HackerBox 0052: Freeform: 10 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Hälsningar till HackerBox Hackare runt om i världen! HackerBox 0052 utforskar skapandet av friformskretsskulpturer inklusive ett LED -chaser -exempel och ditt val av strukturer baserat på WS2812 RGB LED -moduler. Arduino IDE är konfigurerad för Arduino Nano och vi experimenterar med att programmera ATtiny85 mikrokontroller för våra friformsskulpturer med Arduino Nano. Sinnemaskiner testas för att träna hjärnvågor för avslappning, kreativitet och meditation. MOSFET -switchar undersöks för att styra hög strömbelastning med hjälp av enkla mikrokontroller IO -stift.

Den här guiden innehåller information om hur du kommer igång med HackerBox 0052, som kan köpas här så länge lagret räcker. Om du vill få en sån här HackerBox i din brevlåda varje månad, prenumerera på HackerBoxes.com och gå med i revolutionen!

HackerBoxes är den månatliga prenumerationstjänsten för hårdvaruhackare och entusiaster inom elektronik och datorteknik. Följ med oss och lev HACK LIFE.

Steg 1: Innehållslista för HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Tjugo WS2812B RGB LED -moduler
• ATtiny85 DIP8 mikrokontroller
• USB LED -lampa (färger varierar)
• 555 Timer Chip
• CD4017 Counter Chip
• Lödfritt brödbräda 400 Point
• Copper Freeform Sculpting Wire 18G
• USB-hane-hona-kabel
• Stereo 3,5 mm han-honkabel
• Stereo 3,5 mm PCB -uttag
• Två AOD417 P-kanal MOSFET
• Två AOD514 N-kanal MOSFET
• 100K potentiometer
• 10K dubbelgängspotentiometer
• Femton gröna 5 mm lysdioder
• 9V batteriklämma med trådkablar
• Tre 10uF elektrolytkondensatorer
• En 1uF elektrolytkondensator
• Två DIP8 -chiputtag
• Ett DIP16 -chiputtag
• Motstånd: 680R, 1.5K och 4.7K Ohm
• Keyboard Warrior Hacker Sticker
• Klistermärke för Phish Hook Hacker
• Exklusiva HackerBox Sport Solglasögon

Några andra saker som kommer att vara till hjälp:

• Lödkolv, löd och grundläggande lödverktyg
• Dator för att köra mjukvaruverktyg

Viktigast av allt, du behöver en känsla av äventyr, hackeranda, tålamod och nyfikenhet. Att bygga och experimentera med elektronik, samtidigt som det är mycket givande, kan vara svårt, utmanande och till och med frustrerande ibland. Målet är framsteg, inte perfektion. När du fortsätter och njuter av äventyret kan du få stor tillfredsställelse från denna hobby. Ta varje steg långsamt, tänk på detaljerna och var inte rädd för att be om hjälp.

Det finns en mängd information för nuvarande och potentiella medlemmar i HackerBoxes FAQ. Nästan alla icke-tekniska support-e-postmeddelanden som vi får besvaras redan där, så vi uppskattar verkligen att du tar några minuter att läsa vanliga frågor.

Steg 2: Freeform -kretsar

Som beskrivs i denna Hackaday-post går tekniken för att montera kretsar utan substrat under många namn: flywire, deadbug, punkt-till-punkt-ledningar eller friformskretsar. Ibland används denna teknik för praktiska ändamål som att fixa designfel efterproduktion, men förmodligen mer intressant används den för att skapa konst från elektroniska kretsar.

Vanligtvis uppbyggt av koppartråd, aluminiummaterial eller mässingsstavar, antar friformselektronik olika former och kan vara otroligt vacker och kreativ som visas i dessa exempel …

• Freeform Electronics as Art
• Deadbug Prototyping och Freeform Electronics
• Elektronik Konstverk av Peter Vogel
• LED smycken
• Eirik Brandal Electronic Sculptures
• Sculptural Synth Circuits
• Mohit Bhoite Presentation Video från Hackaday Supercon
• Hackaday Circuit Sculture Contest
• Skelett Titta på video

Varför inte dela några bilder och idéer om dina egna freeform -kretsskulpturförsök?

Steg 3: Freeform LED Chaser

En intressant krets för ditt första friformsskulpturförsök är en LED -chaser som den som visas i den här videon.

