HackerBox 0052: Freeform: 10 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Salutacions als hackers de HackerBox de tot el món! HackerBox 0052 explora la creació d’escultures de circuits de forma lliure, incloent un exemple de LED chaser i la vostra elecció d’estructures basades en mòduls LED WS2812 RGB. L'Arduino IDE està configurat per a l'Arduino Nano i experimentem amb la programació de microcontroladors ATtiny85 per a les nostres escultures de forma lliure mitjançant l'Arduino Nano. Les màquines mentals són provades per entrenar les ones cerebrals per a la relaxació, la creativitat i la meditació. Els commutadors MOSFET s’exploren per controlar càrregues de corrent elevades mitjançant pins simples d’IO de microcontrolador.

Aquesta guia conté informació per començar a utilitzar HackerBox 0052, que es pot comprar aquí fins que esgotin els subministraments. Si voleu rebre un HackerBox com aquest a la vostra bústia de correu cada mes, subscriviu-vos a HackerBoxes.com i uniu-vos a la revolució.

HackerBoxes és el servei de caixa de subscripció mensual per a pirates informàtics i entusiastes de l’electrònica i la tecnologia informàtica. Uneix-te a nosaltres i viu la HACK LIFE.

Pas 1: Llista de contingut per a HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Vint mòduls LED RGB WS2812B
• Microcontrolador ATtiny85 DIP8
• Llum LED USB (els colors varien)
• Xip de temporitzador 555
• CD4017 Xip de comptador
• Taula de pa sense soldadura de 400 punts
• Filferro esculpit de forma lliure de coure 18G
• Cable USB Home-Femella
• Cable macho-femella estèreo de 3,5 mm
• Jack PCB estèreo de 3,5 mm
• Dos MOSFET de canal P AOD417
• Dos MOSFET de canal N AOD514
• Potenciòmetre 100K
• Potenciòmetre de 10 G de doble colla
• Quinze LED de 5 mm verds
• Clip de bateria de 9V amb cables
• Tres condensadors electrolítics de 10uF
• Un condensador electrolític de 1uF
• Dues preses de xip DIP8
• Una presa de xip DIP16
• Resistències: 680R, 1,5K i 4,7K Ohm
• Adhesiu de teclat guerrer pirata
• Adhesiu de pirata informàtic Phish Hook
• Ulleres de sol esportives exclusives HackerBox

Algunes altres coses que us seran útils:

• Soldador, soldador i eines bàsiques de soldadura
• Ordinador per executar eines de programari

El més important és que necessiteu un sentiment d’aventura, esperit de pirata informàtic, paciència i curiositat. Construir i experimentar amb electrònica, tot i que és molt gratificant, pot ser complicat, desafiant i fins i tot frustrant de vegades. L’objectiu és el progrés, no la perfecció. Quan persisteix i gaudeix de l'aventura, d'aquesta afició es pot obtenir una gran satisfacció. Feu cada pas lentament, tingueu en compte els detalls i no tingueu por de demanar ajuda.

A les preguntes freqüents sobre HackerBoxes hi ha una gran quantitat d’informació per a membres actuals i potencials. Gairebé tots els correus electrònics d’assistència no tècnica que rebem ja s’hi responen, així que agraïm molt que dediqueu uns minuts a llegir les PMF.

Pas 2: circuits de forma lliure

Tal com es descriu en aquesta entrada de Hackaday, la tècnica de muntatge de circuits sense substrat té molts noms: flywire, deadbug, cablejat punt a punt o circuits de forma lliure. De vegades, aquesta tècnica s'utilitza amb finalitats pràctiques, com ara la correcció d'errors de disseny després de la producció, però probablement és més interessant que s'utilitzi per crear art a partir de circuits electrònics.

Normalment, construït a partir de filferro de coure, material d'alumini o barres de llautó, l'electrònica de forma lliure adopta diverses formes i pot ser increïblement bella i creativa, tal com es veu en aquests exemples …

• Electrònica de forma lliure com a art
• Prototipatge Deadbug i electrònica de forma lliure
• Il·lustració electrònica de Peter Vogel
• Joies LED
• Eirik Brandal Escultures electròniques
• Circuits de sintetització escultòrica
• Vídeo de presentació de Mohit Bhoite de Hackaday Supercon
• Concurs de Scultura del Circuit Hackaday
• Esquelet Veure vídeo

Per què no compartiu algunes imatges i idees dels vostres propis intents d’escultura en circuit lliure?

Pas 3: Chaser LED de forma lliure

Un circuit interessant per al vostre primer intent d’escultura de forma lliure és un LED Chaser com el que es mostra en aquest vídeo.

