HackerBox 0025: Flair Ware: 15 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Flair Ware: aquest mes, els hackers de HackerBox estan construint una varietat d’elements electrònics per utilitzar-los com a portables, demostracions o fins i tot adorns de vacances. Aquest manual instructiu conté informació per treballar amb HackerBox # 0025, que podeu recollir aquí fins a esgotar els subministraments. A més, 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.

Temes i objectius d'aprenentatge per a HackerBox 0025:

• Munteu una senzilla placa de circuit alimentada amb cèl·lules de monedes amb LEDs intermitents
• Exploreu els oscil·ladors analògics en cascada per implementar una insígnia portable
• Experimenteu amb diversos dispositius Digispark per a projectes Arduino en miniatura
• Interconnecteu mòduls LilyPad usables que inclouen LEDs NeoPixel a tot color
• Programa els microcontroladors ATtiny85 en blanc mitjançant USBasp

HackerBoxes és el servei de caixa de subscripció mensual per a electrònica de bricolatge i tecnologia informàtica. Som aficionats, creadors i experimentadors. Som els somiadors dels somnis. HACK EL PLANETA!

Pas 1: HackerBox 0025: contingut de la caixa

• HackerBoxes # 0025 Targeta de referència col·leccionable
• Kit portable LED Star
• Kit d'insígnies de nom de ciclisme de colors
• Kit de vestir BitHead ATtiny85
• Digispark DevBoard endollable
• Microcontrolador extra ATtiny85 8DIP
• CJMCU LilyTiny Digispark Module
• Tres mòduls LilyPad NeoPixel
• Mòdul de cèl·lules de moneda LilyPad
• CR2032 Cèl·lules de moneda de liti
• Programador USB USB Atmel AVR
• Tauler de prototipatge verd 4x6cm
• Dorsals de pins de solapa
• Tub retràctil: varietat de 100 peces
• Tin Project Box
• Etiqueta exclusiva de HackerBoxes
• Gorra de punt exclusiva HackerBoxes

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 bricolatge i curiositat per part dels pirates informàtics. L’electrònica de bricolatge dur no és una recerca trivial i no l’emperem. L’objectiu és el progrés, no la perfecció. Quan persisteix i gaudeix de l’aventura, es pot obtenir una gran satisfacció a partir de l’aprenentatge de noves tecnologies i amb l’esperança que alguns projectes funcionin. Us suggerim fer cada pas lentament, tenint en compte els detalls i sense dubtar mai a demanar ajuda.

PREGUNTES FREQÜENTS: Necessitem un gran favor dels membres de HackerBox. Preneu-vos uns minuts per revisar les PMF del lloc web de HackerBoxes abans de contactar amb el servei d'assistència. Tot i que, òbviament, volem ajudar tots els membres tant com sigui necessari, la majoria dels nostres correus electrònics d’assistència impliquen problemes administratius senzills que es tracten molt clarament a les PMF. Gràcies per entendre!

Pas 2: expresseu-vos amb els portables

Hem de parlar del vostre estil. L’electrònica portable pot ser una forma cridanera d’aprendre sobre la miniaturització, la reducció de potència i el disseny estètic de PCB. Realment podeu expressar-vos amb projectes com aquest. Poseu-los, decoreu el vostre espai de treball o, fins i tot, utilitzeu-los com a adorns de vacances. Sigues creatiu i comparteix amb el món el teu propi país de les meravelles hivernals.

Pas 3: LED Star Wearable

Comencem amb un exemple bastant elegant per la seva senzillesa. Aquest disseny compta amb cinc LEDs de 5 mm intermitents. Com que aquests LED són intermitents, no cal cap circuit de control extern. Les úniques altres parts són un clip de cèl·lula de moneda CR2032 i un interruptor d’encès / apagat.

