HackerBox 0043: Falken's Maze: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Xin gửi lời chào đến các Hacker HackerBox trên toàn thế giới! HackerBox 0043 mang đến cho chúng tôi tính năng phát trực tuyến qua webcam được nhúng, mạch tụ điện, cụm xoay nghiêng micro servo và hơn thế nữa. Có thể hướng dẫn này chứa thông tin để bắt đầu với HackerBox 0043, bạn có thể mua thông tin này tại đây 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!

Các chủ đề và mục tiêu học tập cho HackerBox 0043:

• Định cấu hình ESP32-CAM cho Arduino IDE
• Lập trình Demo Webcam cho ESP32-CAM
• Đo tụ điện bằng gốm
• Lắp ráp một huy hiệu đi xe đạp LED tương tự
• Khám phá Micro Servos và Cụm lắp ráp Pan-Tilt

HackerBoxes là dịch vụ hộp đăng ký hàng tháng dành cho những người đam mê điện tử và công nghệ máy tính - Hacker phần cứng - Những kẻ mơ mộng.

HACK KẾ HOẠCH

Bước 1: Danh sách nội dung cho HackerBox 0043

• Mô-đun ESP32-CAM
• Arduino Nano 5V 16Mhz
• Lắp ráp Pan-Tilt với Servos Micro kép
• Mô-đun bộ điều hợp nối tiếp USB FT232RL
• Mô-đun nguồn USB 5V và 3.3V
• Bộ tụ điện bằng gốm
• Huy hiệu WOPR - Bộ hàn
• Hai ô đồng xu Lithium CR2032
• Miniature Breadboard không hàn
• Nữ-Nữ nhảy DuPont
• Cáp MiniUSB
• Decal Java
• Trò chơi độc quyền của HackerBoxes Falken's Maze
• Decal độc quyền lấy cảm hứng từ WarGames

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: Đi phải qua mê cung của Falken

Falken’s Maze: Game Theory, Computer Science, and Cold War Inspirations for WarGames

"Một trò chơi kỳ lạ. Nước đi chiến thắng duy nhất là không chơi. Thế còn một ván cờ hay thì sao?"

-1983 Movie WarGames

Bước 3: Chế độ đấu dây ESP32-CAM

Mô-đun ESP32-CAM kết hợp Mô-đun ESP32-S, máy ảnh OV2640, khe cắm thẻ nhớ microSD, đèn flash LED và một số chân I / O. ESP32-CAM cho phép bạn thiết lập phát trực tuyến video không dây, cung cấp giao diện máy chủ web, tích hợp camera giám sát không dây vào hệ thống tự động hóa tại nhà của bạn, thực hiện phát hiện / nhận dạng khuôn mặt, v.v.

Cài đặt Máy ảnh: Đầu nối máy ảnh trên ESP32 là một khe màu trắng với phần chụp màu nâu hoặc đen đậm hơn ở cạnh. Bản lề màu tối tách khỏi PCB về phía phần màu trắng của đầu nối. Sau khi mở, đầu nối flex được lắp vào khe màu trắng với ống kính hướng ra ngoài. Cuối cùng, phần chụp tối được ấn trở lại vào đầu nối khe cắm. Lưu ý rằng ống kính có một tấm bìa bảo vệ hơn là có thể được bóc ra trước khi sử dụng.

CHẾ ĐỘ LẬP TRÌNH

Để lập trình ESP32-CAM, hãy kết nối Bộ điều hợp nối tiếp USB FT232RL như hình minh họa. Đảm bảo đặt bộ nhảy nguồn trên Bộ chuyển đổi nối tiếp USB FT232RL thành 3.3V. Khoảng ngắn giữa các chân IO0 và GND được sử dụng để đưa ESP32 vào chế độ chương trình. Dây này có thể được tháo ra để cho phép ESP32 khởi động vào chế độ thực thi.

CHẾ ĐỘ WEBCAM

Sau khi được lập trình, ESP32-CAM chỉ cần kết nối 5V và GND. Có thể sử dụng mô-đun Nguồn điện USB hoặc bất kỳ nguồn điện 5V nào khác có khả năng cung cấp đủ dòng điện.

HỖ TRỢ THEO DÕI SERIAL

Để chạy ESP32-CAM trong khi vẫn được kết nối với USB (ví dụ: để xem đầu ra màn hình nối tiếp), chỉ cần kết nối đồng thời cả hai mô-đun như được hiển thị ở đây, nhưng sau đó tháo mặt đất IO0 khi quá trình lập trình hoàn tất. Điều này sẽ cho phép ESP32 thực thi và sử dụng kết nối USB / nối tiếp đồng thời cung cấp đủ dòng điện qua chân 5V để cấp nguồn đầy đủ cho ESP32. Nếu không có nguồn cung cấp 5V, đầu ra 3.3V của FT232RL sẽ không cấp nguồn đầy đủ cho ESP32 và xảy ra thông báo lỗi "brownout".

