HackerBox 0036: JumboTron: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tháng này, HackerBox đang khám phá màn hình ma trận LED jumbo, máy tính chip đơn ESP32 và điều khiển trò chơi bằng phím điều khiển. Có thể hướng dẫn này chứa thông tin để bắt đầu với HackerBox # 0036, bạn có thể mua thông tin này tại đây trong khi hết hàng. Ngoài ra, 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 0036:

• Định cấu hình Arduino IDE để lập trình ESP32
• Cần điều khiển giao diện và đầu vào điều khiển nút bấm
• Dữ liệu dây và nguồn điện đến Bảng điều khiển LED JumboTron
• Lập trình các ứng dụng khác nhau tận dụng hiển thị ma trận

HackerBoxes là dịch vụ hộp đăng ký hàng tháng dành cho công nghệ máy tính và điện tử DIY. Chúng tôi là những người có sở thích, nhà sản xuất và thử nghiệm. Chúng ta là những kẻ mơ mộng. HACK KẾ HOẠCH!

Bước 1: HackerBox 0036: Nội dung hộp

• Ma trận LED P3 RGB với 64x32 pixel
• Ban phát triển ESP32
• Bảng điều khiển trò chơi với cần điều khiển
• Khai thác nguồn điện cho ma trận LED
• Dây nhảy DuPont Nữ-Nữ 20cm
• HackerBoxes Glider độc quyền Koozie
• Decal độc quyền dành cho người hâm mộ nghệ thuật cổ điển Atari

Một số điều khác sẽ hữu ích:

• Nguồn điện 5V DC (2-4 Amps)
• 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 nhận được rất nhiều sự hài lòng từ sở thích này. Tất cả chúng ta đều thích học công nghệ mới và hy vọng xây dựng một số dự án thú vị. 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.

Tàu lượn là một mô hình di chuyển trên bàn cờ trong Trò chơi cuộc sống của Conway. Nó đã được chấp nhận một cách lỏng lẻo như một biểu tượng đại diện cho văn hóa hacker kể từ khi trò chơi điện tử tự động hóa di động của Game of Life thu hút các hacker và khái niệm về tàu lượn ra đời gần như cùng lúc với Internet và Unix. Bạn có thể lập trình Trò chơi Cuộc sống của Conway trên Ma trận LED 64x32 không?

Bước 2: ESP32 và Arduino IDE

ESP32 là một máy tính chip đơn. Nó được tích hợp nhiều tính năng Wi-Fi 2,4 GHz và Bluetooth. ESP32 tích hợp công tắc ăng-ten, RF balun, bộ khuếch đại công suất, bộ khuếch đại nhận tiếng ồn thấp, bộ lọc và mô-đun quản lý điện năng. Như vậy, toàn bộ giải pháp chiếm diện tích Bảng mạch in (PCB) tối thiểu.

Có một số loại Bảng phát triển ESP32. Biến thể được sử dụng ở đây là một biến thể trên "DOIT ESP32 DevKit". Hầu hết các chân I / O đều chạy ra đầu pin ở cả hai bên để dễ dàng giao tiếp. Một chip giao diện USB và bộ điều chỉnh điện áp được tích hợp vào mô-đun. ESP32 được hỗ trợ trong hệ sinh thái Arduino và IDE, đây là một cách rất nhanh chóng và dễ dàng để làm việc với ESP32.

Kho lưu trữ github Arduino ESP32 bao gồm hướng dẫn cài đặt cho Linux, OSX và Windows. Nhấp vào liên kết đó và làm theo hướng dẫn tương ứng với hệ điều hành trên máy tính của bạn.

LẬP TRÌNH BAN PHÁT TRIỂN

Để kiểm tra xem IDE có được định cấu hình chính xác hay không trước khi tiếp tục, hãy tải ví dụ BLINK để nhấp nháy đèn LED trên bo mạch. Thay đổi các giá trị độ trễ để thử các tần số nhấp nháy khác nhau và đảm bảo mã đang tải lại hiệu quả vào bảng ESP32.

Khi lập trình ESP32, hãy nhấn và giữ nút “BOOT” trong bảng phát triển ESP32 trước khi nhấn nút tải lên trên Arduino IDE. Khi thông báo “Connecting _ _ _…” xuất hiện trên Arduino IDE, bạn có thể nhả nút “BOOT” và quá trình lập trình sẽ bắt đầu.

Bước 3: Bảng điều khiển trò chơi với cần điều khiển

Bộ điều khiển trò chơi "bảng đột phá" này bao gồm một điều khiển cần điều khiển tương tự và bốn nút. Kích thước và hình dạng của nó rất phù hợp cho hoạt động cầm tay.

Điều khiển vị trí tương tự dựa trên hai chiết áp (một cho x và một cho y) được nối dây trong cấu hình "bộ chia điện áp" tiêu chuẩn. Theo đó, OUTX và OUTY phải được đọc dưới dạng các giá trị tương tự và được chia tỷ lệ thích hợp như được hiển thị trong mã demo. OUTZ và bốn nút là các công tắc kỹ thuật số bật / tắt đơn giản, thường mở và ngắn thành GND khi được kích hoạt.

Bo mạch có thể được kết nối với ESP32 bằng DuPont Jumpers trên các chân sau:

Bộ điều khiển trò chơi ESP32

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 KEY1 32 KEY2 33 KEY3 25 KEY4

Không có gì đặc biệt về các phép gán pin này, nhưng chúng là những thứ được sử dụng trong mã demo. Vì một số chân IO nhất định trên ESP32 chỉ là đầu ra, bạn có thể muốn giữ cho nó đơn giản và chỉ sử dụng các giá trị tương tự này.

