HackerBox 0025: Flair Ware: 15 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Flair Ware - в этом месяце хакеры HackerBox создают различные электронные устройства для использования в качестве носимых устройств, демонстраций или даже праздничных украшений. Это руководство содержит информацию по работе с HackerBox # 0025, которую вы можете получить здесь, пока расходные материалы есть в наличии. Кроме того, если вы хотите получать такой HackerBox каждый месяц прямо в свой почтовый ящик, пожалуйста, подпишитесь на HackerBoxes.com и присоединяйтесь к революции!

Темы и цели обучения для HackerBox 0025:

• Соберите простую печатную плату с питанием от таблеток с самовоспламеняющимися светодиодами.
• Изучите каскадные аналоговые генераторы, чтобы создать носимый именной значок
• Экспериментируйте с несколькими устройствами Digispark для миниатюрных проектов Arduino
• Подключайте носимые модули LilyPad, включая полноцветные светодиоды NeoPixel
• Программируйте пустые микроконтроллеры ATtiny85 с помощью USBasp

HackerBoxes - это ежемесячный абонентский ящик для электроники и компьютерной техники своими руками. Мы любители, творцы и экспериментаторы. Мы мечтатели мечты. ВЗЛОМАЙТЕ ПЛАНЕТУ!

Шаг 1: HackerBox 0025: Содержимое коробки

• Коллекционная справочная карточка HackerBoxes # 0025
• Носимый комплект LED Star
• Набор цветных именных бейджей
• Носимый комплект BitHead ATtiny85
• Подключаемый Digispark DevBoard
• Дополнительный микроконтроллер ATtiny85 8DIP
• Модуль CJMCU LilyTiny Digispark
• Три модуля LilyPad NeoPixel
• Модуль LilyPad Coin Cell
• Литиевые таблеточные элементы CR2032
• USBasp Atmel AVR USB-программатор
• Зеленая макетная доска 4x6см
• Задняя часть булавки с лацканами
• Термоусадочные трубки - разнообразие из 100 шт.
• Коробка проекта олова
• Эксклюзивная декаль HackerBoxes
• Эксклюзивная вязаная шапка HackerBoxes

Еще кое-что, что будет полезно:

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

Самое главное, вам понадобится чувство приключений, дух DIY и хакерское любопытство. Хардкорная электроника своими руками - нетривиальное занятие, и мы не пытаемся избавиться от него. Цель - прогресс, а не совершенство. Когда вы упорствуете и получаете удовольствие от приключений, большое удовлетворение можно получить, изучая новые технологии и, надеюсь, заставляя некоторые проекты работать. Мы рекомендуем делать каждый шаг медленно, внимательно относясь к деталям и не раздумывая просить о помощи.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ: Нам нужна действительно большая услуга от членов HackerBox. Пожалуйста, уделите несколько минут, чтобы просмотреть FAQ на сайте HackerBoxes, прежде чем обращаться в службу поддержки. Хотя мы, очевидно, хотим помочь всем участникам настолько, насколько это необходимо, большинство наших писем о поддержке связаны с простыми административными проблемами, которые очень четко рассматриваются в FAQ. Спасибо за понимание!

Шаг 2: проявите себя с помощью носимых устройств

Нам нужно поговорить о вашем чутье. Носимая электроника может быть ярким способом узнать о миниатюризации, снижении мощности и эстетической компоновке печатной платы. Вы действительно можете выразить себя с помощью подобных проектов. Носите их, украсьте свое рабочее место или даже используйте в качестве праздничных украшений. Проявите творческий подход и поделитесь своей собственной зимней страной чудес с миром!

Шаг 3: Носимая светодиодная звезда

Давайте начнем с примера, который довольно элегантен по своей простоте. Эта конструкция оснащена пятью самовоспламеняющимися светодиодами диаметром 5 мм. Поскольку эти светодиоды мигают самостоятельно, никаких внешних цепей управления не требуется. Единственные другие детали - это зажим для монетоприемника CR2032 и переключатель включения / выключения.

