HackerBox 0050: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

ברכות להאקרים של האקרבוקס ברחבי העולם! עבור HackerBox 0050, אנו מרכיבים ומתכנתים את לוח המעבד המשובץ HB50. ה- HB50 תומך בניסויים עם מיקרו-בקרי ESP32, מוטבע IoT WiFi, צליל ביט בנג, נוריות RGB, צגי TFT LCD בצבע מלא, כניסות מסך מגע, בלוטות 'ועוד. HackerBox 0050 בוחן גם פתרון מקלדת זעיר לכל פרויקט מוטבע, ממשקי I2C, תקצוב כוח ואוטומטים סלולריים.

מדריך זה מכיל מידע לתחילת העבודה עם HackerBox 0050, אותו ניתן לרכוש כאן עד גמר המלאי. אם תרצה לקבל HackerBox כזה בכל חודש בתיבת הדואר שלך, אנא הירשם ב- HackerBoxes.com והצטרף למהפכה!

HackerBoxes הוא שירות תיבות המנויים החודשי להאקרים לחומרה וחובבי אלקטרוניקה וטכנולוגיית מחשבים. הצטרף אלינו לחיות את HACK LIFE.

שלב 1: רשימת תוכן עבור HackerBox 0050

• מעגל מודפס בלעדי HB50
• מודול WiFi כפול ESP-WROOM-32
• תצוגת TFT LCD בצבע QVGA 2.4 אינץ '
• מסך מגע משולב לתצוגה עם חרט
• שש נוריות RGB WS2812B
• שישה לחצנים ניתנים להר השטח
• זמזם פיאצו 12 מ"מ SMD
• רגולטור לינארי AMS1117 3.3V SOT223
• זווית ימין 40pin Header Breakaway Header
• שני קבלים טנטלום 22uF 1206 SMD
• שני נגדי 10K אוהם 0805 SMD
• מקלדת מיני CardB
• גרוב לכבל פריצת DuPont נקבה
• מודול סידורי USB CP2102
• מגשרים DuPont נקבה-נקבה 10 ס"מ
• מדבקות PCB של Wave Great Wave
• מדבקה בלעדית של HackerBox WireHead
• מטבע האתגר בלעדי של האקרבוקס 50

עוד כמה דברים שיהיו מועילים:

• מלחם, הלחמה וכלי הלחמה בסיסיים
• מחשב להפעלת כלי תוכנה

והכי חשוב, תזדקק לתחושת הרפתקה, רוח האקרים, סבלנות וסקרנות. בנייה והתנסות באלקטרוניקה, למרות שהיא מתגמלת מאוד, יכולה להיות מסובכת, מאתגרת ואפילו מתסכלת לפעמים. המטרה היא התקדמות, לא שלמות. כאשר אתה מתמיד ונהנה מההרפתקה, ניתן להפיק סיפוק רב מהתחביב הזה. קח כל צעד לאט, הקפד על הפרטים, ואל תפחד לבקש עזרה.

יש שפע של מידע לחברים הנוכחיים והפוטנציאליים בשאלות הנפוצות של HackerBoxes. כמעט כל הודעות הדוא ל של התמיכה הלא טכנית שאנו מקבלים כבר נענות שם, ולכן אנו מעריכים מאוד שלקחת כמה דקות לקרוא את השאלות הנפוצות.

שלב 2: מעגל מודפס HB50

כדי להנציח את מספר HackerBox מספר 0050, סובבנו גרסה מעודכנת של הלוח הפופולרי ביותר של HackerBox לפי דרישה פופולרית. ערכת התג של מחנה הקיץ HackerBox 0020 אזלה ב- DEF CON 25 תוך פחות משעתיים. מאז ביקשו לעתים קרובות את קבצי ה- PCB. הלוח הודפס מחדש לפחות כמה פעמים על ידי צד שלישי. העיצוב עורר השראה לקומץ תגים אחרים ופרויקטים משובצים של IoT שאנו מודעים אליהם ואנו מקווים לעוד מספר שאיננו מודעים אליהם.