El filferro de calibre 18 es pot formar al seu lloc amb la mà o mitjançant alicates.

Les parts més pesades, com la bateria de 9V o el potenciòmetre, es poden situar a la part inferior de l’estructura per proporcionar una base estable.

Els endolls DIP es poden utilitzar per als dos xips IC per evitar danys per calor durant la soldadura.

Pas 4: Arduino Nano

L'Arduino Nano és un dels mòduls MCU preferits. Els fem servir per a diversos experiments i sistemes de bricolatge.

La placa Arduino Nano inclosa inclou pins de capçalera que no es solden al mòdul. Deixeu els passadors apagats per ara. Realitzeu les proves inicials al mòdul Arduino Nano abans de soldar els pins de la capçalera. Tot el que es necessita és un cable MiniUSB i la placa Arduino Nano tal com surt de la bossa.

Si no heu utilitzat un Arduino Nano recentment, consulteu la Guia per a HackerBox 0051 per obtenir informació sobre l’Arduino IDE, el xip pont CH340G USB / Serial i com realitzar la validació inicial d’esbós “parpelleig” del mòdul Arduino Nano i cadena d'eines. Després de comprovar-ho tot, soldeu els passadors de capçalera al Nano.

Si voleu informació introductòria addicional per treballar a l’ecosistema Arduino, consulteu la Guia del Taller HackerBoxes Starter, que inclou diversos exemples i un enllaç a un llibre de text PDF Arduino.

Pas 5: Programació de la MCU ATtiny85 mitjançant Arduino Nano

Aquest vídeo mostra com utilitzar ràpidament l'Arduino Nano (executant ArduinoISP) i un condensador per programar el microcontrolador ATtiny85 des de l'IDE Arduino.

Pas 6: mòduls LED RGB de forma lliure

Els mòduls LED RGB (basats en components WS2812B) són un mitjà excel·lent per a l’ESCULTURA DE CIRCUITS DE FORMA LLIURE, especialment quan són impulsats per la MCU ATtiny85 de 8 pines. Es poden soldar diverses estructures i es poden programar patrons de llum / color creatius a la MCU.

Per al nostre exemple, hem instal·lat a la biblioteca FastLED de l'IDE Arduino.

Comenceu amb l'esbós senzill:

Exemples> FastLED> ColorPalette

Només cal canviar:

#define LED_PIN a qualsevol pin IO utilitzat per al LED "data in"

#defineu NUM_LEDS a la quantitat de LED que hi hagi a la cadena

#defineu BRIGHTNESS a un valor al voltant de 10-15 per estalviar energia

i

#define LED_TYPE a WS2812B

Pas 7: Màquines mentals

Segons la wikipedia, les màquines mentals també es coneixen com a "màquines del cervell" o "màquines de so i llum".

Les màquines mentals solen utilitzar llums intermitents i so rítmic per alterar la freqüència de les ones cerebrals de l'usuari. Això pot induir estats profunds de relaxació, concentració i, en alguns casos, estats de consciència alterats, que s’han comparat amb els obtinguts de la meditació i l’exploració xamànica.

Mind Machines pot generar senyals per a llums intermitents incrustades en ulleres que porta l’usuari que observa les llums a través de les parpelles amb els ulls tancats.

Les màquines mentals també generen estímuls d'àudio, incloent batecs binaurals, que es perceben a la diferència de freqüència quan es presenten dues ones sinusoïdals de to pur diferents a un oient de manera dicòtica (una a través de cada oïda). Per exemple, si es presenta un to pur de 530 Hz a l’oïda dreta d’un subjecte, mentre que un to pur de 520 Hz es presenta a l’oïda esquerra del subjecte, l’oient percebrà la il·lusió auditiva d’un tercer to. El tercer so s’anomena batec binaural i, en aquest exemple, tindria un to percebut que es correlacionaria amb una freqüència de 10 Hz, que és la diferència entre els tons purs de 530 Hz i 520 Hz presentats a cada oïda.

AVÍS IMPORTANT DE SEGURETAT:

Els llums intermitents ràpidament poden ser perillosos per a persones amb epilèpsia fotosensible o altres trastorns nerviosos. Si sou sensible als llums intermitents o teniu antecedents d’epilèpsia, convulsions o altres trastorns nerviosos, eviteu aquests dispositius o qualsevol altre projecte amb llums intermitents.