Сборка: сориентируйте зажим для монетоприемника и пять светодиодов в соответствии с отметками на шелкографии печатной платы. Обратите внимание, что у каждого светодиода есть «плоская сторона», показанная на плате. Перед установкой батарейного зажима полностью залудите все три контактных площадки припоем. Несмотря на то, что к центральной площадке ничего не припаяно, немного лужения помогает немного припаять площадку, чтобы обеспечить хороший контакт с отрицательной поверхностью монетного элемента. После пайки включите переключатель несколько раз, чтобы очистить контакты от мусора или окисления.

Шаг 4. Набор именных значков с изменяющимся цветом

Этот миниатюрный именной значок оснащен восемнадцатью светодиодами с чередованием цветов, полностью управляемыми аналоговыми генераторами. Этот аналоговый дизайн напоминает нам, что микроконтроллеры, как бы мы их ни любили, не всегда необходимы для получения интересных результатов. Завершенную сборку печатной платы можно носить как мигающий именной значок.

Комплект поставки:

• Изготовленная на заказ фиолетовая печатная плата
• Два зажима для монет CR2032
• Шесть КРАСНЫХ светодиодов диаметром 3 мм
• Шесть оранжевых светодиодов диаметром 3 мм
• Шесть желтых светодиодов диаметром 3 мм
• Три транзистора 9014 NPN
• Три конденсатора 47 мкФ (обратите внимание, что есть также один конденсатор 10 мкФ)
• Три резистора по 1 кОм (коричневый-черный-красный)
• Три резистора 10 кОм (коричневый-черный-оранжевый)
• Ползунковый переключатель
• Разъем JST-PH с косичкой
• Наклейка с тремя сменными знаками лица

Шаг 5: Теория работы с именным бейджем

Конструкция включает три каскадных генератора для управления сменой цвета светодиода. Каждый из резисторов 10 кОм и конденсаторов 47 мкФ формирует RC-генератор, который периодически включает соответствующий транзистор. Три RC-генератора соединены каскадом в цепочку, чтобы они не синхронизировались по фазе, что заставляет мигать вокруг знака случайным образом. Когда транзистор включен, ток проходит через его группу из 6 светодиодов и их ограничивающий ток резистор 1 кОм, заставляя этот набор из 6 светодиодов мигать.

Вот хорошее объяснение основной концепции с использованием одного каскада (один генератор и один транзистор).

Шаг 6: Сборка комплекта именных бейджей

Используйте схему и схему размещения печатной платы при сборке комплекта именных значков.

Есть два разных номинала резисторов. Они не взаимозаменяемы. Чтобы они оставались прямыми, обратите внимание на значения на схеме и номера деталей на схеме размещения. Резисторы не поляризованы. Их можно вставлять в любом направлении.

Обратите внимание, что есть три «группы» светодиодов D1-D6, D7-D12 и D13-D18. Каждый банк должен быть одного цвета, чтобы сбалансировать текущую нагрузку, а также для хорошего визуального эффекта. Например, все светодиоды D1-D6 могут быть красными, D7-D12 - оранжевыми, а D13-D18 - желтыми.

Конденсаторы поляризованы. Обратите внимание на «+» на биграмме размещения и на «-» на самом конденсаторе. Очевидно, они указывают на противоположные контакты.

Светодиоды тоже поляризованы. Обратите внимание на отметку «+» на схеме размещения. Длинный штырь светодиода должен находиться в этом «+» отверстии. «Плоская сторона» светодиода должна примыкать к ДРУГОМУ отверстию.

Полностью залудите припоем все три контактные площадки каждого зажима для монетоприемников. Несмотря на то, что к центральным контактным площадкам ничего не припаивается, лужение помогает укрепить контактную площадку, чтобы обеспечить хороший контакт с соответствующей монетной ячейкой.

После пайки включите переключатель несколько раз, чтобы очистить контакты от мусора или окисления.

Одна из декалей может быть прикреплена к центру заполненного именного значка.

