HackerBox 0052: произвольная форма: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Приветствуем хакеров HackerBox со всего мира! HackerBox 0052 исследует создание скульптур из схем произвольной формы, включая пример слежения за светодиодами и ваш выбор структур на основе светодиодных модулей WS2812 RGB. IDE Arduino настроена для Arduino Nano, и мы экспериментируем с программированием микроконтроллеров ATtiny85 для наших скульптур произвольной формы с использованием Arduino Nano. Психологические машины проверены на тренировку мозговых волн для расслабления, творчества и медитации. Переключатели MOSFET используются для управления сильноточными нагрузками с помощью простых выводов ввода-вывода микроконтроллера.

Это руководство содержит информацию для начала работы с HackerBox 0052, которую можно приобрести здесь, пока расходные материалы есть в наличии. Если вы хотите получать такой HackerBox прямо в свой почтовый ящик каждый месяц, пожалуйста, подпишитесь на HackerBoxes.com и присоединяйтесь к революции!

HackerBoxes - это ежемесячная абонентская служба для хакеров и энтузиастов электроники и компьютерных технологий. Присоединяйтесь к нам и живите ВЗЛОМАННОЙ ЖИЗНЬЮ.

Шаг 1. Список содержимого для HackerBox 0052

• Ардуино Нано
• Двадцать светодиодных модулей WS2812B RGB
• Микроконтроллер ATtiny85 DIP8
• Светодиодная лампа USB (цвета могут быть разными)
• Чип таймера 555
• Чип счетчика CD4017
• Макетная плата без пайки, 400 точек
• Медная скульптурная проволока произвольной формы 18G
• USB-штекер-гнездо
• Стерео кабель штекер-гнездо 3,5 мм
• Стерео разъем для печатной платы 3,5 мм
• Два полевых МОП-транзистора с P-каналом AOD417
• Два N-канальных полевых МОП-транзистора AOD514
• Потенциометр 100K
• Двухканальный потенциометр 10K
• Пятнадцать зеленых светодиодов диаметром 5 мм
• Зажим аккумулятора 9 В с выводами
• Три электролитических конденсатора по 10 мкФ
• Один электролитический конденсатор емкостью 1 мкФ
• Два гнезда для микросхем DIP8
• Одно гнездо для микросхемы DIP16
• Резисторы: 680R, 1,5 кОм и 4,7 кОм
• Стикер клавиатуры воин хакер
• Стикер Phish Hook Hacker
• Эксклюзивные спортивные солнцезащитные очки HackerBox

Еще кое-что, что будет полезно:

• Паяльник, припой и основные паяльные инструменты
• Компьютер для работы программных средств

Самое главное, вам понадобится чувство приключений, хакерский дух, терпение и любопытство. Создание электроники и эксперименты с ней, хотя и приносят большие плоды, могут быть сложными, сложными и временами даже разочаровывающими. Цель - прогресс, а не совершенство. Когда вы упорствуете и наслаждаетесь приключениями, это хобби может принести большое удовлетворение. Делайте каждый шаг медленно, помните о деталях и не бойтесь просить о помощи.

В FAQ по HackerBoxes есть много информации для нынешних и потенциальных участников. Почти на все письма, не относящиеся к технической поддержке, которые мы получаем, там уже есть ответы, поэтому мы очень признательны за то, что вы уделили несколько минут чтению часто задаваемых вопросов.

Шаг 2: схемы произвольной формы

Как описано в этой статье на Hackaday Entry, методика сборки схем без подложки имеет много названий: flywire, deadbug, двухточечная проводка или схемы произвольной формы. Иногда этот метод используется в практических целях, например, для исправления ошибок дизайна после обработки, но, что, вероятно, более интересно, он используется для создания произведений искусства из электронных схем.

Электроника произвольной формы, обычно построенная из медной проволоки, алюминиевой заготовки или латунных стержней, принимает различные формы и может быть удивительно красивой и креативной, как видно из этих примеров …

• Произвольная электроника как искусство
• Прототипирование Deadbug и электроника произвольной формы
• Электроника Работа Петера Фогеля
• Светодиодные украшения
• Электронные скульптуры Эйрика Брандала
• Скульптурные схемы синтезатора
• Видео презентации Мохита Бхойта от Hackaday Supercon
• Конкурс Hackaday Circuit Sculture Contest
• Скелет Смотреть видео

Почему бы не поделиться некоторыми изображениями и идеями ваших собственных попыток скульптуры произвольной формы?

