HackerBox 0025: Flair Ware: 15 steg

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

Flair Ware - Den här månaden bygger HackerBox Hackers en mängd elektronisk stil för användning som bärbara, demos eller till och med semesterprydnader. Denna instruktionsbok innehåller information om hur du arbetar med HackerBox #0025, som du kan hämta 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 0025:

• Montera ett enkelt myntcellsdrivet kretskort med självblinkande lysdioder
• Utforska kaskade analoga oscillatorer för att implementera ett bärbart namnmärke
• Experimentera med flera Digispark -enheter för miniatyr Arduino -projekt
• Koppla ihop bärbara LilyPad-moduler inklusive NeoPixel full-color LED
• Programmera tomma ATtiny85 -mikrokontroller med USBasp

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 0025: Boxinnehåll

• HackerBoxes #0025 Samlingsbart referenskort
• LED Star Wearable Kit
• Kit för färgcykelnamn
• BitHead ATtiny85 bärbart kit
• Pluggbar Digispark DevBoard
• Extra ATtiny85 8DIP mikrokontroller
• CJMCU LilyTiny Digispark -modul
• Tre LilyPad NeoPixel -moduler
• LilyPad myntcellsmodul
• CR2032 litiummyntceller
• USBasp Atmel AVR USB -programmerare
• Grön prototypbräda 4x6cm
• Revers Pin Pin Backs
• Krympslang - 100 delar
• Tennprojektlåda
• Exklusivt dekal för HackerBoxes
• Exklusiv HackerBoxes stickad keps

Några andra saker som kommer att vara till hjälp:

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

Viktigast av allt, du kommer att behöva en känsla av äventyr, DIY -anda och hacker -nyfikenhet. Hardcore DIY -elektronik är inte en trivial strävan, och vi vattnar inte ner det för dig. Målet är framsteg, inte perfektion. När du fortsätter och njuter av äventyret kan stor tillfredsställelse härledas från att lära dig ny teknik och förhoppningsvis få några projekt att fungera. Vi föreslår att du tar varje steg långsamt, tänker på detaljerna och aldrig tvekar att be om hjälp.

STÄLLDA FRÅGOR: Vi behöver en riktigt stor tjänst från HackerBox -medlemmarna där ute. Ta några minuter att granska vanliga frågor på HackerBoxes webbplats innan du kontaktar support. Även om vi uppenbarligen vill hjälpa alla medlemmar så mycket som nödvändigt, innehåller de flesta av våra support -e -postmeddelanden enkla administrativa frågor som behandlas mycket tydligt i vanliga frågor och svar. Tack för att du förstår!

Steg 2: Uttryck dig med bärbara

Vi måste prata om din stil. Bärbar elektronik kan vara ett flashigt sätt att lära sig om miniatyrisering, effektreduktion och estetisk PCB-layout. Du kan verkligen uttrycka dig med sådana här projekt. Bär dem, dekorera din arbetsyta eller till och med använda dem som semesterprydnader. Bli kreativ och dela ditt eget bärbara vinterunderland med världen!

Steg 3: LED Star Wearable

Låt oss börja med ett exempel som är ganska elegant i sin enkelhet. Denna design har fem självblinkande 5 mm lysdioder. Eftersom dessa lysdioder blinkar själv, krävs ingen extern styrkrets. De enda andra delarna är en CR2032 myntcellklämma och en på/av -omkopplare.

Montering: Rikta myntcellklämman och de fem lysdioderna enligt markeringarna på silkescreen. Observera att varje lysdiod har en "platt sida" som visas på kortet. Innan du placerar batteriklämman, tennar du alla tre dynorna helt med löd. Även om ingenting blir lödt till mittkudden, hjälper viss tinning att bygga upp dynan lite för att säkerställa en god kontakt med myntcellens negativa yta. Efter lödning, använd omkopplaren flera gånger för att rensa kontakterna från skräp eller oxidation.

Steg 4: Kit för färgcykelnamn

Detta miniatyrnamnmärke har arton lysdioder med färgcykling som helt styrs av analoga oscillatorer. Denna analoga design påminner oss om att mikrokontroller, lika mycket som vi älskar dem, inte alltid krävs för att få intressanta resultat. Det färdiga kretskortet kan bäras som ett blinkande namnmärke.

