HackerBox 0036: JumboTron: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Den här månaden utforskar HackerBox Hackers jumbo LED-matrisdisplayer, ESP32 single-chip-datorer och joystick-spelkontroller. Denna instruktionsbok innehåller information om hur du kommer igång med HackerBox #0036, som kan köpas här så länge lagret räcker. Om du också vill få en sån här HackerBox direkt i din brevlåda varje månad, prenumerera på HackerBoxes.com och gå med i revolutionen!

Ämnen och inlärningsmål för HackerBox 0036:

• Konfigurera Arduino IDE för att programmera ESP32
• Gränssnitts-joystick och tryckknappsstyringångar
• Kabeldata och ström till JumboTron LED -paneler
• Programmera olika applikationer med hjälp av matrisdisplayer

HackerBoxes är den månatliga prenumerationstjänsten för DIY -elektronik och datorteknik. Vi är hobbyister, tillverkare och experimenterande. Vi är drömmarnas drömmare. HACKA PLANET!

Steg 1: HackerBox 0036: Boxinnehåll

• P3 RGB LED Matrix med 64x32 pixlar
• ESP32 Development Board
• Spelkontrollkort med joystick
• Strömförsörjningssele för LED -matris
• DuPont Jumpers Female-Female 20cm
• Exklusiv HackerBoxes Glider Koozie
• Exklusivt Atari retro fan art dekal

Några andra saker som kommer att vara till hjälp:

• 5V likström (2-4 ampere)
• 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. Vi tycker alla om att lära sig ny teknik och förhoppningsvis bygga några häftiga projekt. 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.

Glidflyget är ett mönster som färdas över hela linjen i Conways Game of Life. Det har löst antagits som ett emblem för att representera hackarkulturen sedan Game of Life -mobilautomaten tilltalar hackare och konceptet med segelflygplanet föddes nästan samtidigt som Internet och Unix. Kan du programmera Conways Game of Life på 64x32 LED Matrix?

Steg 2: ESP32 och Arduino IDE

ESP32 är en enda chip -dator. Det är mycket integrerat med 2,4 GHz Wi-Fi och Bluetooth. ESP32 integrerar antennomkopplare, RF -balun, effektförstärkare, mottagarförstärkare med låg brus, filter och energihanteringsmoduler. Som sådan upptar hela lösningen minimalt kretskort (PCB).

Det finns några typer av ESP32 Development Boards. Den som används här är en variant på "DOIT ESP32 DevKit". De flesta I/O -stiften körs ut till stifthuvudena på båda sidor för enkel gränssnitt. Ett USB -gränssnittschip och spänningsregulator är integrerade i modulen. ESP32 stöds inom Arduino -ekosystemet och IDE, vilket är ett mycket snabbt och enkelt sätt att arbeta med ESP32.

Arduino ESP32 github -förvaret innehåller installationsanvisningar för Linux, OSX och Windows. Klicka på den länken och följ instruktionerna som motsvarar operativsystemet på din dator.

PROGRAMMERAR UTVECKLINGSBORDET

För att testa att IDE är korrekt konfigurerad innan du går vidare, ladda BLINK -exemplet för att blinka den inbyggda lysdioden. Ändra fördröjningsvärdena för att prova olika blinkfrekvenser och se till att koden verkligen laddas om till ESP32 -kortet.

När du programmerar ESP32, tryck och håll ned "BOOT" -knappen i ESP32-utvecklingskortet innan du trycker på uppladdningsknappen på Arduino IDE. När meddelandet "Ansluter _ _ _ …" visas på Arduino IDE kan du släppa "BOOT" -knappen och programmeringen ska börja.

Steg 3: Spelkontrollkort med joystick

Denna spelkontroll "breakout board" innehåller en analog joystick -kontroll och fyra knappar. Dess storlek och form är väl lämpade för handhållen användning.

Den analoga positionskontrollen är baserad på två potentiometrar (en för x och en för y) som är anslutna i standard "spänningsdelare" -konfiguration. Följaktligen måste OUTX och OUTY läsas som analoga värden och skalas på lämpligt sätt som visas i demokoden. OUTZ och de fyra knapparna är enkla på/av digitala omkopplare som normalt flyter öppna och korta till GND när de är aktiverade.

Kortet kan anslutas till ESP32 med DuPont Jumpers på följande stift:

ESP32 Game Controller

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 KEY1 32 KEY2 33 KEY3 25 KEY4

Det finns inget speciellt med dessa pin -tilldelningar, men det är de som används i demokoden. Eftersom vissa IO -stift på ESP32 bara matas ut, kanske du vill hålla det enkelt och bara använda samma värden.

