HackerBox 0053: Chromalux: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Xin gửi lời chào đến các Hacker HackerBox trên toàn thế giới! HackerBox 0053 khám phá màu sắc và ánh sáng. Định cấu hình bo mạch vi điều khiển Arduino UNO và các công cụ IDE. Kết nối Tấm chắn Arduino LCD 3,5 inch đủ màu với đầu vào màn hình cảm ứng và khám phá mã demo sơn cảm ứng. Nối dây cảm biến màu I2C để xác định các thành phần tần số của ánh sáng phản xạ, hiển thị màu sắc trên các đèn LED có thể định địa chỉ, hàn lá chắn tạo mẫu Arduino và khám phá nhiều thành phần đầu vào / đầu ra bằng Lá chắn thử nghiệm Arduino đa chức năng. Rèn luyện kỹ năng hàn gắn bề mặt của bạn với PCB LED Chaser. Tìm hiểu sơ bộ về công nghệ mạng nơ-ron nhân tạo và học sâu.

Hướng dẫn này chứa thông tin để bắt đầu với HackerBox 0053, bạn có thể mua thông tin này tại đây trong khi hết hàng. Nếu bạn muốn nhận được một HackerBox như thế này ngay trong hộp thư của mình mỗi tháng, hãy đăng ký tại HackerBoxes.com và tham gia cuộc cách mạng!

HackerBoxes là dịch vụ hộp đăng ký hàng tháng dành cho các hacker phần cứng và những người đam mê công nghệ điện tử và máy tính. Tham gia cùng chúng tôi và sống CUỘC SỐNG HACK.

Bước 1: Danh sách nội dung cho HackerBox 0053

• Tấm chắn màn hình TFT 3,5 inch 480x320
• Arduino UNO Mega382P với MicroUSB
• Mô-đun cảm biến màu GY-33 TCS34725
• Lá chắn thử nghiệm đa chức năng cho Arduino UNO
• OLED 0,96 inch I2C 128x64
• Năm đèn LED RGB địa chỉ tròn 8mm
• Lá chắn PCB nguyên mẫu Arduino có ghim
• Bộ hàn gắn bề mặt LED Chaser
• Hình dán Man in the Middle Hacker
• Hình dán Tuyên ngôn Hacker

Một số điều khác sẽ hữu ích:

• Hàn sắt, thuốc hàn và các dụng cụ hàn cơ bản
• Máy tính để chạy các công cụ phần mềm

Quan trọng nhất, bạn sẽ cần một cảm giác phiêu lưu, tinh thần hacker, sự kiên nhẫn và sự tò mò. Việc xây dựng và thử nghiệm với thiết bị điện tử, mặc dù rất bổ ích, nhưng đôi khi có thể khó khăn, thử thách và thậm chí khiến bạn nản lòng. Mục tiêu là sự tiến bộ, không phải sự hoàn hảo. Khi bạn kiên trì và tận hưởng cuộc phiêu lưu, bạn có thể thỏa mãn rất nhiều từ sở thích này. Hãy thực hiện từng bước một cách chậm rãi, chú ý đến các chi tiết và đừng ngại yêu cầu sự giúp đỡ.

Có rất nhiều thông tin cho các thành viên hiện tại và tương lai trong Câu hỏi thường gặp về HackerBoxes. Hầu hết tất cả các email hỗ trợ không liên quan đến kỹ thuật mà chúng tôi nhận được đều đã được trả lời ở đó, vì vậy chúng tôi thực sự đánh giá cao việc bạn dành vài phút để đọc Câu hỏi thường gặp.

Bước 2: Arduino UNO

Arduino UNO R3 này được thiết kế với mục đích dễ sử dụng. Cổng giao diện MicroUSB tương thích với cùng loại cáp MicroUSB được sử dụng với nhiều điện thoại di động và máy tính bảng.

Sự chỉ rõ:

• Bộ vi điều khiển: ATmega328P (biểu dữ liệu)
• Cầu nối tiếp USB: CH340G (trình điều khiển)
• Điện áp hoạt động: 5V
• Điện áp đầu vào (khuyến nghị): 7-12V
• Điện áp đầu vào (giới hạn): 6-20V
• Chân I / O kỹ thuật số: 14 (trong đó 6 chân cung cấp đầu ra PWM)
• Chân đầu vào tương tự: 6
• Dòng điện một chiều cho mỗi chân I / O: 40 mA
• Dòng điện một chiều cho chân 3,3V: 50 mA
• Bộ nhớ flash: 32 KB trong đó 0,5 KB được bộ nạp khởi động sử dụng
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Tốc độ đồng hồ: 16 MHz

Bo mạch Arduino UNO được tích hợp chip cầu nối USB / Serial. Trên biến thể cụ thể này, chip cầu nối là CH340G. Đối với chip CH340 USB / Serial, có sẵn các trình điều khiển cho nhiều hệ điều hành (UNIX, Mac OS X hoặc Windows). Những điều này có thể được tìm thấy thông qua liên kết ở trên.