Подложки для булавок или магниты могут быть приклеены к обратной стороне именного бейджа.

Следите за тем, чтобы два зажима для монетоприемников не закоротили вместе во время ношения именного бейджа.

Шаг 7: Digispark

Digispark - это проект с открытым исходным кодом, изначально финансируемый через Kickstarter. Это суперминиатюрная плата, совместимая с Arduino на базе ATtiny и использующая Atmel ATtiny85. ATtiny85 - это 8-контактный микроконтроллер, который является близким родственником типичного чипа Arduino, ATMega328P. ATtiny85 имеет около четверти памяти и всего шесть контактов ввода / вывода. Однако его можно запрограммировать из Arduino IDE, и он по-прежнему может без проблем запускать код Arduino.

Digispark имеет открытый исходный код и имеет множество вариаций. Здесь показаны некоторые из наиболее распространенных. Мы будем работать с парой из них.

При просмотре схемы сразу же должен возникнуть вопрос: «Где находится USB-чип?».

Micronucleus - это волшебство, которое позволяет дизайну Digispark работать без интерфейсного USB-чипа. Micronucleus - это загрузчик, разработанный для микроконтроллеров AVR ATtiny с минимальным интерфейсом USB, кросс-платформенным инструментом загрузки программ на основе libusb и упором на компактность загрузчика. Это, безусловно, самый маленький загрузчик USB для AVR ATtiny.

ДРАЙВЕР LIBUSB

libusb - это библиотека C, которая обеспечивает общий доступ к USB-устройствам. Он предназначен для использования разработчиками для облегчения создания приложений, взаимодействующих с оборудованием USB. Функциональность libusb должна быть автоматически доступна в Linux и OSX. Для компьютеров с Windows может потребоваться драйвер, например zadig.

Шаг 8: Digispark как USB Rubber Ducky

USB Rubber Ducky - любимый инструмент хакеров. Это устройство для ввода нажатия клавиш, замаскированное под обычную флешку. Компьютеры распознают это как обычную клавиатуру и автоматически принимают запрограммированные нажатия клавиш со скоростью более 1000 слов в минуту. Перейдите по ссылке, чтобы узнать все о Rubber Duckies от Hak5, где вы также можете купить настоящую скидку. А пока в этом видеоуроке показано, как использовать Digispark как Rubber Ducky. В другом видеоуроке показано, как преобразовать скрипты Rubber Ducky Scripts для работы в Digispark.

Шаг 9: CJMCU LilyTiny и NeoPixels

CJMCU LilyTiny использует тот же аппаратный дизайн и загрузчик, что и Digispark. Однако LilyTiny построен на фиолетовой печатной плате в форме диска, напоминающей платы LilyPad. Узнайте больше о носимых устройствах LilyPad здесь.

МИГАЕТ СВЕТОДИОД МИГАЕТ

Нашим первым шагом будет мигание LilyTiny с помощью примера мигания светодиода, чтобы убедиться, что наши инструменты в порядке.

Если у вас не установлена IDE Arduino, сделайте это в первую очередь.

Следуйте инструкциям здесь, чтобы загрузить поддержку digistump в Arduino IDE.

Загрузите пример кода «Пуск»:

Файл-> Примеры-> Digispark_Examples-> Старт

Нажмите кнопку загрузки. IDE проинструктирует вас подключить вашу целевую плату. Как только вы это сделаете, программист Digispark просканирует USB-порты и запрограммирует ATtiny85.

После завершения загрузки светодиодный индикатор должен мигать.

В качестве теста вы можете изменить ОБЕИХ операторов «delay (1000)» на «delay (100)» и перепрограммировать.

Теперь светодиод должен мигать в десять раз быстрее (задержка изменена с 1000 на 100).

МОДУЛИ LILYPAD NEOPIXEL

Подключите три модуля NeoPixel, как показано здесь.