Steg 4: 64x32 RGB LED Matrix P3 -panel

Med 2048 fullfärgs RGB-lysdioder är denna matris som din egen personliga "mini" jumbotron-skärm. Dessa paneler är faktiskt samma typ som används i jumbo LED -skärmar som du förmodligen kan se från den industriella styrkan. Lysdioderna är placerade på ett 3 mm stigningsnät (därav P3 -beteckningen). De körs med en 1:16 skanningshastighet.

Vi kommer att använda PxMatrix -biblioteket för Arduino IDE. Fortsätt och installera det biblioteket nu. Det finns också massor av operationsteoretiska detaljer på den länken om du är intresserad av att kolla in det.

Det finns tre kontakter på baksidan av LED Matrix Panel. Dessa inkluderar två 16 -stifts dubbla rubriker (märkta IN och OUT) och även en liten power header. Det finns tre olika uppsättningar ledningar att ansluta till dessa enligt beskrivningen nedan.

FINE Jumpers från DATA IN till DATA OUT

IN UT

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NINE Jumpers från ESP32 till DATA IN

ESP IN

13 R1 22 LAT 19 A 23 B 18 C 5 D 2 OE 14 CLK GND GND

Kraftsele

Den medföljande strömkabeln måste anslutas till en 5VDC -strömförsörjning. Om du planerar att belysa alla lysdioder till full ljusstyrka, kommer panelen att dra upp till cirka 4A. Om du har en anständig "bänk leverans" som bör gälla för att ge 4A. För typisk genomsnittlig drift kan 2A räcka. Till exempel testade vi en 2,5A USB -powerbank (batteri), vilket fungerade bra. Vi lödde en USB -kontakt istället för skruvklackarna på strömkabeln så att den kunde anslutas till USB -strömbanken.

Det finns två fyrstiftshuvuden på elnätet. Dessa är för att driva två paneler. En av sidhuvudena kan tas bort om du vill städa upp saker, var noga med att slå in de avskurna trådändarna (med tejp eller slang) för att förhindra kortslutning av strömförsörjningen.

Vanlig strömförsörjning till LED -panel och ESP32

Klipp av ena änden av en DuPont -bygel. Strip och täta tråden för att ansluta den till en röd linje i selen. Ett enkelt alternativ är att använda en av raderna där vi tog bort det extra fyrpoliga huvudet. Återigen, var noga med att slå in strömskenorna för att förhindra kortslutning. Efter att ESP32 har programmerats och USB -kabeln har tagits bort kan DuPont -honkontakten på den andra änden av skarvad tråd placeras på VIN -stiftet (inte 3V3 -stiftet) på ESP32 -kortet. Detta kommer att leverera ström till ESP32 -kortet och och LED -matrisen från samma 5V -strömförsörjning, vilket gör en tät och bärbar konfiguration för drift med batteri.

Steg 5: Matrix Demo Prog

Programmera den bifogade jumbotrondemo.ino -skissen i ESP32.

Se till att PxMatrix -biblioteket är installerat.

Demoprogrammets fyra lägen väljs med K1 - K4. Koden bör vara ganska självförklarande för att utvidgas till dina egna projekt.

Steg 6: 1 2 3 GO

Vad ska du göra med din 64x32 färgskärm och spelkontroll? Börja brainstorma med lite inspiration från andra exempelprojekt …

• Projektet Morphing Digital Clock
• Adafruit Matrix Display -resurser
• Instruerbar med LED Matrix -projekt
• Lägg till Android BLE -kontroll
• Vad sägs om ett trevligt spel Tetris?
• CHIP-8-spel (ursprungligen för 64x32 skärmar)
• Bibliotek för användning med ESP32 IDF (inte Arduino)
• Tio fantastiska DIY -elektroniska spel från WIRED

Skicka in en länk till ditt projekt så att vi kan dela det med de andra nedan:

• Physics Toy från JeffG
• Ormspel från Collene
• Gå snabbt sväng vänster spel från ppervink
• Cryptocurrency Ticker från ananseMugen
• Julnedräkningsklocka från rznazn

Steg 7: HACKA PLANET

Om du har tyckt om den här instruktionsboken och vill ha en cool låda med hackbar elektronik och datatekniska projekt som faller ner i din brevlåda varje månad, var vänlig gå med i revolutionen genom att surfa över till HackerBoxes.com och prenumerera för att få vår månatliga överraskningsbox.

Nå ut och dela din framgång i kommentarerna nedan eller på HackerBoxes Facebook -sida. Hör av dig till oss om du har några frågor eller behöver hjälp med något. Tack för att du är en del av HackerBoxes!