Khi bạn lần đầu tiên cắm Arduino UNO vào cổng USB của máy tính, đèn nguồn màu đỏ (LED) sẽ bật sáng. Gần như ngay sau đó, đèn LED người dùng màu đỏ thường sẽ bắt đầu nhấp nháy nhanh chóng. Điều này xảy ra do bộ xử lý được tải sẵn chương trình BLINK, chương trình này chúng ta sẽ thảo luận thêm bên dưới.

Nếu bạn chưa cài đặt Arduino IDE, bạn có thể tải xuống từ Arduino.cc và nếu bạn muốn có thêm thông tin giới thiệu để làm việc trong hệ sinh thái Arduino, chúng tôi khuyên bạn nên xem hướng dẫn trực tuyến cho Hội thảo dành cho người mới bắt đầu HackerBox.

Cắm UNO vào máy tính của bạn bằng cáp MicroUSB. Khởi chạy phần mềm Arduino IDE.

Trong menu IDE, chọn "Arduino UNO" trong phần công cụ> bảng. Ngoài ra, hãy chọn cổng USB thích hợp trong IDE bên dưới cổng công cụ> (có thể là tên có "wchusb" trong đó).

Cuối cùng, tải lên một đoạn mã ví dụ:

Tệp-> Ví dụ-> Khái niệm cơ bản-> Nhấp nháy

Đây thực sự là mã đã được tải trước vào UNO và sẽ chạy ngay bây giờ để nhấp nháy đèn LED người dùng màu đỏ. Lập trình mã BLINK vào UNO bằng cách nhấp vào nút TẢI LÊN (biểu tượng mũi tên) ngay phía trên mã được hiển thị. Xem mã bên dưới để biết thông tin trạng thái: "biên dịch" và sau đó "tải lên". Cuối cùng, IDE sẽ cho biết "Tải lên hoàn tất" và đèn LED của bạn sẽ bắt đầu nhấp nháy trở lại - có thể ở tốc độ hơi khác.

Sau khi bạn có thể tải xuống mã BLINK gốc và xác minh sự thay đổi về tốc độ đèn LED. Hãy xem kỹ mã. Bạn có thể thấy rằng chương trình bật đèn LED, đợi 1000 mili giây (một giây), tắt đèn LED, đợi một giây nữa và sau đó thực hiện lại tất cả - mãi mãi. Sửa đổi mã bằng cách thay đổi cả hai câu lệnh "delay (1000)" thành "delay (100)". Sửa đổi này sẽ làm cho đèn LED nhấp nháy nhanh hơn gấp mười lần, phải không?

Tải mã đã sửa đổi vào UNO và đèn LED của bạn sẽ nhấp nháy nhanh hơn. Nếu vậy, xin chúc mừng! Bạn vừa hack đoạn mã nhúng đầu tiên của mình. Sau khi phiên bản nhấp nháy nhanh của bạn được tải và chạy, tại sao không xem bạn có thể thay đổi mã một lần nữa để làm cho đèn LED nhấp nháy nhanh hai lần rồi đợi vài giây trước khi lặp lại không? Hãy thử một lần! Làm thế nào về một số mẫu khác? Một khi bạn thành công trong việc hình dung một kết quả mong muốn, mã hóa nó và quan sát nó để hoạt động theo kế hoạch, bạn đã thực hiện một bước to lớn để trở thành một lập trình viên nhúng và hacker phần cứng.

Bước 3: Màn hình cảm ứng TFT LCD 480x320 đầy đủ màu sắc

Touch Screen Shield có màn hình TFT 3,5 inch với độ phân giải 480x320 ở 16bit (65K) màu sắc phong phú.

Tấm chắn cắm trực tiếp vào Arduino UNO như hình minh họa. Để dễ dàng căn chỉnh, chỉ cần xếp chân 3,3V của tấm chắn với chân 3,3V của Arduino UNO.

Bạn có thể tìm thấy nhiều thông tin chi tiết khác nhau về tấm chắn tại trang lcdwiki.

Từ Arduino IDE, cài đặt thư viện MCUFRIEND_kvb bằng Trình quản lý thư viện.