Bước 4: Máy chủ phát trực tuyến webcam ESP32-CAM

1. Đảm bảo rằng bộ nhảy nguồn mô-đun FT232RL được đặt thành 3,3V
2. Nếu chưa được cài đặt, hãy lấy Arduino IDE
3. Làm theo Hướng dẫn Cài đặt cho Gói Hỗ trợ Bảng Arduino IDE ESP32
4. Trong Công cụ IDE, đặt Bảng thành Mô-đun Wrover ESP32
5. Trong Công cụ IDE, đặt Lược đồ phân vùng thành ỨNG DỤNG Lớn
6. Trong Công cụ IDE, đặt Cổng thành Bộ điều hợp nối tiếp USB FT232RL
7. Trong Tệp IDE, mở Ví dụ> ESP32> Máy ảnh> Máy ảnhWebServer
8. Thay đổi kiểu máy ảnh #define thành "CAMERA_MODEL_AI_THINKER"
9. Thay đổi chuỗi SSID và Mật khẩu để phù hợp với mạng WiFi của bạn
10. Biên dịch và tải lên ví dụ đã sửa đổi
11. Loại bỏ jumper IO0
12. Xác nhận nguồn cung cấp 5V cũng được kết nối hoặc ESP32 có thể "chạy chậm"
13. Mở Serial Monitor (115200 baud)
14. Nhấn nút đặt lại trên mô-đun ESP32-CAM
15. Sao chép địa chỉ IP từ đầu ra Serial Monitor
16. Dán địa chỉ IP vào trình duyệt web của bạn
17. Giao diện webcam ESP32-CAM sẽ hiển thị
18. Nhấp vào nút "Bắt đầu phát trực tiếp" trong giao diện webcam

Bước 5: Tụ gốm

Tụ điện bằng gốm là một tụ điện có giá trị cố định trong đó vật liệu gốm đóng vai trò như chất điện môi. Nó được cấu tạo từ hai hoặc nhiều lớp gốm xen kẽ và một lớp kim loại đóng vai trò như các điện cực. Thành phần của vật liệu gốm xác định hoạt động điện của tụ điện. (Wikipedia)

Circuit Basics có một cuộc thảo luận hữu ích về việc đo điện dung bao gồm một số ví dụ về đo tụ điện bằng phần cứng và chương trình Arduino. Cuộn xuống phần có tiêu đề "MÁY ĐO CÔNG SUẤT CHO Tụ điện 470 UF ĐẾN 18 PF" để xem bản trình diễn có thể được sử dụng với loại tụ điện gốm trong Bộ tụ điện gốm. Trong khi bản demo mô tả Arduino UNO, bạn cũng có thể sử dụng Arduino Nano. Sau khi thiết lập Arduino IDE để lập trình Arduino Nano, chỉ cần dán "MÃ CHO ĐẦU RA THEO DÕI SERIAL" từ trang được liên kết vào IDE và biên dịch / tải mã đã dán vào Nano.

Để biết thêm thông tin về cách định cấu hình và lập trình Arduino Nano, hãy xem hướng dẫn trực tuyến cho Hội thảo dành cho người mới bắt đầu HackerBoxes.

Bước 6: Bộ huy hiệu WOPR

Huy hiệu WOPR này có mười tám đèn LED với chu kỳ màu được điều khiển hoàn toàn bằng bộ dao động định thời gian tụ điện tương tự. Các ví dụ trước đây của HackerBox đã sử dụng loại mạch tương tự này cho các ứng dụng nhấp nháy LED tương tự. Thiết kế nhắc nhở chúng ta rằng vi điều khiển, dù chúng ta yêu thích chúng, không phải lúc nào cũng bắt buộc phải thu được kết quả thú vị. Cụm bảng mạch đã hoàn thiện có thể được đeo dưới dạng huy hiệu đèn LED nhấp nháy.

Nội dung lắp ráp:

• Bảng mạch in WOPR tùy chỉnh
• Hai kẹp di động tiền xu CR2032
• Sáu đèn LED 3mm màu đỏ
• Sáu đèn LED 3mm màu cam
• Sáu đèn LED 3mm màu xanh lá cây
• Ba bóng bán dẫn NPN 9014
• Ba tụ điện 22uF
• Ba điện trở 1K ohm (nâu-đen-đỏ)
• Ba điện trở 10K ohm (nâu-đen-cam)
• Công tắc trượt
• Hai vòng chia

Thiết kế có ba bộ dao động xếp tầng để điều khiển chu trình màu của đèn LED. Mỗi điện trở 10K và tụ điện 22uF tạo thành một bộ dao động RC đẩy bóng bán dẫn liên quan theo chu kỳ. Ba bộ dao động RC được xếp thành một chuỗi để giữ cho chúng chuyển động lệch pha làm cho nhấp nháy xuất hiện ngẫu nhiên xung quanh bảng. Khi bóng bán dẫn ở trạng thái "bật", dòng điện đi qua dãy 6 đèn LED và điện trở giới hạn dòng 1K của chúng khiến dãy 6 đèn LED đó nhấp nháy.