העדכונים שנמצאים בערכת ה- PCB החדשה של HB50 כוללים החלפת ESP-32 DEVkitC למודול ESP-WROOM-32 הקומפקטי יותר. חמשת כפתורי המגע הקיבולי הוחלפו בכפתורי מישוש מכניים. חמשת נוריות ה- RGB WS2812 שהיו באריזות לבנות הוגדלו לשש וכעת הן באריזות שחורות. זמזם הפיאז'ו הוחלף בגרסה קומפקטית יותר למשטח הר. אספקת החשמל פשטה. צג TFT הצבעוני גדל מ -2.2 אינץ 'ל -2.4 אינץ'. ה- PCB הוא קומפקטי יותר ואפילו פרצו כמה סיכות IO להנאתכם בפריצה. מאז תקופת ה- HackerBox 20, יש הרבה יותר פרויקטים, דוגמאות וקוד זמינים ל- ESP32, אז בואו נתכונן לרעש …

מאפיינים:

• מעבד ESP32 ליבה כפולה 160MHz
• צג TFT LCD בגודל 2.4 אינץ 'מסוג QVGA
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• חמישה לחצני מישוש (+ אחד לאיפוס)
• שישה נוריות RGB WS2812
• זמזום פיזו
• וסת לינארי 3.3V
• כותרת הרחבה

כמו קודמו, ניתן ללבוש את HB50 על שרוך, להשתמש בו ככף יד, להתקין אותו על קיר או לפרוס אותו כמעט בכל מקום באינספור יישומים אלחוטיים וצבעוניים.

שלב 3: העלה את לוח HB50

כדי למזער, או לפחות לבודד שגיאות, אנו ממליצים להתחיל בהרכבה על ידי אכלוס המינימום של רכיבים בלבד ל- HB50 PCB הנדרשים לתכנת ה- ESP32. גישה מינימלית כדאית זו מתוארת בשלבים אלה:

1. צפה בסרטון זה על הלחמות מודולים קסטליים.
2. הלחם את מודול ESP-WROOM-32 על הלוח. קח את הזמן. אל תדאג לגבי כרית הקרקע המרכזית מתחת למודול. ניתן להלחים אותו רק על ידי הזרמה מחודשת והוא קיים רק להוספת צימוד תרמי.
3. השתמש במולטימטר כדי לוודא שאין קצר בין 3V3 ל- GND. אם יש קצר, יש לזהותו ולהסירו לפני הפעלת כוח על הלוח או שמפלצת העשן עלולה לצאת.
4. הלחם את שני נגדי 10K ממש מעל כפתורי EN ו- IO0.
5. הלחם את כפתורי EN ו- IO0. ניתן להפסיק את ארבעת הכפתורים האחרים לעת עתה.
6. שוברים רצועת כותרת של 16 פינים. הכנס אותו מצד המעבד של הלוח הלוח כך שהסיכות מצביעות לקצה הקרוב ביותר של הלוח הלוח. לאחר מכן, הלחם את הכותרת למקומה בצד הלחצן של הלוח הלוח.
7. ודא שוב כי אין מכנסיים קצרים בין 3V3 ל- GND.
8. השתמש בארבעה חוטי מגשר של DuPont לחיבור מודול CP2102 כפי שמוצג. שים לב שאנו משתמשים באופן זמני במקור הכוח 3V3 מכיוון שהווסת הלינארי עדיין לא מאוכלס על הלוח המודרני.
9. אם המחשב שלך עדיין לא מותקן ב- Arduino IDE, השג אותו כאן.
10. הגדר תמיכה ב- ESP32 בתוך Arduino IDE באמצעות מדריך זה.
11. ב- IDE, הגדר כלים> לוח ל- "ESP32 Wrover Module".
12. חבר את מודול CP2102 ליציאת USB במחשב.
13. ב- IDE, הגדר כלים> יציאה ליציאת ה- USB הנכונה עבור CP2102.
14. אם יציאה חדשה לא מופיעה כאשר מודול CP2102 מוכנס, התקן את מנהל ההתקן הנדרש של USB מ- Silicon Labs.
15. תפוס את סקיצת הכפתור_הדגמה.
16. הידור והעלה את המערכון.
17. כאשר ההעלאה מתחילה, החזק את לחצני EN ו- IO0. EN הוא בעצם כפתור איפוס ו- IO0 הוא סיכת הרצועה בכוח לתכנת מחדש את הבזק.
18. לאחר שהנקודות והמקפים מופיעים ב- IDE, הרפה מהלחצן EN (איפוס שחרור) אך המשך להחזיק את כפתור IO0 עד שתכנת הבזק תתחיל לוודא שסיכת הרצועה מזוהה בעת האתחול.
19. עם סיום התכנות, לחץ שוב על לחצן EN כדי לאפס ולהפעיל את הקוד שהבהב לאחרונה.
20. פתח את הצג הטורי Arduino IDE והגדר אותו ל- 115200 baud.
21. לחיצה על כפתור IO0 אמורה ליצור הודעה בצג הטורי.