Загрузите демонстрационный код strandtest в IDE:

Файл-> Примеры -> (для Digispark) -> NeoPixel-> strandtest

В коде: измените параметр 1 (количество пикселей в полосе) на 3, измените параметр 2 (номер вывода Arduino) на 3

Загрузите и наслаждайтесь световым шоу - и все это без USB-чипов!

Шаг 10: USBasp - USB-программатор Atmel AVR

Когда вы покупаете необработанный чип ATtiny85 (например, два 8-контактных DIP-чипа в этой коробке) у Mouser или DigiKey, он полностью пустой. На чипах нет микронуклеусов или какого-либо другого загрузчика. Их нужно будет запрограммировать. Например, с помощью ISP (внутрисхемного программиста).

USBasp - это встроенный USB-программатор для контроллеров Atmel AVR. Он просто состоит из ATMega88 или ATMega8 и пары пассивных компонентов. Программатор использует USB-драйвер только для прошивки, специальный USB-контроллер не требуется.

Вставьте ATtiny85 в Plugable Development Board (обратите внимание на индикатор с первым контактом) и подключите плату к USBasp, как показано здесь.

Добавьте поддержку ATtiny в свою Arduino IDE (подробности см. На High-LowTech):

В разделе «Настройки» добавьте запись в список URL-адресов менеджера форума для:

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

В Инструменты-> Доски-> Менеджеры Совета добавьте пакет управления Советом от ATtiny Дэвида А. Меллиса.

Это добавит платы ATtiny в список плат, где теперь вы можете выбрать…

Плата: ATtiny25 / 45/85 Процессор: ATtiny85Часы: Внутренние 1 МГц

[ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Никогда не устанавливайте часы на внешние часы, если у микросхемы действительно есть внешний источник синхронизации.]

Загрузите пример кода для "мигания"

Измените LED_BUILTIN на 1 в трех местах этого скетча и загрузите его в ATtiny85 с помощью USBasp.

Светодиод Pluggable DevBoard теперь должен мигать так же, как светодиод LilyTiny из коробки.

Сноска - Использование подключаемой DevBoard в качестве Digispark:

Технически мы используем подключаемую доску для разработчиков здесь как прорыв для подключения USBasp, а не как Digispark. Чтобы использовать его как Digispark, микроконтроллер должен быть запрограммирован с загрузкой micronucleus, которую можно скачать здесь.

Шаг 11: переносной комплект BitHead ATtiny85

BitHead - это суперсексуальный череп-талисман HackerBox. В этом месяце он выходит в виде печатной платы, готовой к использованию микроконтроллера ATtiny85, пьезозуммера и пары глазных яблок NeoPixel.

Комплект поставки:

• Печатная плата Custom Black BitHead
• Два зажима для монет CR2032
• 8-контактный разъем DIP
• Интегральная схема 8pin DIP ATtiny85
• Пассивный пьезо-зуммер
• Два 8-мм круглых светодиода NeoPixel
• Конденсатор 10 мкФ
• Ползунковый переключатель
• Разъем JST-PH с косичкой

Шаг 12: сборка носимого устройства BitHead

Поскольку шелкография печатной платы используется для художественных работ, типичные индикаторы шелкографии на печатной плате отсутствуют. Вместо этого они показаны здесь в виде монтажной схемы. Тщательно сориентируйте зуммер, конденсатор, разъем DIP8 и оба NeoPixel в соответствии с маркировкой на этой монтажной схеме. Выводы NeoPixels имеют широкий конец в нескольких миллиметрах от пластикового купола. Их трудно пройти через отверстия в печатной плате, поэтому перед установкой можно отрезать выводы чуть выше них. Обязательно оставьте достаточно выводов, чтобы пройти через печатную плату для пайки.

Не забудьте полностью покрыть припоем все три контактные площадки зажимов для монетных элементов. Несмотря на то, что к центральным контактным площадкам ничего не припаивается, их лужение помогает укрепить контактную площадку и обеспечить хороший контакт.

Шаг 13: Программирование носимых устройств BitHead

Прилагаемый эскиз WearableSkull.ino демонстрирует управление зуммером и светодиодами BitHead с ATtiny85.