Muntatge: Orienteu el clip de la cèl·lula de la moneda i els cinc LED segons les marques de la serigrafia del PCB. Tingueu en compte que cada LED té un "costat pla" que es mostra al tauler. Abans de col·locar el clip de la bateria, esteneu completament els tres coixinets amb soldadura. Tot i que no es solda res amb el coixinet central, alguns estanys ajuden a construir una mica el coixinet per assegurar un bon contacte amb la superfície negativa de la cèl·lula de la moneda. Després de soldar, accioneu l'interruptor diverses vegades per netejar els contactes de runa o oxidació.

Pas 4: kit d'insígnies de nom de ciclisme per colors

Aquesta insígnia en miniatura compta amb divuit LEDs amb ciclisme de color controlat completament per oscil·ladors analògics. Aquest disseny analògic ens recorda que els microcontroladors, per molt que ens encantin, no sempre són necessaris per obtenir resultats interessants. El conjunt de la placa de circuit complet es pot utilitzar com a insígnia parpellejant.

Contingut del kit:

• Tauler de circuits impresos morats personalitzats
• Dos clips de cèl·lules de moneda CR2032
• Sis LEDs VERMELLS de 3 mm
• Sis LED taronja de 3 mm
• Sis LEDs grocs de 3 mm
• Tres transistors NPN 9014
• Tres condensadors de 47uF (tingueu en compte que també hi ha un condensador de 10uF)
• Tres resistències d'1K ohm (marró-negre-vermell)
• Tres resistències de 10K ohmis (marró-negre-taronja)
• Interruptor de lliscament
• Presa JST-PH amb cua
• Adhesiu amb tres cares de senyal intercanviables

Pas 5: nom de la teoria de l'operació de la insígnia

El disseny compta amb tres oscil·ladors en cascada per controlar el color del LED. Cadascuna de les resistències de 10K i condensadors de 47uF forma un oscil·lador RC que empeny periòdicament el transistor associat. Els tres oscil·ladors RC es col·loquen en cascada en una cadena per mantenir-los en bicicleta fora de fase, cosa que fa que el parpelleig aparegui aleatori al voltant del signe. Quan el transistor està "encès", el corrent passa pel seu banc de 6 LEDs i la seva resistència limitadora de corrent de 1K fent que aquest banc de 6 LED parpellegi.

Aquí teniu una bona explicació del concepte bàsic mitjançant una única etapa (un oscil·lador i un transistor).

Pas 6: nom del conjunt del kit de la insígnia

Utilitzeu l’esquema i el diagrama de col·locació de PCB mentre munteu el kit de distintiu de nom.

Hi ha dos valors diferents de resistències. No són intercanviables. Per mantenir-los rectes, observeu els valors de l’esquema i els números de peça del diagrama de col·locació. Les resistències no estan polaritzades. Es poden inserir en qualsevol direcció.

Tingueu en compte que hi ha tres "bancs" de LEDs D1-D6, D7-D12 i D13-D18. Cada banc hauria de tenir un sol color per tal d’equilibrar la càrrega actual i també per obtenir un bon efecte visual. Per exemple, els LEDs D1-D6 podrien ser de color vermell, D7-D12 de color taronja i D13-D18 de color groc.

Els condensadors estan polaritzats. Tingueu en compte el "+" que es fa al digrama de col·locació i el marcatge "-" al propi condensador. Evidentment, indiquen pins oposats.

Els LED també estan polaritzats. Tingueu en compte el marcatge "+" al diagrama d'ubicació. El pin llarg del LED hauria d'estar "+" en aquest forat. El "costat pla" del LED ha de ser adjacent a l’ALTRES forat.

Estanyeu completament els tres coixinets per a cadascun dels clips de cèl·lules de monedes amb soldadura. Tot i que no es solda res amb els coixinets centrals, l’estanyat ajuda a construir el coixinet per assegurar un bon contacte amb la cèl·lula de la moneda corresponent.

Després de soldar, accioneu l'interruptor diverses vegades per netejar els contactes de runa o oxidació.

Una de les etiquetes es pot col·locar al centre de la insígnia de nom completada.

Les imatges o les imatges dels pins poden estar enganxades a la part posterior de la insígnia de nom.