Шаг 3. Светодиодный чейзер произвольной формы

Интересной схемой для вашей первой попытки скульптуры произвольной формы является светодиодный охотник, подобный показанному в этом видео.

Проволоку 18 калибра можно закрепить вручную или с помощью плоскогубцев.

Более тяжелые части, такие как батарея 9 В или потенциометр, могут быть расположены внизу конструкции, чтобы обеспечить стабильное основание.

Гнезда DIP могут использоваться для двух микросхем IC, чтобы избежать теплового повреждения при пайке.

Шаг 4: Arduino Nano

Arduino Nano - один из любимых модулей MCU. Мы используем их для различных экспериментов и систем DIY.

На прилагаемой плате Arduino Nano есть контакты, которые не припаяны к модулю. Пока оставьте булавки отключенными. Выполните начальные испытания модуля Arduino Nano перед пайкой контактов разъема. Все, что нужно, - это кабель MiniUSB и плата Arduino Nano, которая достается из сумки.

Если вы в последнее время не использовали Arduino Nano, ознакомьтесь с Руководством по HackerBox 0051 для получения информации об Arduino IDE, микросхеме моста USB / Serial CH340G, а также о том, как выполнить первоначальную проверку скетча «миганием» модуля Arduino Nano и инструментальная цепочка. После того, как все проверили, припаиваем контакты заголовка к Nano.

Если вам нужна дополнительная вводная информация для работы в экосистеме Arduino, ознакомьтесь с Руководством по семинару для начинающих HackerBoxes, которое включает несколько примеров и ссылку на учебник по Arduino в формате PDF.

Шаг 5: Программирование микроконтроллера ATtiny85 с использованием Arduino Nano

В этом видео показано, как быстро использовать Arduino Nano (под управлением ArduinoISP) и один конденсатор для программирования микроконтроллера ATtiny85 из Arduino IDE.

Шаг 6: Светодиодные модули произвольной формы RGB

Светодиодные модули RGB (на основе компонентов WS2812B) являются отличным средством для СВОБОДНОЙ СКАЛПЦИИ ЦЕПИ, особенно когда они управляются 8-контактным микроконтроллером ATtiny85. В микроконтроллер можно впаять различные структуры и запрограммировать творческие световые / цветовые узоры.

В нашем примере мы установили библиотеку FastLED в Arduino IDE.

Начнем с простого наброска:

Примеры> FastLED> ColorPalette

Просто измените:

#define LED_PIN для любого вывода IO, используемого для светодиода "data in"

#define NUM_LEDS для количества светодиодов в цепочке

# определите ЯРКОСТЬ до значения 10-15 для экономии энергии.

а также

#define LED_TYPE в WS2812B

Шаг 7: машины разума

Согласно Википедии, машины разума также известны как «Мозговые машины» или «Световые и звуковые машины».

Разум-машины обычно используют пульсирующие ритмические звуки и мигающие огни, чтобы изменить частоту мозговых волн пользователя. Это может вызвать глубокие состояния расслабления, концентрации и, в некоторых случаях, измененные состояния сознания, которые сравнивают с состояниями, полученными в результате медитации и шаманских исследований.

Разум-машины могут генерировать сигналы для пульсирующего света, встроенного в очки пользователя, который смотрит на свет через веки с закрытыми глазами.

Mind Machines также генерируют звуковые стимулы, включая бинауральные ритмы, которые воспринимаются с разницей в частоте, когда две разные синусоидальные волны чистого тона передаются слушателю дихотически (по одной через каждое ухо). Например, если чистый тон 530 Гц подается в правое ухо субъекта, а чистый тон 520 Гц подается в левое ухо субъекта, слушатель будет воспринимать слуховую иллюзию третьего тона. Третий звук называется бинауральным ритмом, и в этом примере воспринимаемая высота звука коррелирует с частотой 10 Гц, которая представляет собой разницу между чистыми тонами 530 Гц и 520 Гц, подаваемыми в каждое ухо.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ ПО БЕЗОПАСНОСТИ:

Быстро мигающие огни могут быть опасны для людей, страдающих светочувствительной эпилепсией или другими нервными расстройствами. Если вы чувствительны к мигающим огням или страдаете эпилепсией, припадками или другими нервными расстройствами, избегайте таких устройств или любых других проектов с мигающим светом.