שלב 4: לחצנים, באזרים ולדים, הו

לחצנים נוספים

לאחר שלב התכנות הראשוני מוצלח, כבה את לוח HB50 והלחם את ארבעת הכפתורים הנותרים. אותה סקיצה של button_demo צריכה לדווח כעת על כל חמשת הכפתורים (IO0, A, B, C ו- D) לצג הטורי כאשר לוחצים עליהם.

זַמזָם

כבה את לוח HB50 והלחם את הבאזר על רפידותיו. כוון את הנקודה על הבאזר כדי להיות הקרוב ביותר לרפידת "+" בלוח HB50. תכנת הסקיצה של buzzer_demo ואיפוס (EN) הלוח על מנת לתת לו לפעול. נשמע טוב?

נוריות RGB WS2812B

כבה את לוח HB50 והלחם את ששת הלדים על כריותיהם. כוון את הפינה המסומנת בלבן של כל נורית כך שתתאים לפינת הלשוניות כפי שמוצג במסך המשי של הלוח המודפס.

מתוך כלי Arduino IDE> נהל ספריות, התקן את ספריית FastLED.

פתח את הסקיצה: קובץ> דוגמאות> FastLED> ColorPalette.

בקוד הסקיצה, שנה את LED_PIN ל- 13, NUM_LEDS ל- 6 ו- LED_TYPE ל- WS2812B.

העלה את הסקיצה ואפס (EN) את הלוח כדי לתת לו לפעול. תהנה מאורות מהבהבים מכל צבע.

רגולטור כוח לינארי

כאשר נוריות ה- LED פועלות (ובמיוחד ברגע שמשדר ה- WiFi מופעל) HB50 שואב הרבה זרם מהספק 3V3. בואו נשפר את קיבולת החשמל של 3.3V על ידי הלחמה של הרגולטור הלינארי AMS1117 (חבילת SOT 233) למקומו. כמו כן, אכלס את שני קבלים המסנן 22uF שליד הרגולטור. שים לב כי צד אחד של כל משי הקבלים הוא מלבני והצד השני אם מתומן. הקבלים צריכים להיות מכוונים כך שהחוט הכהה בחבילה יישר קו לצד משי המתומן. הרגולטור יהפוך כעת חלק מהאספקה של 5V ל -3.3V והוא יכול לספק הרבה יותר זרם מאשר מודול CP2102 בעצמו. כדי לספק כעת כוח ל- HB50 באמצעות אספקת 5V, העבר את שני הקצוות של מגשר הדופונט 3V3 ל- 5V. כלומר, מקור 5V ממודול CP2102 לאחד מפיני הכניסה של 5V בכותרת HB50. שים לב שאפשר לספק את הסיכה 5V בכל מתח של בין 3.5V ל- 5V.

שלב 5: תצוגת LCD TFT צבעונית מסוג ILI9341 QVGA

תצוגת MSP2402 (דף lcdwiki) היא מודול אוטובוס SPI המבוסס על שבב ILI9341. השבב מניע מסך צבעוני 2.4 אינץ 'התומך ב -65,000 צבעים וברזולוציה של 320X240 פיקסלים (QVGA).

המודול כולל גם קלט מסך מגע וחריץ לכרטיס SD.

קוד סימון קלט/פלט לתצוגת טסט

אם נתקלת בבעיות עם הלחמת ה- ESP-WROOM-32 עד לנקודה זו, ייתכן שיהיה רעיון טוב לבדוק מראש את סיכות הקלט/פלט של מודול התצוגה לפני הלחמת מודול התצוגה למקומה. כפי שמוצג להלן ובתרשים הסכימטי של ה- PCB, ה- ESP32 IOs במשחק הם 19, 23, 18, 5, 22, 21 ו- 15. שים לב שמדובר במספרי ה- IO ולא במספרי הסיכה. ניתן לבדוק את הפינים על ידי כתיבת תוכנית קטנה המגדירה את כל ה- IO כפלט ולאחר מכן לולאה ברכיבה על פני ה- IO ומפעילה ומכבה כל אחד בתורו עם עיכוב שני או שניים בין. נורית פשוטה עם מחובר נגד מגביל זרם יכולה לשמש כבדיקה כדי לוודא שכל סיכת IO ממופת לכותרות התצוגה (ראו סכמטי) מופעלת וכיבוי כראוי וכי אף אחת מהן אינן מחוברות יחד.