Bước 4: Bảng điều khiển P3 LED ma trận 64x32 RGB

Với 2048 đèn LED RGB đủ màu, ma trận này giống như màn hình jumbotron "mini" của riêng bạn. Những tấm nền này thực sự là cùng một loại được sử dụng trong màn hình LED jumbo như bạn có thể nhận ra từ bộ khai thác sức mạnh công nghiệp. Các đèn LED được định vị trên lưới có độ cao 3mm (do đó được gọi là P3). Chúng được điều khiển với tốc độ quét 1:16.

Chúng tôi sẽ sử dụng Thư viện PxMatrix cho Arduino IDE. Hãy tiếp tục và cài đặt thư viện đó ngay bây giờ. Ngoài ra còn có rất nhiều chi tiết lý thuyết hoạt động tại liên kết đó nếu bạn quan tâm hãy kiểm tra điều đó.

Có ba đầu nối ở phía sau của Bảng LED ma trận. Chúng bao gồm hai đầu cắm kép 16 chân (có nhãn IN và OUT) và cũng có một đầu cắm nguồn nhỏ. Có ba bộ dây khác nhau để kết nối với chúng như được mô tả bên dưới.

FINE Jumper từ DATA IN sang DATA OUT

TRONG NGOÀI

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NINE Jumper từ ESP32 sang DATA IN

ĐẶT VÀO

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

Khai thác năng lượng

Bộ nguồn được cung cấp cần được kết nối với nguồn 5VDC. Nếu bạn định chiếu sáng tất cả các đèn LED đến độ sáng đầy đủ, bảng điều khiển sẽ thu được tối đa khoảng 4A. Nếu bạn có một "nguồn cung cấp băng ghế dự bị" tốt thì nên áp dụng để cung cấp 4A. Đối với hoạt động trung bình điển hình, 2A có thể là đủ. Ví dụ: chúng tôi đã thử nghiệm một bộ sạc dự phòng USB 2,5A (bộ pin), hoạt động tốt. Chúng tôi đã hàn một đầu nối USB vào vị trí của các vấu vít trên bộ dây nguồn cho phép nó được cắm vào pin sạc dự phòng USB.

Có hai đầu cắm bốn chân trên bộ khai thác điện. Đây là để cấp nguồn cho hai tấm. Bạn có thể tháo một trong các đầu dây ra nếu bạn muốn dọn dẹp mọi thứ, chỉ cần nhớ quấn các đầu dây đã cắt (bằng băng dính hoặc ống) để tránh làm chập nguồn điện.

Nguồn cung cấp chung cho bảng LED và ESP32

Cắt một đầu của dây nhảy DuPont. Dải và thiếc dây để kết nối nó với một đường màu đỏ của dây nịt. Một tùy chọn dễ dàng là sử dụng một trong những dòng mà chúng tôi đã loại bỏ đầu cắm nguồn bổ sung bốn chân. Một lần nữa, hãy chắc chắn quấn các mối nối nguồn để tránh làm chập điện. Sau khi ESP32 được lập trình và rút cáp USB, phích cắm DuPont cái ở đầu còn lại của dây nối có thể được đặt trên chân VIN (không phải chân 3V3) của bo mạch ESP32. Điều này sẽ cung cấp năng lượng cho bo mạch ESP32 và và ma trận LED từ cùng một nguồn điện 5V tạo nên một cấu hình chặt chẽ và di động để chạy dưới nguồn pin.

Bước 5: Ma trận Demo Prog

Lập trình phác thảo jumbotrondemo.ino đính kèm vào ESP32.

Đảm bảo rằng thư viện PxMatrix đã được cài đặt.

Bốn chế độ của chương trình demo được chọn bằng K1 - K4. Mã phải khá tự giải thích để mở rộng vào các dự án của riêng bạn.

Bước 6: 1 2 3 ĐI

Bạn sẽ làm gì với Màn hình màu 64x32 và Bộ điều khiển trò chơi của mình? Bắt đầu động não với một số cảm hứng từ các dự án mẫu khác…

• Dự án đồng hồ kỹ thuật số Morphing
• Tài nguyên hiển thị ma trận Adafruit
• Có thể hướng dẫn với các dự án ma trận LED
• Thêm điều khiển BLE của Android
• Làm thế nào về một trò chơi hay của Tetris?
• CHIP-8 Trò chơi (ban đầu dành cho màn hình 64x32)
• Thư viện để sử dụng với IDF ESP32 (không phải Arduino)
• Mười trò chơi điện tử tự làm tuyệt vời từ WIRED

Vui lòng gửi liên kết đến dự án của bạn để chúng tôi có thể chia sẻ nó với những người khác bên dưới:

• Đồ chơi Vật lý của JeffG
• Trò chơi rắn từ Collene
• Đi nhanh Rẽ trái trò chơi từ ppervink
• Mã giao dịch tiền điện tử từ ananseMugen
• Đồng hồ đếm ngược Giáng sinh từ rznazn

Bước 7: HACK PLANET

Nếu bạn yêu thích phần mềm có thể hack được này và muốn có một hộp đồ điện tử và công nghệ máy tính có thể hack được gửi đến hộp thư của bạn mỗi tháng, vui lòng tham gia cuộc cách mạng bằng cách lướt qua HackerBoxes.com và đăng ký để nhận hộp bất ngờ hàng tháng của chúng tôi.

Tiếp cận và chia sẻ thành công của bạn trong các bình luận bên dưới hoặc trên Trang 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. Cảm ơn bạn đã là một phần của HackerBoxes!