HackerBox 0052: Dạng tự do: 10 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 0052 khám phá việc tạo ra các tác phẩm điêu khắc mạch dạng tự do bao gồm một ví dụ về bộ đuổi đèn LED và sự lựa chọn của bạn về cấu trúc dựa trên mô-đun LED RGB WS2812. Arduino IDE được định cấu hình cho Arduino Nano và chúng tôi thử nghiệm lập trình vi điều khiển ATtiny85 cho các tác phẩm điêu khắc dạng tự do của chúng tôi bằng cách sử dụng Arduino Nano. Máy tâm trí được thử nghiệm để đào tạo sóng não giúp thư giãn, sáng tạo và thiền định. Công tắc MOSFET được khám phá để điều khiển tải cao hiện tại bằng cách sử dụng các chân IO của vi điều khiển đơn giản.

Hướng dẫn này chứa thông tin để bắt đầu với HackerBox 0052, bạn có thể mua 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 0052

• Arduino Nano
• Mô-đun LED RGB 20 WS2812B
• Bộ vi điều khiển ATtiny85 DIP8
• Đèn LED USB (màu sắc khác nhau)
• Chip hẹn giờ 555
• Chip bộ đếm CD4017
• Bảng mạch không hàn 400 điểm
• Dây điêu khắc dạng đồng 18G
• Cáp USB Nam-Nữ
• Cáp 3.5mm nam-nữ âm thanh nổi
• Giắc cắm PCB 3,5 mm âm thanh nổi
• Hai MOSFET kênh P AOD417
• Hai MOSFET kênh N AOD514
• Chiết áp 100K
• Chiết áp băng tần kép 10K
• Mười lăm đèn LED 5mm màu xanh lá cây
• Kẹp pin 9V với dây dẫn
• Ba tụ điện điện phân 10uF
• Một tụ điện phân 1uF
• Hai ổ cắm chip DIP8
• Một ổ cắm chip DIP16
• Điện trở: 680R, 1,5K và 4,7K Ohm
• Hình dán bàn phím Warrior Hacker
• Hình dán Phish Hook Hacker
• Kính râm thể thao HackerBox độc quyền

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: Mạch tự do

Như được mô tả bởi Hackaday Entry này, kỹ thuật lắp ráp các mạch điện không có chất nền có nhiều tên gọi: dây cuốn, dây cố định, dây điểm-điểm, hoặc mạch dạng tự do. Đôi khi kỹ thuật này được sử dụng cho các mục đích thực tế như sửa lỗi thiết kế sau sản xuất, nhưng có lẽ thú vị hơn nó được sử dụng để tạo ra tác phẩm nghệ thuật từ các mạch điện tử.

Thường được chế tạo từ dây đồng, nhôm hoặc thanh đồng, thiết bị điện tử dạng tự do có nhiều dạng khác nhau và có thể đẹp và sáng tạo đáng kinh ngạc như được thấy trong các ví dụ này…

• Freeform Electronics as Art
• Deadbug Prototyping và Freeform Electronics
• Tác phẩm nghệ thuật điện tử của Peter Vogel
• Trang sức LED
• Tác phẩm điêu khắc điện tử Eirik Brandal
• Mạch Synth điêu khắc
• Video trình bày Mohit Bhoite từ Hackaday Supercon
• Cuộc thi Hackaday Circuit Sculture
• Video Xem Skeleton

Tại sao không chia sẻ một số hình ảnh và ý tưởng về nỗ lực điêu khắc mạch tự do của riêng bạn?

Bước 3: LED Chaser dạng tự do

Một mạch thú vị cho lần thử điêu khắc dạng tự do đầu tiên của bạn là một LED Chaser giống như trong video này.

Dây 18 gauge có thể được tạo thành vị trí bằng tay hoặc sử dụng kìm.

Các bộ phận nặng hơn, chẳng hạn như pin 9V hoặc chiết áp có thể được đặt ở dưới cùng của cấu trúc để cung cấp một cơ sở ổn định.

Các ổ cắm DIP có thể được sử dụng cho hai chip IC để tránh hư hỏng do nhiệt khi hàn.

Bước 4: Arduino Nano

Arduino Nano là một trong những mô-đun MCU được yêu thích. Chúng tôi sử dụng chúng cho nhiều loại thí nghiệm và hệ thống tự làm.

Bo mạch Arduino Nano đi kèm bao gồm các chân cắm tiêu đề không được hàn vào mô-đun. Để các ghim tắt ngay bây giờ. Thực hiện các thử nghiệm ban đầu trên mô-đun Arduino Nano trước khi hàn trên các chân tiêu đề. Tất cả những gì cần thiết là cáp MiniUSB và bo mạch Arduino Nano ngay khi ra khỏi túi.