Den 18 gauge tråd kan formas på plats för hand eller med hjälp av en tång.

Tyngre delar, som 9V -batteriet eller potentiometern, kan placeras längst ner i strukturen för att ge en stabil bas.

DIP -uttag kan användas för de två IC -chipsen för att undvika värmeskador vid lödning.

Steg 4: Arduino Nano

Arduino Nano är en av favorit MCU -modulerna. Vi använder dem för en mängd olika experiment och DIY -system.

Det medföljande Arduino Nano -kortet innehåller huvudstift som inte löds till modulen. Lämna stiften av för tillfället. Utför de första testerna på Arduino Nano -modulen före lödning på huvudstiften. Allt som behövs är en MiniUSB -kabel och Arduino Nano -kortet precis som det kommer ur väskan.

Om du inte har använt en Arduino Nano nyligen, kolla in guiden för HackerBox 0051 för information om Arduino IDE, CH340G USB/Serial bridge chip, och hur du utför den första "blinkande" skissvalideringen av Arduino Nano -modulen och verktygskedja. Efter att ha kollat upp allt, lödde du huvudstiften på Nano.

Om du vill ha ytterligare introduktionsinformation för arbete i Arduino -ekosystemet, kolla in guiden för HackerBoxes Starter Workshop, som innehåller flera exempel och en länk till en PDF -Arduino -lärobok.

Steg 5: Programmering av ATtiny85 MCU med Arduino Nano

Den här videon visar hur du snabbt använder Arduino Nano (kör ArduinoISP) och en kondensator för att programmera ATtiny85 -mikrokontrollern från Arduino IDE.

Steg 6: Freeform RGB LED -moduler

RGB LED -modulerna (baserade på WS2812B -komponenter) är ett utmärkt medium för FREEFORM CIRCUIT SCULPTING, särskilt när de drivs av 8 -stifts ATtiny85 MCU. Olika strukturer kan lödas och kreativa ljus-/färgmönster kan programmeras in i MCU.

För vårt exempel installerade vi i FastLED -biblioteket i Arduino IDE.

Börja med den enkla skissen:

Exempel> FastLED> ColorPalette

Bara ändra:

#define LED_PIN till vilken IO -pin som används för LED "data in"

#define NUM_LEDS till hur många lysdioder som helst i kedjan

#define BRIGHTNESS till ett värde runt 10-15 för att spara ström

och

#define LED_TYPE to WS2812B

Steg 7: Mind Machines

Enligt wikipedia är Mind Machines också kända som "Brain Machines" eller "Light and Sound Machines".

Mind Machines använder vanligtvis pulserande rytmiskt ljud och blinkande ljus för att ändra frekvensen av användarens hjärnvågor. Detta kan framkalla djupa tillstånd av avslappning, koncentration och i vissa fall förändrade medvetandetillstånd, som har jämförts med de som erhållits från meditation och shamansk utforskning.

Mind Machines kan generera signaler för pulserande lampor inbäddade i glasögon som bärs av användaren som tittar på ljusen genom sina ögonlock med stängda ögon.

Mind Machines genererar också ljudstimulering inklusive binaurala beats, som uppfattas vid skillnaden i frekvens när två olika sinusvågor med ren ton presenteras för en lyssnare dikotiskt (en genom varje öra). Till exempel, om en 530 Hz ren ton presenteras för ett ämnes högra öra, medan en 520 Hz ren ton presenteras för ämnets vänstra öra, kommer lyssnaren att uppfatta den auditiva illusionen av en tredje ton. Det tredje ljudet kallas en binaural takt, och i detta exempel skulle en uppfattad tonhöjd korrelerar till en frekvens på 10 Hz, vilket är skillnaden mellan 530 Hz och 520 Hz rena toner som presenteras för varje öra.

VIKTIGT SÄKERHETSMEDDELANDE:

Snabbt blinkande ljus kan vara farligt för personer med ljuskänslig epilepsi eller andra nervösa störningar. Om du är känslig för blinkande lampor eller tidigare har epilepsi, anfall eller andra nervösa störningar, undvik sådana enheter eller andra projekt med blinkande lampor.

