensator electrolitic 1uF
• Două prize DIP8
• Un soclu pentru chip DIP16
• Rezistențe: 680R, 1,5K și 4,7K Ohm
• Autocolant cu tastatură Warrior Hacker
• Autocolant Phish Hook Hacker
• Ochelari de soare exclusivi HackerBox Sport

Câteva alte lucruri care vă vor fi de ajutor:

• Instrument de lipit, lipit și instrumente de lipit de bază
• Computer pentru rularea instrumentelor software

Cel mai important, veți avea nevoie de un sentiment de aventură, spirit hacker, răbdare și curiozitate. Construirea și experimentarea cu electronice, deși foarte plină de satisfacții, poate fi dificilă, provocatoare și chiar frustrantă uneori. Scopul este progresul, nu perfecțiunea. Când persistați și vă bucurați de aventură, din acest hobby se poate obține o mulțime de satisfacții. Faceți fiecare pas încet, țineți cont de detalii și nu vă fie teamă să cereți ajutor.

Există o mulțime de informații pentru membrii actuali și potențiali în întrebările frecvente despre HackerBoxes. Aproape toate e-mailurile de asistență non-tehnică pe care le primim au primit deja un răspuns acolo, așa că apreciem foarte mult că ați luat câteva minute pentru a citi FAQ.

Pasul 2: Circuite de formă liberă

Așa cum este descris de această intrare Hackaday, tehnica asamblării circuitelor fără substrat poartă mai multe nume: flywire, deadbug, cablare punct-la-punct sau circuite de formă liberă. Uneori, această tehnică este utilizată în scopuri practice, cum ar fi remedierea erorilor de proiectare post-producție, dar, mai interesant, este folosită pentru a crea artă din circuite electronice.

De obicei, construite din sârmă de cupru, stoc de aluminiu sau tije de alamă, electronica de formă liberă ia diferite forme și poate fi uimitor de frumoasă și creativă așa cum se vede în aceste exemple …

• Electronică de formă liberă ca art
• Prototipuri Deadbug și electronice de formă liberă
• Opera de artă electronică a lui Peter Vogel
• Bijuterii cu LED
• Eirik Brandal Electronic Sculptures
• Circuite de sintetizare sculpturală
• Video de prezentare Mohit Bhoite de la Hackaday Supercon
• Hackaday Circuit Sculture Concurs
• Scheleton Urmăriți videoclipul

De ce să nu împărtășești câteva imagini și idei ale propriilor încercări de sculptură în circuit liber?

Pasul 3: Ceas LED cu formă liberă

Un circuit interesant pentru prima ta încercare de sculptură în formă liberă este un LED Chaser ca cel prezentat în acest videoclip.

Sârmă de calibru 18 poate fi formată în loc cu mâna sau cu ajutorul cleștelor.

Părțile mai grele, cum ar fi bateria de 9V sau potențiometrul, pot fi amplasate în partea de jos a structurii pentru a oferi o bază stabilă.

Soclurile DIP pot fi utilizate pentru cele două cipuri IC pentru a evita deteriorarea căldurii în timpul lipirii.

Pasul 4: Arduino Nano

Arduino Nano este unul dintre modulele MCU preferate. Le folosim pentru o varietate de experimente și sisteme de bricolaj.

Placa Arduino Nano inclusă include pini de antet care nu vin lipiți la modul. Lăsați pinii opriți pentru moment. Efectuați testele inițiale pe modulul Arduino Nano înainte de lipire pe pinii antetului. Tot ce este necesar este un cablu MiniUSB și placa Arduino Nano la fel cum iese din geantă.

Dacă nu ați folosit recent un Arduino Nano, consultați Ghidul pentru HackerBox 0051 pentru informații despre Arduino IDE, cipul bridge CH340G USB / Serial și cum să efectuați validarea inițială a schiței „clipire” a modulului Arduino Nano și lanț de scule. După ce ați verificat totul, lipiți pinii antetului pe Nano.