Tingueu cura de no reduir els dos clips de les cel·les de monedes mentre es porta la insígnia.

Pas 7: Digispark

Digispark és un projecte de codi obert finançat originalment a través de Kickstarter. És una placa compatible Arduino superminiatura basada en ATtiny que utilitza l’Atmel ATtiny85. L'ATtiny85 és un microcontrolador de 8 pins que és un cosí proper del típic xip Arduino, l'ATMega328P. L'ATtiny85 té aproximadament una quarta part de la memòria i només sis pins d'E / S. Tot i això, es pot programar des de l’IDE Arduino i encara pot executar codi Arduino sense cap problema.

Com que és un disseny de codi obert, hi ha moltes variacions al Digispark. Alguns dels més comuns es mostren aquí. Treballarem amb un parell d’aquests.

La revisió de l’esquema hauria de fer immediatament la pregunta: "On és el xip USB?"

Micronucleus és la peça màgica que permet que el disseny de Digispark funcioni sense un xip d’interfície USB. Micronucleus és un carregador d’arrencada dissenyat per a microcontroladors AVR ATtiny amb una interfície USB mínima, una eina de càrrega de programes basada en libusb multiplataforma i un gran èmfasi en la compacitat del carregador d’arrencada. És, amb diferència, el carregador d’arrencada USB més petit de l’AVR ATtiny.

CONDUCTOR DE LIBUSB

libusb és una biblioteca C que proporciona accés genèric als dispositius USB. Està destinat a ser utilitzat pels desenvolupadors per facilitar la producció d'aplicacions que es comuniquen amb maquinari USB. La funcionalitat de libusb hauria d’estar disponible automàticament a Linux i OSX. És possible que sigui necessari un controlador, com ara zadig, per a les màquines Windows.

Pas 8: Digispark com USB Rubber Ducky

El USB Rubber Ducky és una eina de pirates informàtics preferida. És un dispositiu d'injecció de cops de tecla disfressat com una unitat flaix genèrica. Els ordinadors el reconeixen com un teclat normal i accepten automàticament les seves càrregues de pulsació de tecla preprogramades a més de 1000 paraules per minut. Seguiu l’enllaç per obtenir més informació sobre Duckies de goma de Hak5, on també podeu comprar l’oferta real. Mentrestant, aquest vídeo tutorial mostra com utilitzar un Digispark com un Rubber Ducky. Un altre vídeo tutorial mostra com convertir els scripts de Rubber Ducky per executar-los al Digispark.

Pas 9: CJMCU LilyTiny i NeoPixels

El CJMCU LilyTiny utilitza el mateix disseny de maquinari i carregador d’arrencada que el Digispark. No obstant això, el LilyTiny està construït sobre un PCB de color porpra que recorda les taules LilyPad. Llegiu més sobre els equips portables de LilyPad aquí.

PARPEL LED FLASH

El nostre primer pas serà llampar el LilyTiny amb l’exemple de parpelleig de LED només per assegurar-nos que les nostres eines estan en ordre.

Si no teniu instal·lat l’IDE Arduino, feu-ho primer.

Seguiu les instruccions aquí per carregar el suport digistump a l'IDE Arduino.

Carregueu el codi d'exemple "Inici":

Fitxer-> Exemples-> Digispark_Exemples-> Inici

Feu clic al botó de càrrega. L'IDE us indicarà que connecteu el tauler objectiu. Un cop ho feu, el programador Digispark escanejarà els ports USB i programarà ATtiny85.

Un cop finalitzada la càrrega, el LED hauria de parpellejar.

Com a prova, podeu canviar AMB LES declaracions "delay (1000)" per "delay (100)" i reflash.

Ara el LED hauria de parpellejar deu vegades més ràpid (el retard ha canviat de 1000 a 100).

M MODDULS LILYPAD NEOPIXEL

Connecteu els tres mòduls NeoPixel com es mostra aquí.