Steg 8: DIY Mind Machine Platform

En Mind Machine -plattform kan monteras som visas här med Arduino Nano programmerad med den bifogade mind_demo -skissen. Skissen tränar för 9Hz Alpha Brainwaves med hjälp av lampor och binaurala beats. Alpha Brainwaves kan främja djup avslappning som diskuteras här. Koden kan ändras och utökas för att utforska andra hjärnvågsfrekvenser eller träningsmönster.

Observera att mind_demo kräver två bibliotek: FastLED och ToneLibrary, som båda kan hittas med hjälp av Verktyg> Hantera bibliotek inom Arduino IDE. Det särskilda tonbiblioteket krävs eftersom standard Arduino -tonfunktionen inte kan generera två olika toner samtidigt.

Två av WS2812B -modulerna (i en kedja av två) är perfekta för att placeras i solglasögonen. De kan anslutas till styrkretsen med 3,5 mm ljudkabel. 3,5 mm ljudkabel kan klippas nära honänden. Honänden är ansluten till MCU -kretsen och den långa sladden med hanänden kan kopplas till lysdioderna i glasögonen. Detta gör ett snyggt pluggbart gränssnitt för LED -glasögonen.

Viss gaffatejp eller cyanoakrylat fungerar utmärkt för att fästa lysdioderna i glasögonen. Varmt lim har vanligtvis svårt att binda till slät plast som solglasögon. Om du vill sporta dina exklusiva HackerBox -nyanser som verkliga nyanser, slå bara på handskfacket, skräplådan eller den lokala dollarbutiken för några olika solglasögon för att offra för detta projekt.

Ljudkretsen med två gäng fungerar bra för att driva vanliga hörlurar eller hörlurar som är anslutna till 3,5 mm PCB-uttag.

Steg 9: MOSFET för att byta högströmslast

Har du någonsin velat styra enheter som drar mer ström än vad som stöds av IO -stiften på din MCU? Vad sägs om att styra enheter med olika spänningar än MCU?

Denna Andreas Spiess -video är värd att titta på. Andreas går igenom (de flesta) tråkiga detaljerna för att bestämma vilka typer av transistorer vi bör ha till hands för att byta effekt från våra digitala/MCU -projekt. Han kokar ner det till att ha:

N-kanal FET: er för att byta last från låg sida, och

P-Channel FET: er för att byta högsidebelastning.

Ett par av dem ingår för att experimentera med att slå på och stänga av en USB -laddning (LED -lampa). Klipp upp USB -förlängningskabeln. Använd en P-kanal FET (D- och S-stift) för att byta den röda tråden (högsidan). ELLER använd en N-kanal FET (D- och S-stift) för att byta den svarta tråden (nedre sidan). Anslut MCU -styrsignalen genom ett av 680 ohm -motstånden till porten (G) på FET och styr bort! Prova också de "magiska händerna" på G -stiftet som visas i videon. Observera att de "magiska händerna" bara fungerar i en riktning, men en kort kort av porten till 5V eller GND kommer att vrida FET -omkopplaren.

Efter att ha experimenterat med dessa USB -strömscenarier för FET -växling kan du återanvända de två USB -"flätorna" genom att sätta krokodilklämmor på de röda och svarta ledningarna. USB -uttaget kan kopplas till en 5V -strömförsörjning och sedan användas för att driva alla USB -gizmo som du ansluter till uttaget. USB -pluggsidan kan användas för att driva klämmorna (och vad klippen är anslutna till) från alla USB -enheter eller väggvårtor. Dessa alligator-clip grisar är användbara för en mängd olika test- och mätscenarier, så du kanske vill ha dem till hands på din arbetsbänk.

Steg 10: Gotta Wear Shades

Framtiden för elektronik, datorteknik och informationssäkerhet är så ljus att du måste bära dina HackerBox -nyanser.

Kom ihåg att dela dina HackerBox 0052 -projekt i kommentarerna nedan eller på HackerBoxes Facebook Group. Kom också ihåg att du kan skicka e -post till [email protected] när som helst om du har en fråga eller behöver hjälp.

Vad kommer härnäst? Gå med i revolutionen. Lev HackLife. Få en cool låda med hackbar utrustning levererad direkt till din brevlåda varje månad. Surfa över till HackerBoxes.com och registrera dig för ditt månatliga HackerBox -abonnemang.