Mở Tệp> Ví dụ> MCUFRIEND_kvb> GLUE_Demo_480x320

Tải lên và thưởng thức bản demo đồ họa.

Bản phác thảo Touch_Paint.ino được bao gồm ở đây sử dụng cùng một thư viện cho bản trình diễn chương trình sơn màu rực rỡ.

Chia sẻ những ứng dụng đầy màu sắc mà bạn tạo ra cho Tấm chắn màn hình TFT này.

Bước 4: Mô-đun cảm biến màu

Mô-đun cảm biến màu GY-33 dựa trên cảm biến màu TCS34725. Mô-đun cảm biến màu GY-33 hoạt động trên nguồn cung cấp 3-5V và giao tiếp các phép đo qua I2C. Thiết bị TCS3472 cung cấp sự trở lại kỹ thuật số của các giá trị cảm nhận ánh sáng đỏ, xanh lá cây, xanh lam (RGB) và rõ ràng. Một bộ lọc chặn IR, được tích hợp trên chip và được bản địa hóa cho các điốt quang cảm nhận màu sắc, giảm thiểu thành phần phổ IR của ánh sáng tới và cho phép thực hiện các phép đo màu một cách chính xác.

Bản phác thảo GY33.ino có thể đọc cảm biến qua I2C, xuất các giá trị RGB được cảm nhận dưới dạng văn bản tới màn hình nối tiếp và cũng hiển thị màu cảm biến thành đèn LED RGB WS2812B. Thư viện FastLED là bắt buộc.

THÊM MỘT MÀN HÌNH OLED: Bản phác thảo GY33_OLED.ino cho thấy cách hiển thị các giá trị RGB trên màn hình 128x64 I2C OLED. Chỉ cần kết nối OLED với bus I2C (UNO chân A4 / A5) song song cùng với GY33. Cả hai thiết bị có thể được kết nối song song vì chúng ở các địa chỉ I2C khác nhau. Đồng thời kết nối 5V và GND với OLED.

NHIỀU LED: Chân LED không sử dụng trong sơ đồ là "Data Out" nếu bạn muốn kết nối hai hoặc nhiều LED định địa chỉ với nhau, chỉ cần kết nối LED dạng Data_Out N với Data_In của LED N + 1.

PROTOTYPE PCB SHIELD: Mô-đun GY-33, màn hình OLED và một hoặc nhiều đèn LED RGB có thể được hàn vào tấm chắn tạo mẫu để tạo tấm chắn thiết bị cảm biến màu dễ dàng gắn vào và tháo ra khỏi Arduino UNO.

Bước 5: Lá chắn thử nghiệm Arduino đa chức năng

Tấm chắn thử nghiệm Arduino đa chức năng có thể được cắm vào Arduino UNO để thử nghiệm với nhiều thành phần khác nhau bao gồm: chỉ báo LED màu đỏ, chỉ báo LED màu xanh lam, hai nút đầu vào của người dùng, nút đặt lại, cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11, chiết áp đầu vào tương tự, bộ rung piezo, Đèn LED RGB, tế bào quang điện để phát hiện độ sáng ánh sáng, cảm biến nhiệt độ LM35D và bộ thu hồng ngoại.

(Các) chân Arduino cho mỗi thành phần được hiển thị trên màn hình lụa của tấm chắn. Ngoài ra, thông tin chi tiết và mã demo có thể được tìm thấy tại đây.

Bước 6: Thực hành hàn gắn bề mặt: LED Chaser

Bạn có may mắn xây dựng được LED Chaser dạng tự do từ HackerBox 0052 không?

Dù bằng cách nào, đã đến lúc cho một buổi thực hành hàn SMT khác. Đây là cùng một mạch LED Chaser từ HackerBox 0052 nhưng được xây dựng bằng cách sử dụng các thành phần SMT trên PCB thay vì sử dụng các thành phần tự do / deadbug.

Đầu tiên, một bài nói chuyện ngắn gọn từ Dave Jones trong EEVblog của anh ấy về Các thành phần gắn trên bề mặt hàn.

Bước 7: Mạng thần kinh là gì?

Mạng nơron (wikipedia) là một mạng hoặc mạch nơron, hay theo nghĩa hiện đại là mạng nơron nhân tạo, bao gồm các nút hoặc nơron nhân tạo. Do đó, mạng nơ-ron là một mạng nơ-ron sinh học, được tạo thành từ các nơ-ron sinh học thực sự, hoặc mạng nơ-ron nhân tạo, để giải quyết các vấn đề về trí tuệ nhân tạo (AI).