Satsens innehåll:

• Anpassad lila kretskort
• Två CR2032 myntcellklämmor
• Sex röda 3 mm lysdioder
• Sex orange 3 mm lysdioder
• Sex gula 3 mm lysdioder
• Tre 9014 NPN -transistorer
• Tre 47uF -kondensatorer (observera att det också finns en 10uF -kondensator)
• Tre 1K ohm-resistorer (brun-svart-röd)
• Tre 10K ohm resistorer (brun-svart-orange)
• Skjutbrytare
• JST-PH-uttag med svans
• Dekal med tre utbytbara skyltytor

Steg 5: Namnmärkningsteori om drift

Designen har tre kaskade oscillatorer för att styra LED-färgcykeln. Var och en av 10K -motstånden och 47uF -kondensatorerna bildar en RC -oscillator som periodiskt trycker på den associerade transistorn. De tre RC -oscillatorerna är kaskad i en kedja för att hålla dem cyklande ur fas vilket gör att blinkningen verkar slumpmässig runt skylten. När transistorn är "på" passerar ström genom dess bank med 6 lysdioder och deras 1K strömbegränsande motstånd som får den banken med 6 lysdioder att blinka.

Här är en trevlig förklaring av grundkonceptet med ett enda steg (en oscillator och en transistor).

Steg 6: Namnmärkesats

Använd schemat och PCB -placeringsdiagrammet när du monterar namnmärkesatsen.

Det finns två olika värden på motstånd. De är inte utbytbara. För att hålla dem raka, notera värdena på schemat och artikelnumren på placeringsdiagrammet. Motstånd är inte polariserade. De kan sättas in åt båda hållen.

Observera att det finns tre "banker" av lysdioder D1-D6, D7-D12 och D13-D18. Varje bank bör ha en färg för att balansera den aktuella belastningen och också för en fin visuell effekt. Till exempel kan lysdioderna D1-D6 alla vara röda, D7-D12 alla orange och D13-D18 alla gula.

Kondensatorerna är polariserade. Lägg märke till "+" på placeringsdigramen och "-"-märkningen på själva kondensatorn. Dessa indikerar tydligen motsatta stift.

Lysdioderna är också polariserade. Notera "+" - markeringen på placeringsdiagrammet. Lysdiodens långa stift ska vara i det "+" hålet. Lysdiodens "platta sida" ska ligga intill det ANDRA hålet.

Tina alla tre kuddar för var och en av myntcellklämmorna helt med lödning. Även om ingenting blir lödt i mittkuddarna, hjälper tinning att bygga dynan för att säkerställa en god kontakt med respektive myntcell.

Efter lödning, använd omkopplaren flera gånger för att rensa kontakterna från skräp eller oxidation.

Ett av dekalerna kan fästas i mitten av det färdiga namnmärket.

Stiftunderlag eller magneter kan vara limmade på baksidan av namnmärket.

Var försiktig så att du inte kortar ihop de två myntcellklämmorna medan namnskylten bärs.

Steg 7: Digispark

Digispark är ett open source -projekt som ursprungligen finansierades genom Kickstarter. Det är ett super-miniatyr ATtiny-baserat Arduino-kompatibelt kort som använder Atmel ATtiny85. ATtiny85 är en 8 -stifts mikrokontroller som är en nära kusin till typiska Arduino -chip, ATMega328P. ATtiny85 har ungefär en fjärdedel av minnet och bara sex I/O -stift. Det kan dock programmeras från Arduino IDE och det kan fortfarande köra Arduino -kod utan problem.

Eftersom det är en öppen källkod, har Digispark många variationer. Några av de vanligaste visas här. Vi kommer att arbeta med ett par av dessa.

Granskning av schemat bör omedelbart ställa frågan "Var är USB -chipet?"

Micronucleus är det magiska som gör att Digispark -designen fungerar utan ett USB -gränssnittschip. Micronucleus är en bootloader utformad för AVR ATtiny mikrokontroller med ett minimalt usb-gränssnitt, plattformsoberoende libusb-baserat programöverföringsverktyg och en stark tonvikt på bootloader-kompakthet. Det är överlägset den minsta USB -bootloader för AVR ATtiny.

LIBUSB -DRIVER

libusb är ett C -bibliotek som ger generisk åtkomst till USB -enheter. Den är avsedd att användas av utvecklare för att underlätta produktionen av applikationer som kommunicerar med USB -hårdvara. Libusb: s funktionalitet ska vara automatiskt tillgänglig på Linux och OSX. En drivrutin, till exempel zadig, kan behövas för Windows -maskiner.