Используйте Pluggable DevBoard, чтобы запрограммировать скетч в ATtiny85.

Чтобы использовать библиотеку NeoPixel, нам нужно увеличить внутреннюю тактовую частоту с 1 МГц до 8 МГц в меню Инструменты-> Часы. Всякий раз, когда вы изменяете тактовую частоту, вы должны выполнить операцию «Записать загрузчик» с помощью инструментов, так что сделайте это и сейчас.

Загрузите демонстрационную программу BitHead в ATtiny85, осторожно извлеките микросхему с помощью маленькой отвертки с плоской головкой, вставьте микросхему (ориентация мыслей) в BitHead, нажмите переключатель, и, если все в порядке… ОН ЖИВ!

Вы можете поиграть со светом и звуком. Посмотрите, сколько времени нужно, чтобы устать от цикла «сжечь и выучить», когда чип вставляется и вынимается. Добро пожаловать в 1980-е.

Шаг 14: Мини-значок BitHead PCB

Для этого альтернативного применения печатной платы-талисмана BitHead требуется два 5-миллиметровых самосигнальных светодиода для глазных яблок вместо двух NeoPixel. Поскольку светодиоды мигают самостоятельно, никаких цепей управления не требуется.

ПОДГОТОВЬТЕ светодиоды

Выводы двух светодиодов имеют широкий конец в нескольких миллиметрах от пластикового купола. Их трудно пройти через отверстия на печатной плате. Отрежьте провода чуть выше широких точек, как показано на изображении. Обязательно оставьте достаточно выводов, чтобы они могли проходить через печатную плату для пайки.

ЗАДНЯЯ СТОРОНА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Самомигающие светодиоды требуют только одного из двух зажимов аккумулятора. Закоротите верхние аккумуляторные площадки, как показано на рисунке. Используйте один из выводов, отрезанных от светодиодов, в качестве закорачивающего провода.

Залуживаем припоем все три контактные площадки для нижнего зажима монетоприемника. Несмотря на то, что к центральной контактной площадке ничего не припаивается, лужение помогает укрепить контактную площадку, чтобы обеспечить хороший контакт с монетным элементом.

Сориентируйте зажим монетного элемента, как показано на шелкографии, и припаяйте два выступа на место.

ПЕРЕДНЯЯ СТОРОНА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Тщательно сориентируйте обрезанные светодиоды в соответствии с отметками «плоской точки» на изображении. Провода входят в два центральных отверстия, а два внешних отверстия остаются неиспользованными. Слегка сожмите выводы вместе, чтобы они соответствовали расстоянию между отверстиями, а затем осторожно встряхните светодиод, чтобы он встал на место.

Со светодиодами и переключателем, вставленным с лицевой стороны печатной платы. Припаяйте их выводы на задней стороне печатной платы.

ПОСЛЕДНИЕ ШТРИХИ

Паяные выводы заподлицо с обратной стороны печатной платы.

Вставьте монетную ячейку.

Нажмите выключатель несколько раз, чтобы очистить контакты от мусора или окисления.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

Поскольку верхний зажим для монетоприемника не используется, есть место для просверливания отверстия для крепления шариковой цепи или шнурка.

Шаг 15: взломайте планету

Если вам понравился этот Instrucable, и вы хотите, чтобы ящик с электронными и компьютерными проектами, подобными этому, доставлялся прямо на ваш почтовый ящик каждый месяц, пожалуйста, присоединяйтесь к нам, ПОДПИСавшись ЗДЕСЬ.

Сообщите о своем успехе в комментариях ниже или на странице HackerBoxes в Facebook. Обязательно дайте нам знать, если у вас возникнут какие-либо вопросы или вам понадобится помощь. Спасибо за то, что вы являетесь частью HackerBoxes. Пожалуйста, продолжайте присылать ваши предложения и отзывы. HackerBoxes - это ВАШИ коробки. Сделаем что-нибудь отличное!