Carregueu el codi de demostració de prova de cadena a l'IDE:

Fitxer-> Exemples -> (per a Digispark) -> NeoPixel-> strandtest

Al codi: canvieu el paràmetre 1 (nombre de píxels a la tira) a 3 Canvieu el paràmetre 2 (número de pin Arduino) a 3

Pengeu i gaudiu de l'espectacle de llums, tot sense cap xip USB.

Pas 10: USBasp - Programador USB Atmel AVR

Quan compreu un xip ATtiny85 en brut (com els dos xips DIP de 8 pines d’aquesta caixa) de Mouser o DigiKey, queda completament en blanc. Els xips no tenen micronucleus ni cap altre carregador d’arrencada. Hauran de ser programats. Per exemple, utilitzant un ISP (programador en circuit).

USBasp és un programador USB en circuit per a controladors Atmel AVR. Simplement consisteix en un ATMega88 o un ATMega8 i un parell de components passius. El programador utilitza un controlador USB només de microprogramari, no es necessita cap controlador USB especial.

Introduïu l'ATtiny85 a la placa de desenvolupament connectable (tingueu en compte l'indicador de pin one) i connecteu la placa a l'USBasp com es mostra aquí.

Afegiu suport ATtiny al vostre IDE Arduino (consulteu els detalls a High-LowTech):

A preferències, afegiu una entrada a la llista d'URL del gestor de taulers per a:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

A Eines-> Taulers-> Gestors de taulers, afegiu el paquet d'administrador de taulers d'ATtiny de David A. Mellis.

Això afegirà els taulers ATtiny a la llista de taulers, on ara podeu seleccionar …

Taula: ATtiny25 / 45/85 Processador: ATtiny85 Rellotge: 1 MHz intern

[NOTA IMPORTANT: Mai configureu el rellotge com a rellotge extern tret que el xip tingui una font de rellotge externa.]

Carregueu l'exemple de codi per a "parpellejar"

Canvieu LED_BUILTIN a 1 en tres llocs d'aquest esbós i pengeu-lo a l'ATtiny85 mitjançant USBasp.

El LED PlugBable DevBoard ara hauria de parpellejar igual que el LED LilyTiny fora de la caixa.

Nota al peu de pàgina: utilitzar el DevBoard connectable com a parc Digis:

Tècnicament, aquí estem utilitzant el PlugBable DevBoard com a sortida per connectar l’USBasp, no com a Digispark. Per utilitzar-lo com a Digispark, s’haurà de programar el microcontrolador amb la càrrega d’arrencada del micronucli que es pot descarregar aquí.

Pas 11: Kit portable de BitHead ATtiny85

BitHead és el crani de mascota super sexy de HackerBox. Aquest mes, arriba en forma de PCB preparat per fer saltar un micro ATtiny85, un brunzidor piezoelèctric i un parell de globus oculars NeoPixel.

Contingut del kit:

• Tauler de circuits impresos BitHead negre personalitzat
• Dos clips de cèl·lules de moneda CR2032
• Socket DIP de 8 pines
• Circuit integrat DIP ATtiny85 de 8 pines
• Buzzer Piezo passiu
• Dos LED NeoPixel rodons de 8 mm
• Condensador de 10uf
• Interruptor de lliscament
• Presa JST-PH amb cua

Pas 12: Muntatge de BitHead Wearable

Com que la serigrafia del PCB s’utilitza per a il·lustracions, els indicadors de serigrafia típics no estan presents al PCB. En el seu lloc, es mostren aquí com un diagrama de muntatge. Orienteu amb cura el brunzidor, el condensador, el sòcol DIP8 i tots dos NeoPixels segons les marques d’aquest diagrama de muntatge. Els cables del NeoPixels tenen un punt ample a uns pocs mil·límetres de la cúpula de plàstic. Són difícils d’obtenir a través dels forats del PCB, de manera que pot ajudar-vos a tallar els cables just per sobre d’aquests abans d’inserir-los. Assegureu-vos de deixar prou cables perquè s’estenguin a través del PCB per soldar.