Steg 8: Digispark som USB -gummiducky

USB Rubber Ducky är ett favorithackerverktyg. Det är en tangenttrycksinjektionsanordning förklädd till en generisk flash -enhet. Datorer känner igen det som ett vanligt tangentbord och accepterar automatiskt dess förprogrammerade nyckeltal för tangenttryckningar med över 1000 ord per minut. Följ länken för att lära dig allt om Rubber Duckies från Hak5 där du också kan köpa den riktiga affären. Under tiden visar denna videohandledning hur du använder en Digispark som en Rubber Ducky. En annan videohandledning visar hur du konverterar Rubber Ducky Scripts för att köra på Digispark.

Steg 9: CJMCU LilyTiny och NeoPixels

CJMCU LilyTiny använder samma hårdvarudesign och bootloader som Digispark. LilyTiny är dock byggt på en lila, skivformad PCB som påminner om LilyPad-korten. Läs mer om LilyPad wearables här.

FLASH LED BLINKA

Vårt första steg blir att blinka LilyTiny med LED -blinksexemplet bara för att se till att våra verktyg är i ordning.

Om du inte har Arduino IDE installerat, gör det först.

Följ instruktionerna här för att ladda digistump -stöd i Arduino IDE.

Ladda "Start" -exempelkoden:

File-> Exempel-> Digispark_Examples-> Start

Tryck på uppladdningsknappen. IDE kommer att instruera dig att ansluta ditt målkort. När du gör det kommer Digispark -programmeraren att skanna USB -portarna efter det och programmera ATtiny85.

När uppladdningen är klar bör lysdioden blinka.

Som ett test kan du ändra BÅDA "fördröjning (1000)" -uttalanden till "fördröjning (100)" och återflash.

Nu ska lysdioden blinka tio gånger snabbare (fördröjningen ändras från 1000 till 100).

LILYPAD NEOPIXEL MODULER

Koppla ihop de tre NeoPixel -modulerna som visas här.

Ladda strandtest -demokoden i IDE:

File-> Exempel-> (för Digispark)-> NeoPixel-> strandtest

I koden: Ändra parameter 1 (antal pixlar i remsan) till 3 Ändra parameter 2 (Arduino pin -nummer) till 3

Ladda upp och njut av ljusshowen - allt utan USB -chips!

Steg 10: USBasp - Atmel AVR USB -programmerare

När du köper ett rått ATtiny85 -chip (som de två 8 -stifts DIP -chipsen i denna låda) från Mouser eller DigiKey är det helt tomt. Chipsen har inte mikronukleus eller någon annan bootloader på sig. De kommer att behöva programmeras. Till exempel med hjälp av en ISP (in-circuit programmerare).

USBasp är en USB-kretsprogrammerare för Atmel AVR-styrenheter. Den består helt enkelt av en ATMega88 eller en ATMega8 och ett par passiva komponenter. Programmeraren använder en USB-drivrutin endast för firmware, ingen speciell USB-kontroller behövs.

Sätt i ATtiny85 i den pluggbara utvecklingskortet (tänk på indikatorn för stift ett) och dra upp kortet med USB -spetsen som visas här.

Lägg till ATtiny-stöd till din Arduino IDE (se detaljer på High-LowTech):

Under inställningar lägger du till en post i listan över styrelsens webbadresser för:

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

Under Verktyg-> Kort-> Board Mangers lägger du till styrelsepaketet från ATtiny av David A. Mellis.

Detta kommer att lägga till ATtiny -brädor till tavellistan, där du nu kan välja …

Kort: ATtiny25/45/85 Processor: ATtiny85 Klocka: Intern 1 MHz

[VIKTIG OBS! Ställ aldrig klockan på extern klocka om inte chipet faktiskt har en extern klocka.]

Ladda kodexemplet för "blinka"

Ändra LED_BUILTIN till 1 på tre platser i den skissen och ladda upp den till ATtiny85 med USBasp.

Pluggbar DevBoard -LED bör nu blinka precis som LilyTiny -LED: n gjorde ur lådan.

Fotnot - Använda den pluggbara DevBoard som en Digispark:

Tekniskt sett använder vi Pluggable DevBoard här som en breakout för att ansluta USBasp, inte som Digispark. För att kunna använda den som en Digispark måste mikrokontrollern programmeras med mikronukleus bootload som kan laddas ner här.

Steg 11: BitHead ATtiny85 Wearable Kit

BitHead är HackerBox supersexiga maskotskalle. Den här månaden kommer han i PCB-form redo att rocka en ATtiny85-mikro, en piezo-summer och ett par NeoPixel-ögonbollar.