Шаг 8: Платформа машины разума своими руками

Платформу Mind Machine можно собрать, как показано здесь, с помощью Arduino Nano, запрограммированной с помощью прикрепленного эскиза mind_demo. Эскиз тренируется для Alpha Brainwaves с частотой 9 Гц с использованием света и бинауральных ритмов. Альфа-мозговые волны могут способствовать глубокому расслаблению, как описано здесь. Код может быть изменен и расширен, чтобы исследовать другие частоты мозговых волн или тренировочные шаблоны.

Обратите внимание, что для mind_demo требуются две библиотеки: FastLED и ToneLibrary, обе из которых можно найти с помощью Инструменты> Управление библиотеками в среде Arduino IDE. Требуется специальная библиотека тонов, поскольку стандартные функции тонов Arduino не могут генерировать два разных тона одновременно.

Два модуля WS2812B (в цепочке из двух) идеально подходят для размещения в линзах солнцезащитных очков. Их можно подключить к цепи контроллера с помощью аудиокабеля 3,5 мм. Аудиокабель 3,5 мм можно обрезать рядом с женским концом. Женский конец подключается к цепи MCU, а длинный шнур с вилкой можно подключить к светодиодам в очках. Это создает удобный подключаемый интерфейс для светодиодных очков.

Клейкая лента или цианоакрилат отлично подходят для прикрепления светодиодов к очкам. Горячий клей обычно плохо связывается с гладким пластиком, например линзами солнцезащитных очков. Если вы хотите использовать свои эксклюзивные оттенки HackerBox как настоящие оттенки, просто отправляйтесь в бардачок, ящик для мусора или в местный долларовый магазин и купите другие солнцезащитные очки, чтобы пожертвовать этим проектом.

Двухканальная аудиосистема хорошо работает для управления стандартными наушниками или наушниками, подключенными к разъему для печатной платы 3,5 мм.

Шаг 9: полевые МОП-транзисторы для переключения сильноточных нагрузок

Вы когда-нибудь хотели управлять устройствами, которые потребляют больше тока, чем поддерживается контактами ввода-вывода на вашем MCU? Как насчет управления устройствами с напряжением, отличным от напряжения MCU?

Это видео Андреаса Шпиона стоит посмотреть. Андреас подробно описывает (большинство) кровавых деталей, чтобы определить, какие типы транзисторов мы должны иметь под рукой для переключения силовых нагрузок из наших цифровых проектов / микроконтроллеров. Он сводится к тому, что:

N-канальные полевые транзисторы для переключения нагрузок низкого уровня и

Полевые транзисторы с каналом P для переключения нагрузок на стороне высокого напряжения.

Пару каждого прилагается, чтобы поэкспериментировать с включением и выключением нагрузки USB (светодиодная лампа). Отрежьте удлинительный кабель USB. Используйте полевой транзистор P-канала (контакты D и S), чтобы переключить красный провод (сторона высокого напряжения). ИЛИ используйте N-канальный полевой транзистор (контакты D и S), чтобы переключить черный провод (сторона низкого напряжения). Подключите управляющий сигнал MCU через один из резисторов 680 Ом к контакту затвора (G) полевого транзистора и управляйте! Также попробуйте «волшебные руки» на контакте G, как показано на видео. Обратите внимание, что «волшебные руки» работают только в одном направлении, но быстрое замыкание ворот на 5 В или GND переключит переключатель на полевом транзисторе.

Поэкспериментировав с этими сценариями питания USB для переключения на полевых транзисторах, вы можете повторно использовать две «косички» USB, надев зажимы типа «крокодил» на красный и черный провода. Сторона разъема USB может быть подключена к источнику питания 5 В, а затем использоваться для питания любого устройства USB, которое вы подключаете к розетке. Сторона с USB-штекером может использоваться для питания зажимов (и того, к чему они подключены) от любого USB-источника или настенной бородавки. Эти косички с зажимом из крокодиловой кожи полезны для различных сценариев испытаний и измерений, поэтому вы можете держать их под рукой на рабочем столе.

Шаг 10: Надо носить оттенки

Будущее электроники, компьютерных технологий и информационной безопасности настолько яркое, что вам придется носить очки HackerBox.

Не забудьте поделиться своими проектами HackerBox 0052 в комментариях ниже или в группе HackerBoxes на Facebook. Также помните, что вы можете в любое время написать на [email protected], если у вас возникнут вопросы или вам понадобится помощь.

Что дальше? Присоединяйся к революции. Живите HackLife. Получайте классную коробку со взломанным оборудованием, которое доставляется прямо в ваш почтовый ящик каждый месяц. Зайдите на HackerBoxes.com и оформите ежемесячную подписку на HackerBox.