לאחר אימות כל הסיכות, ניתן להלחם את צג TFT במקומו בעזרת הכותרות הארוכות והקצרות.

התקן והגדר את ספריית ה- TFT

מתוך Arduino IDE: כלים> נהל ספריות, התקן את ספריית TFT_eSPI

עבור לתיקייה Arduino Libraries. פתח את תיקיית TFT_eSPI וערוך את הקובץ User_Setup.h כדי להגדיר את שבב מנהל ההתקן של המודול, רזולוציית הפיקסלים וסיכות IO. בצע זאת על -ידי וודא כי ההגדרות (לא) נגיבו כפי שמוצג להלן ומוגדרות לערכים כפי שמוצג. אתה יכול לוודא כי אלה תואמים את החיבורים בסכימת ה- PCB.

// מחלקה 1.

#הגדר ILI9341_DRIVER #הגדר TFT_WIDTH 240 #הגדר TFT_HEIGHT 320 // סעיף 2. // ללוח ESP32 Dev #הגדר TFT_MISO 19 #הגדר TFT_MOSI 23 #הגדר TFT_SCLK 18 #הגדר TFT_CS 5 #הגדר TFT_DC #הגדר TFT_DC TFT_RST -1 // #הגדר TFT_BL 32 #הגדר TOUCH_CS 15

פתח והעלה את המערכון:

קובץ> דוגמאות> TFT_eSPI> 320 x 240> Cellular_Automata

מערכון זה הוא הדגמה ויזואלית מגניבה של משחק החיים של קונוויי.

רחפן האקרים עשוי להתפתח לקיום … שימו לב!

תצוגת לוגו האקרבוקס על TFT LCD

נסה את המערכון של BitHeadDemo.

שלב 6: קלט משתמש במסך מגע

ניתן להשתמש בסקיצה הבאה כדי להגדיר ולבדוק את הפונקציונליות של מסך המגע:

קובץ> דוגמאות> TFT_eSPI> 320 x 240> לוח מקשים_240x320

כפתור "שלח" מעביר את המספר שהוזן לצג הטורי ב -9600 באוד.

שלב 7: מקלדת CardKB I2C

לוח זעיר זה מיישם מקלדת QWERTY מלאה הכוללת שימוש כמעט בכל פרויקט המיקרו-בקר שלך. המקלדת מתקשרת באמצעות יציאת GROVE A (ממשק I2C) בכתובת 0x5F. שילובי לחצנים (Sym+Key, Shift+Key, Fn+Key) נתמכים כדי להפיק ערכי מפתח עשירים.

התחל עם הדוגמא הפשוטה CardKB_Serial sketch, המתקשרת עם המקלדת דרך GROVE I2C ומהדהדת לחיצות מקשים אל הצג הסידורי. ניתן להריץ את הסקיצה ב- ESP32 (כגון HB50), Arduino UNO, Arduino Nano או כל פלטפורמה התומכת ב- I2C.

שים לב שיש שתי שיחות Wire.begin שונות ל- ESP32 ול- UNO/Nano. בטל את התגובה של אחת השורות המתאימות למארח שבו אתה משתמש. חבר את חוטי הפריצה הצהובים והלבנים של GROVE לפינים שצוינו בשורת קוד זו. חברו את חוט הפריצה האדום של GROVE ל- 5V ואת חוט ה- GROVE השחור ל- GND.

דף תיעוד יצרן. שים לב שלמרות שהמיקרו-בקר המשולב CardKB מגיע מתוכנת מראש, מקור הקושחה זמין אם ברצונך לפרוץ את המקלדת.

שלב 8:

אנו מקווים שאתה נהנה מהחודש ההרפתקה של HackerBox בתחום האלקטרוניקה וטכנולוגיית המחשב. הושיט יד ושתף את ההצלחה שלך בתגובות למטה או בקבוצת הפייסבוק של HackerBoxes. כמו כן, זכור כי תוכל לשלוח דוא ל [email protected] בכל עת אם יש לך שאלה או זקוק לעזרה.

מה הלאה? הצטרף למהפכה. חי את האק לייף. קבל קופסה מגניבה של ציוד לפריצה שנשלח ישירות לתיבת הדואר שלך בכל חודש. גלוש אל HackerBoxes.com והירשם למנוי החודשי שלך ל- HackerBox.