Satsens innehåll:

• Custom Black BitHead Printed Circuit Board
• Två CR2032 myntcellklämmor
• 8 -stifts DIP -uttag
• 8 -stifts DIP ATtiny85 integrerad krets
• Passiv Piezo -summer
• Två 8 mm runda NeoPixel lysdioder
• 10uf kondensator
• Skjutbrytare
• JST-PH-uttag med svans

Steg 12: BitHead Wearable Assembly

Eftersom PCB -silkscreen används för konstverk finns de typiska silkscreen -indikatorerna inte på PCB. Istället visas de här som ett monteringsschema. Rikta försiktigt summern, kondensatorn, DIP8 -uttaget och båda NeoPixels enligt markeringarna på detta monteringsschema. Ledarna på NeoPixels har en bred punkt några millimeter ner från plastkupolen. Dessa är svåra att ta sig igenom kretskortshålen, så det kan hjälpa att klippa av ledningarna strax ovanför dessa innan de sätts i. Var noga med att lämna tillräckligt med ledningar för att sträcka sig genom kretskortet för lödning.

Kom ihåg att helt tina alla tre dynorna för myntcellklämmorna med lödning. Även om inget blir lödt i mittkuddarna, hjälper det att bygga upp dynan för att säkerställa god kontakt.

Steg 13: BitHead bärbar programmering

Den bifogade skissen "WearableSkull.ino" visar hur du styr BitHeads summer och lysdioder från en ATtiny85.

Använd Pluggable DevBoard för att programmera skissen i ATtiny85.

För att kunna använda NeoPixel-biblioteket måste vi stöta den interna klockfrekvensen från 1MHz till 8MHz under Verktyg-> Klocka. När du ändrar klockfrekvensen måste du utföra en "Burn Bootloader" -operation under verktyg, så gör det nu också.

Ladda upp BitHead -demoprogrammet till ATtiny85, släpp försiktigt ut chipet med en liten skruvmejsel, koppla in chipet (sinneorientering) i BitHead, vrid omkopplaren och om allt är rätt … DET ÄR LIVET!

Du kan leka med ljus och ljud. Se hur lång tid det tar att bli sjuk av "bränna och lära sig" -cykeln att slå in chipet in och ut. Välkommen tillbaka till 1980 -talet.

Steg 14: BitHead PCB Mini-Badge

Denna alternativa tillämpning av BitHead maskot PCB kräver två 5 mm självblinkande lysdioder för ögonbollar istället för två NeoPixels. Eftersom lysdioderna blinkar själv krävs ingen styrkrets.

FÖRBERED LED -lamporna

Ledningarna på de två lysdioderna har en bred punkt några millimeter ner från plastkupolen. Dessa är svåra att komma igenom PCB -hålen. Klipp av ledningarna precis ovanför de breda punkterna som visas på bilden. Var noga med att lämna tillräckligt med ledningar för att bara sträcka sig genom kretskortet för lödning.

BAKSIDAN AV PCB

De självblinkande lysdioderna kräver bara ett av de två batteriklämmorna. Kort de övre batterikuddarna enligt bilden. Använd en av ledningarna trimmade från lysdioderna som en kortslutningstråd.

Tenn alla tre kuddar för den nedre myntcellklämman med lödning. Även om ingenting blir lödt till mittkudden, hjälper det till att bygga upp dynan för att säkerställa god kontakt med myntcellen.

Rikta myntcellklippet som visas på silkscreen och löd de två flikarna på plats.

FRAMSIDAN AV PCB

Rikta försiktigt de trimmade lysdioderna enligt markeringarna "flat spot" på bilden. Ledningarna går in i mitten två hål och lämnar de två yttre hålen oanvända. Kläm ihop ledningarna något för att matcha hålavståndet och vagga sedan lysdioden försiktigt på plats.

Med lysdioderna och omkopplaren insatt från framsidan av kretskortet. Löd deras ledningar på baksidan av kretskortet.

FINPUTSNING

Infällda lödade ledningar från baksidan av kretskortet.

Sätt i myntcellen.

Använd omkopplaren flera gånger för att rensa kontakterna från skräp eller oxidation.

VALFRITT TREPANATION

Eftersom den övre myntcellklämman inte används finns det plats för att borra ett hål för att fästa en kulkedja eller snodd.

Steg 15: Hacka planeten

Om du har njutit av denna Instrucable och vill få en låda med elektronik och datatekniska projekt som detta levererade direkt till din brevlåda varje månad, vänligen gå med oss genom att prenumerera HÄR.

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. Kom gärna med dina förslag och feedback. HackerBoxes är DINA lådor. Låt oss göra något bra!