Pas 8: Plataforma de màquines mentals de bricolatge

Es pot muntar una plataforma Mind Machine tal com es mostra aquí mitjançant l'Arduino Nano programat amb l'esbós adjunt mind_demo. L’esbós entrena a Alpha Brainwaves de 9Hz mitjançant llums i ritmes binaurals. Alpha Brainwaves pot afavorir la relaxació profunda, tal com es comenta aquí. El codi es pot canviar i ampliar per explorar altres freqüències d’ones cerebrals o patrons d’entrenament.

Tingueu en compte que mind_demo requereix dues biblioteques: FastLED i ToneLibrary, que es poden trobar amb Eines> Gestiona biblioteques dins de l’IDE Arduino. Es necessita la biblioteca de tons especial perquè la funcionalitat de tons estàndard Arduino no pot generar dos tons diferents alhora.

Dos dels mòduls WS2812B (en una cadena de dos) són el prefecte per col·locar-los a les lents de les ulleres de sol. Es poden connectar al circuit del controlador mitjançant el cable d’àudio de 3,5 mm. El cable d'àudio de 3,5 mm es pot tallar a prop de l'extrem femella. L’extrem femella es connecta al circuit MCU i el cable llarg amb l’extrem mascle es pot connectar als LED de les ulleres. Això fa que sigui una bona interfície endollable per a les ulleres LED.

Alguna cinta adhesiva o cianoacrilat funciona molt bé per fixar els LED a les ulleres. La cola calenta sol tenir problemes per unir-se al plàstic llis com les lents de les ulleres de sol. Si voleu mostrar els tons exclusius de HackerBox com a tons reals, només cal que premeu la guantera, el calaix brossa o la botiga local de dòlars per obtenir unes ulleres de sol diferents per sacrificar-vos a aquest projecte.

El circuit d'àudio de doble banda funciona bé per conduir auriculars o auriculars estàndards connectats al connector PCB de 3,5 mm.

Pas 9: MOSFET per canviar càrregues de corrent elevat

Alguna vegada heu volgut controlar els dispositius que atrauen més corrent del que suporten els pins IO de la vostra MCU? Què hi ha de controlar dispositius a diferents voltatges que el MCU?

Val la pena veure aquest vídeo d’Andreas Spiess. Andreas repassa (la majoria de) els detalls sagnants per determinar quins tipus de transistors hem de tenir a mà per canviar les càrregues de potència dels nostres projectes digitals / MCU. Ho resumeix en tenir:

FET de canal N per canviar càrregues laterals baixes i

FET de canal P per canviar càrregues laterals altes.

S'inclouen un parell de cadascun per experimentar amb l'encesa i apagada d'una càrrega USB (llum LED). Obriu el cable d’extensió USB. Utilitzeu un canal P FET (pins D i S) per canviar el cable vermell (costat alt). O feu servir un FET de canal N (pins D i S) per canviar el cable negre (costat baix). Connecteu el senyal de control de la MCU a través d’una de les resistències de 680 ohms al pin de la porta (G) del FET i controleu-lo. Proveu també les "mans màgiques" del pin G tal com es mostra al vídeo. Tingueu en compte que les "mans màgiques" només funcionen en una direcció, però un curt pas de la porta a 5V o GND farà girar l'interruptor FET.

Després d’experimentar aquests escenaris d’alimentació USB per al commutament FET, podeu reutilitzar les dues "coletes" USB posant clips de cocodril als cables negre i vermell. El costat del sòcol USB es pot retallar a un subministrament de 5 V i després es pot utilitzar per alimentar qualsevol aparell USB que connecteu al sòcol. El costat de l'endoll USB es pot utilitzar per alimentar els clips (i qualsevol altre tipus de connexió) des de qualsevol subministrament USB o berruga de paret. Aquestes cues de pinyó de cocodril són útils per a diversos escenaris de prova i mesura, de manera que és possible que vulgueu tenir-les a mà al vostre banc de treball.

Pas 10: Utilitzeu ombres

El futur de l’electrònica, la tecnologia informàtica i la seguretat de la informació és tan brillant que heu de portar els tons HackerBox.

Recordeu compartir els vostres projectes de HackerBox 0052 als comentaris següents o al grup de Facebook de HackerBoxes. Recordeu també que podeu enviar un correu electrònic a [email protected] en qualsevol moment si teniu alguna pregunta o necessiteu ajuda.

Que segueix? Uneix-te a la revolució. Viu el HackLife. Obteniu una caixa d’equips piratejables que es lliuri directament a la vostra bústia de correu cada mes. Navegueu a HackerBoxes.com i inscriviu-vos a la vostra subscripció mensual a HackerBox.