HackerBox 0046: Ihållande: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Hälsningar till HackerBox Hackare runt om i världen! Med HackerBox 0046 experimenterar vi med ihållande elektroniska pappersdisplayer, LED -persistens i vision (POV) textgenerering, Arduino mikrokontrollerplattformar, elektronisk prototyp och laddningsbara batterier.

Denna instruktionsbok innehåller information om hur du kommer igång med HackerBox 0046, 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 entusiaster inom elektronik och datorteknik - Hardware Hackers - Drömmarnas drömmar.

HACKA PLANET

Steg 1: Innehållslista för HackerBox 0046

• ePaper -modul
• Arduino UNO med MicroUSB
• Två UNO -prototypsköldar
• USB 18650 batteri Power Bank
• Röda 5 mm lysdioder
• 560 Ohm motstånd
• Man-Female DuPont Jumper Wires
• 9V batterihållare
• Öppna hårdvaruklistermärke
• Exklusiv öppen hårdvarutapel

Några andra saker som kommer att vara till hjälp:

• 9V batteri
• 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: Arduino UNO

Denna Arduino UNO R3 är utformad med enkel användning i åtanke. MicroUSB -gränssnittsporten är kompatibel med samma MicroUSB -kablar som används med många mobiltelefoner och surfplattor.

Specifikation:

• Mikrokontroller: ATmega328P (datablad)
• USB Serial Bridge: CH340G (drivrutiner)
• Driftspänning: 5V
• Ingångsspänning (rekommenderas): 7-12V
• Ingångsspänning (gränser): 6-20V
• Digitala I/O -stift: 14 (varav 6 ger PWM -utgång)
• Analoga ingångsstiften: 6
• Likström per I/O -stift: 40 mA
• Likström för 3.3V Pin: 50 mA
• Flash -minne: 32 KB varav 0,5 KB används av bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Klockhastighet: 16 MHz

Arduino UNO-kort har ett inbyggt USB/seriellt bryggchip. På den här varianten är bryggchippet CH340G. För CH340 USB/Serial -chips finns drivrutiner tillgängliga för många operativsystem (UNIX, Mac OS X eller Windows). Dessa hittar du via länken ovan.

När du först ansluter Arduino UNO till en USB -port på din dator tänds en röd strömlampa (LED). Nästan omedelbart efter börjar en röd användarlampa blinka snabbt. Detta händer eftersom processorn är förinstallerad med BLINK-programmet, vilket vi kommer att diskutera vidare nedan.

Om du ännu inte har Arduino IDE installerat kan du ladda ner det från Arduino.cc och om du vill ha ytterligare introduktionsinformation för arbete i Arduino -ekosystemet föreslår vi att du läser instruktionerna för HackerBoxes Starter Workshop.

Anslut UNO till din dator med en MicroUSB -kabel. Starta Arduino IDE -programvaran.

I IDE -menyn väljer du "Arduino UNO" under verktyg> tavla. Välj också lämplig USB -port i IDE under verktyg> port (troligen ett namn med "wchusb" i den).

Slutligen ladda upp en bit exempelkod:

Arkiv-> Exempel-> Grunder-> Blink

Detta är faktiskt koden som förinstallerades på UNO och borde köras just nu för att blinka den röda användarlampan. Programmera BLINK -koden till UNO genom att klicka på UPLOAD -knappen (pilikonen) strax ovanför den visade koden. Titta nedanför koden för statusinformation: "kompilering" och sedan "uppladdning". Så småningom ska IDE indikera "Uppladdning klar" och din lysdiod bör börja blinka igen - möjligen med en något annan hastighet.

När du kan ladda ner den ursprungliga BLINK -koden och verifiera ändringen i LED -hastigheten. Ta en närmare titt på koden. Du kan se att programmet tänder lysdioden, väntar 1000 millisekunder (en sekund), släcker lysdioden, väntar ytterligare en sekund och gör sedan allt igen - för alltid. Ändra koden genom att ändra båda "fördröjning (1000)" -uttalandena till "fördröjning (100)". Denna ändring kommer att leda till att lysdioden blinkar tio gånger snabbare, eller hur?

Ladda den modifierade koden i UNO och din LED ska blinka snabbare. Grattis i så fall! Du har just hackat din första inbäddade kod. När din snabbblinkade version har laddats och körs, varför inte se om du kan ändra koden igen så att lysdioden blinkar snabbt två gånger och sedan vänta ett par sekunder innan du upprepar? Ge det ett försök! Vad sägs om några andra mönster? När du väl lyckats visualisera ett önskat resultat, koda det och observera att det fungerar som planerat, har du tagit ett enormt steg mot att bli en inbäddad programmerare och hårdvaruhacker.

Steg 3: Elektronisk pappersvisningsteknik

Elektroniska papper, ePaper, elektroniskt bläck eller e-ink-teknik möjliggör visningsenheter som efterliknar vanligt bläck på papper. Elektronisk pappersdisplay är i allmänhet ihållande genom att bilden förblir synlig även utan ström eller med manöverkretsen borttagen eller avstängd. Till skillnad från konventionella bakgrundsbelysta platta skärmar som avger ljus, reflekterar elektroniska pappersdisplayer ljus som papper. Detta kan göra dem mer bekväma att läsa och ge en bredare betraktningsvinkel än de flesta ljusemitterande skärmar.

Kontrastförhållandet närmar sig tidningen med nyutvecklade displayer (sedan 2008) som fortfarande är något bättre. En idealisk ePaper -skärm kan läsas i direkt solljus utan att bilden verkar blekna.