Dacă doriți informații introductive suplimentare pentru lucrul în ecosistemul Arduino, consultați Ghidul pentru atelierul de pornire HackerBoxes, care include mai multe exemple și un link către un manual PDF Arduino.

Pasul 5: Programarea ATTiny85 MCU folosind Arduino Nano

Acest videoclip arată cum să utilizați rapid Arduino Nano (care rulează ArduinoISP) și un condensator pentru a programa microcontrolerul ATtiny85 din Arduino IDE.

Pasul 6: Module LED RGB cu formă liberă

Modulele LED RGB (bazate pe componentele WS2812B) sunt un mediu excelent pentru SCULPTAREA CIRCUITULUI FREEFORM, în special atunci când sunt acționate de MCU ATtiny85 cu 8 pini. Pot fi lipite diferite structuri și pot fi programate modele creative de culoare / lumină în MCU.

Pentru exemplul nostru, am instalat în biblioteca FastLED din Arduino IDE.

Începeți cu schița simplă:

Exemple> FastLED> ColorPalette

Doar schimbați:

#define LED_PIN la orice IO pin utilizat pentru LED-ul „date în”

#define NUM_LEDS pentru cât de multe LED-uri sunt în lanț

#definiți LUMINOSITATE la o valoare în jur de 10-15 pentru a economisi energie

și

#define LED_TYPE la WS2812B

Pasul 7: Mașini de minte

Conform wikipedia Mind Machines este cunoscută și sub denumirea de „Mașini pentru creier” sau „Mașini pentru lumină și sunet”.

Mind Machines utilizează de obicei un sunet ritmic pulsant și lumini intermitente pentru a modifica frecvența undelor cerebrale ale utilizatorului. Acest lucru poate induce stări profunde de relaxare, concentrare și, în unele cazuri, stări de conștiință modificate, care au fost comparate cu cele obținute din meditație și explorare șamanică.

Mind Machines poate genera semnale pentru luminile pulsatoare încorporate în ochelarii purtați de utilizatorul care urmărește luminile prin pleoape cu ochii închiși.

Mind Machines generează, de asemenea, stimul audio, inclusiv bătăi binaurale, care sunt percepute la diferența de frecvență atunci când două unde sinusoidale de ton pur diferite sunt prezentate unui ascultător dihotic (una prin fiecare ureche). De exemplu, dacă un ton pur de 530 Hz este prezentat la urechea dreaptă a unui subiect, în timp ce un ton pur de 520 Hz este prezentat la urechea stângă a subiectului, ascultătorul va percepe iluzia auditivă a unui al treilea ton. Cel de-al treilea sunet se numește ritm binaural și, în acest exemplu, ar avea un ton perceput corelat cu o frecvență de 10 Hz, care este diferența dintre tonurile pure de 530 Hz și 520 Hz prezentate fiecărei urechi.

AVIZ IMPORTANT DE SIGURANȚĂ:

Luminile care clipesc rapid pot fi periculoase pentru persoanele cu epilepsie fotosensibilă sau alte tulburări nervoase. Dacă sunteți sensibil la luminile intermitente sau aveți antecedente de epilepsie, convulsii sau alte tulburări nervoase, evitați astfel de dispozitive sau orice alte proiecte cu lumini intermitente.

Pasul 8: Platforma DIY Mind Machine

O platformă Mind Machine poate fi asamblată așa cum se arată aici folosind Arduino Nano programat cu schița mind_demo atașată. Schița antrenează Alpha Brainwaves de 9Hz folosind lumini și ritmuri binaurale. Alpha Brainwaves poate promova relaxarea profundă așa cum am discutat aici. Codul poate fi schimbat și extins pentru a explora alte frecvențe ale undelor cerebrale sau modele de antrenament.

Rețineți că mind_demo necesită două biblioteci: FastLED și ToneLibrary, ambele putând fi găsite folosind Instrumente> Gestionați bibliotecile din IDE Arduino. Este necesară biblioteca specială de tonuri, deoarece funcționalitatea standard de tonuri Arduino nu poate genera două tonuri diferite simultan.