Recordeu estanyar completament els tres coixinets per als clips de cèl·lules de moneda amb soldadura. Tot i que no es solda res amb els coixinets centrals, estanyar-los ajuda a construir el coixinet per garantir un bon contacte.

Pas 13: programació portable de BitHead

L'esbós adjunt "WearableSkull.ino" demostra controlar el brunzidor i els LED de BitHead des d'un ATtiny85.

Utilitzeu el DevBoard connectable per programar l'esbós a l'ATtiny85.

Per utilitzar la biblioteca NeoPixel, hem de superar la freqüència de rellotge interna d'1 MHz a 8 MHz a Eines-> Rellotge. Sempre que canvieu la freqüència de rellotge, heu de realitzar una operació de "Gravador d'arrencada" a les eines, feu-ho ara també.

Pengeu el programa de demostració BitHead a l'ATtiny85, traieu el xip amb compte amb un petit tornavís de cap pla, connecteu el xip (orientació mental) a BitHead, gireu l'interruptor i, si tot està bé … ESTÀ VIVU!

Podeu jugar amb els llums i els sons. Vegeu quant triga a fartar-se del cicle de "cremar i aprendre" de fer entrar i sortir el xip. Benvinguts de nou als anys vuitanta.

Pas 14: mini insígnia de PCB BitHead

Aquesta aplicació alternativa del PCB de la mascota BitHead requereix dos LED de 5 mm que parpellegen per als globus oculars en lloc de dos NeoPixels. Com que els LED són intermitents, no cal cap circuit de control.

PREPAR ELS LED

Els cables dels dos LED tenen un punt ample a uns pocs mil·límetres de la cúpula de plàstic. Són difícils d’aconseguir a través dels forats del PCB. Talleu els cables just per sobre dels punts amplis tal com es mostra a la imatge. Assegureu-vos de deixar prou cables perquè s’estenguin pel PCB per soldar.

POSTERIOR DEL PCB

Els LED que fan intermitents només requereixen un dels dos clips de bateria. Reduïu els coixinets superiors de la bateria tal com es mostra a la imatge. Utilitzeu un dels cables retallats dels LED com a fil conductor.

Esteneu els tres coixinets per al clip de la cèl·lula inferior amb soldadura. Tot i que no es solda res amb el coixinet central, l'estanyar ajuda a construir el coixinet per assegurar un bon contacte amb la cèl·lula de la moneda.

Orienteu el clip de la moneda com es mostra a la serigrafia i soldeu les dues pestanyes al seu lloc.

CARA FRONTAL DEL PCB

Orienteu acuradament els LED retallats segons les marques de "punt pla" de la imatge. Els cables entren al centre dos forats, deixant els dos forats exteriors inutilitzats. Premeu lleugerament els cables perquè coincideixin amb l’espaiat dels forats i, a continuació, osseu el LED suaument al seu lloc.

Amb els LEDs i l’interruptor inserits des de la part frontal del PCB. Soldeu els cables a la part posterior del PCB.

TOCS D'ACABAT

Conductes soldats tallats a ras de la part posterior del PCB.

Introduïu la cel·la de la moneda.

Accioneu l'interruptor diverses vegades per netejar els contactes de runa o oxidació.

TREPANACIÓ OPCIONAL

Com que no es fa servir el clip superior de la cèl·lula de la moneda, hi ha espai per practicar un forat per fixar una cadena de bola o cordó.

Pas 15: piratejar el planeta

Si us ha agradat aquest Instrucable i voleu rebre una caixa de projectes electrònics i informàtics com aquest directament a la vostra bústia de correu cada mes, uniu-vos-hi subscrivint-vos AQUÍ.

Arribeu i compartiu el vostre èxit als comentaris següents o a la pàgina de Facebook de HackerBoxes. Indiqueu-nos si teniu cap pregunta o necessiteu ajuda per res. Gràcies per formar part de HackerBoxes. Si us plau, mantingueu els vostres suggeriments i suggeriments. HackerBoxes són LES VOSTRES caixes. Fem alguna cosa genial!