Flexibelt elektroniskt papper använder böjliga plastunderlag och plastelektronik för skärmens bakplan. Det pågår konkurrens mellan tillverkarna om att tillhandahålla elektroniskt pappersstöd i fullfärg.

(Wikipedia)

Steg 4: Flerfärgad EPaper -modul

MH-ET LIVE 1,54-tums ePaper-modulen kan visa både svart och rött bläck. Modulen kallas i exemplet och dokumentationen för den svart/vita/röda (b/w/r) 200x200 elektroniska pappersdisplayen (EPD).

Displaytekniken är Microencapsulated Electrophoretic Display (MED), som använder små sfärer där de laddade färgpigmenten hänger i den genomskinliga oljan och rör sig i syn beroende på applicerade elektroniska laddningar.

EPaper -skärmen kan visa mönster genom att reflektera omgivande ljus, så den fungerar utan bakgrundsbelysning. Även i starkt solljus ger ePaper -skärmen hög synlighet med en 180 graders betraktningsvinkel.

Användning av MH-ET-modul med Arduino UNO:

1. Installera Arduino IDE (om den inte redan är installerad)
2. Använd Library Manager (Verktyg-> Hantera bibliotek) för att installera Adafruit GFX Library
3. Använd Library Manager för att installera GxEPD (INTE GxEPD2)
4. Öppna fil-> exempel-> GxEPD> GxEPD_Exempel
5. Ta bort kommentaren för att inkludera GxGDEW0154Z04 (1,54 "b/w/r 200x200)
6. Ledning UNO till EPD: Upptagen = 7, DC = 8, Återställ = 9, CS = 10, DIN = 11, CLK = 13, GND = GND, VCC = 5V
7. Ställ in EPD -omkopplare BÅDE till “L”
8. Ladda ner GxEPD_Exempelskiss från IDE till UNO som vanligt

Ett annat bibliotek med demokod (levereras från EPD -tillverkaren) hittar du här. Observera att dessa demos (och några andra exempel tillgängliga online) har andra pin -tilldelningar än de som används ovan i GxEPD -exemplet. Framför allt är stift 8 och 9 ofta omvända.

Steg 5: Arduino UNO Prototyping Shield

Ett Arduino UNO Prototyping Shield passar direkt på ett Arduino UNO (eller kompatibelt) kort precis som alla andra sköldar. Arduino UNO Prototyping Shield har dock ett "perf-board" -område för allmänna ändamål i mitten där du kan löda på dina egna komponenter för att konstruera din egen anpassade sköld. Löd helt enkelt in rubrikerna på de yttre raderna på skölden så att den kan anslutas direkt ovanpå UNO. De pläterade hålen bredvid rubrikerna ansluts till rubriksignalerna så att linjerna från UNO enkelt kan anslutas till din anpassade krets.

Steg 6: Sju LED -inställningar på Prototype Shield

En Arduino Prototype Shield kan användas för att stödja den illustrerade kretsen. Kretsen har I/O-stift 1-7 på Arduino ansluten till sju lysdioder. Varje lysdiod är inkopplad med en egen strömbegränsande resistor, som i detta exempel är 560 Ohm motstånd.

Observera att den korta stiftet på varje LED måste orienteras mot Arduino GND -stiftet. Motstånden kan var och en orienteras i båda riktningarna. 9V batterhållaren kan anslutas för att göra projektet "portabelt" men måste anslutas till Vin -stiftet (inte till 5V eller 3.3V).

När kretsens lysdioder och motstånd är anslutna kan du experimentera med skissen med blinkande exempel genom att ändra stiftnumret till olika värden mellan 1 och 7.

Slutligen, prova knight_rider.ino -skissen som bifogas här för en återblick från 80 -talet.

Steg 7: Visionens uthållighet

Visionsbeständighet [VIDEO] hänvisar till den optiska illusionen som uppstår när visuell uppfattning av ett objekt inte upphör en stund efter att ljusstrålarna som utgår från det har upphört att komma in i ögat. Illusionen beskrivs också som "retinal persistence", "persistence of impressions" eller helt enkelt "persistence". (wikipedia)

Prova POV.ino -skissen som ingår i hårdvaruinställningen "Seven LED" från det sista steget. I skissen, experimentera med olika meddelandetexter och tidsparametrar för att få olika effekter.

Inspiration: Arduino POV -projekt från Ahmad Saeed.

Foto: Charles Marshall

Steg 8: USB 18650 batteriströmbank

Stoppa bara in en 18650 litiumjoncell i den här bebisen för att skapa din egen laddningsbara "Power Bank" för användning med olika 5V- och 3V-projekt!

Du kan hitta dessa vanliga 18650 litiumjonceller från olika källor, inklusive den här från Amazon.

Power Bank -modulspecifikationer:

• Ingång (laddning): 5 till 8V via mikro -USB -port upp till 0,5A

• Uteffekt:

  • 5V via USB Type A -port
  • 3 kontakter för att leverera 3V upp till 1A
  • 3 kontakter för att leverera 5V upp till 2A

• LED -statusindikator

  • Grön = batteriet laddat
  • Röd = laddning)
• Batteriskydd (överladdning eller överladdning)
• OBS: Det finns inget skydd mot omvänd polaritet!

Steg 9: Lev HackLife

Vi hoppas att vi njuter av månadens HackerBox -äventyr inom elektronik och datorteknik. Nå ut och dela din framgång 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.