Nếu bạn chưa sử dụng Arduino Nano gần đây, hãy xem Hướng dẫn dành cho HackerBox 0051 để biết thông tin về Arduino IDE, chip cầu nối nối tiếp / USB CH340G và cách thực hiện xác thực bản phác thảo "nháy mắt" ban đầu của mô-đun Arduino Nano và dây chuyền công cụ. Sau khi kiểm tra mọi thứ, hãy hàn các chân tiêu đề vào Nano.

Nếu bạn muốn có thêm thông tin giới thiệu để làm việc trong hệ sinh thái Arduino, hãy xem Hướng dẫn cho Hội thảo dành cho người mới bắt đầu HackerBoxes, bao gồm một số ví dụ và liên kết đến Sách giáo khoa Arduino PDF.

Bước 5: Lập trình MCU ATtiny85 bằng Arduino Nano

Video này hướng dẫn cách sử dụng nhanh Arduino Nano (chạy ArduinoISP) và một tụ điện để lập trình vi điều khiển ATtiny85 từ Arduino IDE.

Bước 6: Mô-đun LED RGB dạng tự do

Các mô-đun LED RGB (dựa trên các thành phần WS2812B) là một phương tiện tuyệt vời để ĐIÊU KHẮC MẠCH TỰ DO, đặc biệt khi được điều khiển bởi MCU 8pin ATtiny85. Các cấu trúc khác nhau có thể được hàn và các mẫu ánh sáng / màu sắc sáng tạo có thể được lập trình vào MCU.

Đối với ví dụ của chúng tôi, chúng tôi đã cài đặt trong Thư viện FastLED trong Arduino IDE.

Bắt đầu với bản phác thảo đơn giản:

Ví dụ> FastLED> ColorPalette

Chỉ là sự thay đổi:

# xác định LED_PIN thành bất kỳ chân IO nào được sử dụng cho "dữ liệu trong" LED

#define NUM_LEDS đến tuy nhiên có nhiều đèn LED trong chuỗi

# xác định BRIGHTNESS thành một giá trị trong khoảng 10-15 để tiết kiệm năng lượng

và

#define LED_TYPE thành WS2812B

Bước 7: Máy tâm trí

Theo wikipedia, Máy Trí óc còn được gọi là "Máy trí não" hoặc "Máy âm thanh và ánh sáng".

Máy Tâm Trí thường sử dụng âm thanh nhịp nhàng và đèn nhấp nháy để thay đổi tần số sóng não của người dùng. Điều này có thể tạo ra trạng thái thư giãn, tập trung sâu và trong một số trường hợp, trạng thái ý thức bị thay đổi, được so sánh với trạng thái nhận được từ thiền định và khám phá shaman.

Máy Tâm trí có thể tạo ra tín hiệu cho các ánh sáng xung được gắn trong kính được đeo bởi người dùng nhắm mắt nhìn đèn qua mí mắt.

Mind Machines cũng tạo ra kích thích âm thanh bao gồm nhịp hai tai, được cảm nhận ở sự khác biệt về tần số khi hai sóng sin thuần âm khác nhau được trình bày với người nghe một cách phân kỳ (một qua mỗi tai). Ví dụ: nếu âm thanh thuần 530 Hz được trình bày cho tai phải của đối tượng, trong khi âm thuần 520 Hz được trình bày ở tai trái của đối tượng, người nghe sẽ cảm nhận được ảo giác thính giác của âm thứ ba. Âm thanh thứ ba được gọi là nhịp hai tai và trong ví dụ này sẽ có cao độ cảm nhận được tương ứng với tần số 10 Hz, là sự khác biệt giữa âm thuần túy 530 Hz và 520 Hz được trình bày cho mỗi tai.

LƯU Ý AN TOÀN QUAN TRỌNG:

Đèn nhấp nháy nhanh có thể gây nguy hiểm cho những người mắc chứng động kinh cảm quang hoặc các chứng rối loạn thần kinh khác. Nếu bạn nhạy cảm với đèn nhấp nháy hoặc có tiền sử bị động kinh, co giật hoặc các rối loạn thần kinh khác, hãy tránh các thiết bị như vậy hoặc bất kỳ dự án nào khác có đèn nhấp nháy.

Bước 8: Nền tảng Máy tư duy Tự làm

Một nền tảng Mind Machine có thể được lắp ráp như được hiển thị ở đây bằng cách sử dụng Arduino Nano được lập trình với bản phác thảo mind_demo đính kèm. Bản phác thảo đào tạo Sóng não Alpha 9Hz bằng cách sử dụng đèn và nhịp hai tai. Alpha Brainwaves có thể thúc đẩy thư giãn sâu như đã thảo luận ở đây. Mã có thể được thay đổi và mở rộng để khám phá các tần số sóng não hoặc các mẫu đào tạo khác.