Ví dụ này bao gồm một lời giải thích tốt đẹp về khái niệm bộ dao động tương tự này sử dụng một giai đoạn duy nhất (một bộ dao động và một bóng bán dẫn).

Bước 7: Lắp ráp bộ huy hiệu WOPR

LƯU Ý RẤT QUAN TRỌNG VỀ ĐỊNH HƯỚNG LINH KIỆN: Huy hiệu trông đẹp nhất khi được lắp ráp bằng các thành phần lỗ thông ở "mặt trước" của PCB, nơi tác phẩm nghệ thuật của WOPR được hiển thị. Tuy nhiên, các phác thảo thành phần ở mặt trái và những điều này quyết định hướng thích hợp của các thành phần. Điều này có thể đặc biệt gây nhầm lẫn đối với các bóng bán dẫn TO-92, bóng bán dẫn này sẽ được lắp vào từ mặt trước của PCB với phần phẳng hướng lên trên, sẽ được lật ra khỏi hướng cần thiết nếu được lắp từ mặt sau của PCB. Các bóng bán dẫn TO-92 cũng có thể được đặt với bề mặt phẳng đối với mặt trước PCB như trong ví dụ.

Lưu ý rằng có hai giá trị khác nhau của điện trở. Chúng không thể thay thế cho nhau. Điện trở không phân cực. Chúng có thể được chèn theo một trong hai hướng.

Lưu ý rằng có ba "ngân hàng" đèn LED D1-D6, D7-D12 và D13-D18. Mỗi ngân hàng nên có tất cả một màu để cân bằng tải hiện tại và cũng để có hiệu ứng hình ảnh đẹp mắt. Ví dụ: tất cả các đèn LED D1-D6 có thể là (R) ED, D7-D12 tất cả (G) REEN và D13-D18 tất cả (O) RANGE.

Các tụ điện được phân cực. Lưu ý dấu "+" trên màn hình lụa PCB. Dấu "-" (và chân ngắn) trên tụ điện phải được lắp vào lỗ KHÁC.

Các đèn LED cũng được phân cực. Lưu ý mặt phẳng của đèn LED hiển thị trên màn hình lụa PCB. Chân ngắn (cực âm hoặc dây dẫn âm) của đèn LED phải nằm trong lỗ gần nhất với "mặt phẳng" của màn hình LED.

Thiếc hoàn toàn cả ba miếng đệm cho mỗi kẹp ô đồng xu bằng chất hàn. Mặc dù không có gì được hàn vào các tấm đệm trung tâm, việc thiếc sẽ giúp xây dựng tấm đệm để đảm bảo tiếp xúc tốt với ô đồng xu tương ứng.

Sau khi hàn, vận hành công tắc nhiều lần để loại bỏ các mảnh vụn hoặc ôxy hóa tiếp điểm.

Cẩn thận không để ngắn hai kẹp ô đồng xu vào nhau khi đang đeo Huy hiệu WOPR.

Bước 8: Lắp ráp Pan-Tilt Micro Servo

Pan-Tilt Assembly bao gồm hai vi servo, bốn phần tử cơ khí bằng nhựa đúc và các loại phần cứng. Bộ lắp ráp có thể được mua từ Adafruit, nơi bạn cũng có thể tìm thấy một hướng dẫn tuyệt vời minh họa cách lắp ráp hoạt động.

Thư viện Servo Arduino có thể được sử dụng để điều khiển một trong các vi servo để xoay cụm xung quanh trục trung tâm của nó và micro servo khác để nghiêng cụm lắp ráp lên và xuống. Có thể hướng dẫn này cung cấp một ví dụ chi tiết để định vị hai servos bằng cách sử dụng mã Arduino.

Pan-Tilt Assembly có thể được sử dụng để định vị màn hình, tia laser, đèn chiếu sáng, máy ảnh hoặc bất cứ thứ gì. Như thường lệ, hãy để chúng tôi xem bạn nghĩ ra gì!

Một thách thức thú vị, nếu bạn muốn, là thêm hai điều khiển trượt (xoay và nghiêng) vào giao diện web của ví dụ "CameraWebCamera" để đẩy các thông số vị trí vào phần sụn ESP32-CAM, lần lượt đặt hai servos thành định vị webcam trong khi phát trực tuyến.

Bước 9: Sống với HackLife

Chúng tôi hy vọng bạn sẽ thích chuyến đi trong tháng này vào lĩnh vực điện tử và công nghệ máy tính. Tiếp cận và chia sẻ thành công của bạn trong các bình luận bên dưới hoặc trên Nhóm Facebook HackerBoxes. Chắc chắn hãy cho chúng tôi biết nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần trợ giúp về bất cứ điều gì.

Tham gia cách mạng. Sống trong HackLife. Bạn có thể nhận được một hộp đồ điện tử có thể hack và các dự án công nghệ máy tính được gửi đến hộp thư của bạn mỗi tháng. Chỉ cần lướt qua HackerBoxes.com và đăng ký dịch vụ HackerBox hàng tháng.