Două dintre modulele WS2812B (într-un lanț de două) sunt prefecte pentru plasarea în lentilele de ochelari de soare. Acestea pot fi conectate la circuitul controlerului utilizând cablul audio de 3,5 mm. Cablul audio de 3,5 mm poate fi tăiat în apropierea capătului feminin. Capătul feminin este conectat la circuitul MCU, iar cablul lung cu capătul masculin poate fi conectat la LED-urile din ochelari. Acest lucru face o interfață plăcută pentru ochelarii cu LED-uri.

Unele benzi adezive sau cianoacrilatul funcționează excelent pentru a fixa LED-urile în ochelari. Adezivul fierbinte, de obicei, se lipeste de plasticul neted, precum lentilele de ochelari de soare. Dacă doriți să vă arătați nuanțele exclusive HackerBox ca nuanțe reale, trebuie doar să vă loviți cu cutia de mănuși, cu sertarul de gunoi sau cu magazinul local de dolari pentru a obține niște ochelari de soare diferiți pentru sacrificarea acestui proiect.

Circuitul audio dual-gang funcționează bine pentru a conduce căști standard sau căști conectate la mufa PCB de 3,5 mm.

Pasul 9: MOSFET-uri pentru comutarea încărcărilor cu curent mare

Ați dorit vreodată să controlați dispozitivele care atrag mai mult curent decât cele acceptate de pinii IO de pe MCU? Ce zici de controlul dispozitivelor la tensiuni diferite de MCU?

Acest videoclip Andreas Spiess merită vizionat. Andreas trece prin (majoritatea) detaliilor sângeroase pentru a determina ce tipuri de tranzistoare ar trebui să ținem la îndemână pentru a comuta sarcinile de alimentare din proiectele noastre digitale / MCU. El se rezumă la a avea:

FET-uri N-Channel pentru comutarea sarcinilor laterale joase și

FET-uri P-Channel pentru comutarea sarcinilor laterale înalte.

Câteva dintre acestea sunt incluse pentru a experimenta pornirea și oprirea unei încărcări USB (lampă LED). Deschideți cablul prelungitor USB. Utilizați un canal P FET (pinii D și S) pentru a comuta firul roșu (partea înaltă). SAU utilizați un FET cu canal N (pini D și S) pentru a comuta firul negru (partea inferioară). Conectați semnalul de control MCU printr-unul dintre rezistențele de 680 ohmi la pinul de poartă (G) al FET și controlați-l! Încercați și „mâinile magice” de pe pinul G așa cum se arată în videoclip. Rețineți că „mâinile magice” funcționează numai într-o singură direcție, dar o scurtă trecere a porții la 5V sau GND va întoarce comutatorul FET.

După ce ați experimentat aceste scenarii de alimentare USB pentru comutarea FET, puteți reutiliza cele două „cozi” USB punând cleme de aligator pe firele roșii și negre. Partea priza USB poate fi decupată la o sursă de 5V și apoi utilizată pentru a alimenta orice dispozitiv USB pe care îl conectați la priză. Partea mufei USB poate fi utilizată pentru alimentarea clemelor (și a oricărui clip la care sunt conectate) de la orice sursă USB sau neg. Aceste cozi de aligator sunt utile pentru o varietate de scenarii de testare și măsurare, așa că vă recomandăm să le păstrați la îndemână pe bancul dvs. de lucru.

Pasul 10: Trebuie să purtați nuanțe

Viitorul electronicii, tehnologiei informatice și securității informațiilor este atât de strălucitor încât trebuie să purtați nuanțele HackerBox.

Nu uitați să distribuiți proiectele dvs. HackerBox 0052 în comentariile de mai jos sau pe grupul Facebook HackerBoxes. De asemenea, amintiți-vă că puteți trimite e-mail la [email protected] oricând dacă aveți o întrebare sau aveți nevoie de ajutor.

Ce urmeaza? Alatura-te revolutiei. Trăiește HackLife. Obțineți o cutie grozavă de echipamente care se pot pirata livrate direct în cutia poștală în fiecare lună. Navigați la HackerBoxes.com și înscrieți-vă pentru abonamentul dvs. HackerBox lunar.