Lưu ý rằng mind_demo yêu cầu hai thư viện: FastLED và ToneLibrary, cả hai đều có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng Tools> Manage Libraries trong Arduino IDE. Thư viện âm đặc biệt là bắt buộc vì chức năng âm Arduino tiêu chuẩn không thể tạo ra hai âm khác nhau cùng một lúc.

Hai trong số các mô-đun WS2812B (trong một chuỗi hai mô-đun) là sản phẩm hoàn hảo để đặt vào các ống kính mát. Chúng có thể được kết nối với mạch điều khiển bằng Cáp âm thanh 3,5 mm. Cáp âm thanh 3,5 mm có thể được cắt gần đầu cái. Đầu nữ được nối với mạch MCU và dây dài với đầu nam có thể được nối với đèn LED trong kính. Điều này tạo ra một giao diện có thể cắm đẹp cho kính LED.

Một số băng keo hoặc cyanoacrylate có tác dụng tuyệt vời để dán đèn LED vào kính. Keo nóng thường có thời gian khó liên kết với nhựa mịn như tròng kính mát. Nếu bạn muốn thể hiện các màu HackerBox độc quyền của mình như các màu thực tế, chỉ cần nhấn vào hộp đựng găng tay, ngăn kéo rác hoặc cửa hàng đô la địa phương của bạn để có một số kính râm khác nhau vì đã hy sinh cho dự án này.

Mạch âm thanh băng tần kép hoạt động tốt để điều khiển tai nghe nhét tai tiêu chuẩn hoặc tai nghe được cắm vào giắc cắm PCB 3,5 mm.

Bước 9: MOSFET để chuyển tải cao hiện tại

Bạn đã bao giờ muốn điều khiển các thiết bị sử dụng dòng điện nhiều hơn mức được hỗ trợ bởi các chân IO trên MCU của mình chưa? Làm thế nào về việc điều khiển các thiết bị ở điện áp khác với MCU?

Video Andreas Spiess này rất đáng xem. Andreas trải qua (hầu hết) các chi tiết đẫm máu về việc xác định loại bóng bán dẫn nào chúng ta nên giữ để chuyển tải điện từ các dự án kỹ thuật số / MCU của chúng tôi. Anh ấy tóm tắt nó là có:

N-Channel FETs để chuyển tải phía thấp và

P-Channel FET để chuyển tải phía cao.

Một vài trong số đó được bao gồm để thử nghiệm với việc bật và tắt tải USB (đèn LED). Cắt mở cáp USB mở rộng. Sử dụng P-Channel FET (chân D và S) để chuyển đổi dây màu đỏ (mặt cao). HOẶC sử dụng N-Channel FET (chân D và S) để chuyển đổi dây màu đen (phía thấp). Kết nối tín hiệu điều khiển MCU thông qua một trong các điện trở 680 ohm với chân cổng (G) của FET và điều khiển đi! Bạn cũng hãy thử với "bàn tay ma thuật" trên chốt G như trong video. Lưu ý rằng các "bàn tay ma thuật" chỉ hoạt động theo một hướng, nhưng một đoạn ngắn cổng vào 5V hoặc GND sẽ làm bật công tắc FET.

Sau khi thử nghiệm với các kịch bản nguồn USB này để chuyển đổi FET, bạn có thể sử dụng lại hai "bím tóc" USB bằng cách đặt các kẹp cá sấu trên dây màu đỏ và đen. Mặt của ổ cắm USB có thể được gắn vào nguồn điện 5V và sau đó được sử dụng để cấp nguồn cho bất kỳ gizmo USB nào mà bạn cắm vào ổ cắm. Mặt đầu cắm USB có thể được sử dụng để cấp nguồn cho các clip (và bất kỳ thứ gì mà các clip được kết nối với) từ bất kỳ nguồn USB hoặc ổ cắm trên tường nào. Những bím tóc kẹp cá sấu này hữu ích cho nhiều trường hợp thử nghiệm và đo lường khác nhau, vì vậy bạn có thể muốn giữ chúng tiện dụng trên bàn làm việc của mình.

Bước 10: Gotta Wear Shades

Tương lai của điện tử, công nghệ máy tính và bảo mật thông tin rất tươi sáng, bạn phải khoác lên mình màu sắc của HackerBox.

Hãy nhớ chia sẻ các dự án HackerBox 0052 của bạn trong phần bình luận bên dưới hoặc trên Nhóm Facebook HackerBoxes. Ngoài ra, hãy nhớ rằng bạn có thể gửi email tới [email protected] bất cứ lúc nào nếu bạn có câu hỏi hoặc cần trợ giúp.

Cái gì tiếp theo? Tham gia cách mạng. Sống trong HackLife. Nhận một hộp thiết bị có thể hack được gửi ngay đến hộp thư của bạn mỗi tháng. Lướt qua HackerBoxes.com và đăng ký gói đăng ký HackerBox hàng tháng của bạn.