„HackerBox“0050: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveikiname HackerBox įsilaužėlius visame pasaulyje! „HackerBox 0050“montuojame ir programuojame HB50 įterptąją procesoriaus plokštę. „HB50“palaiko eksperimentus su ESP32 mikrovaldikliais, įterptu „IoT WiFi“, bitų sprogimo garsu, RGB šviesos diodais, spalvotais TFT LCD ekranais, jutiklinio ekrano įvestimis, „Bluetooth“ir kt. „HackerBox 0050“taip pat tiria mažą klaviatūros sprendimą bet kuriam įterptam projektui, I2C sąsajas, energijos biudžetą ir korinio ryšio automatus.

Šiame vadove yra informacijos, kaip pradėti naudotis „HackerBox 0050“, kurią galite įsigyti čia, kol pasibaigs prekės. Jei norėtumėte kiekvieną mėnesį gauti tokią „HackerBox“tiesiai į savo pašto dėžutę, užsiprenumeruokite „HackerBoxes.com“ir prisijunkite prie revoliucijos!

„HackerBoxes“yra mėnesio prenumeratos dėžutės paslauga, skirta aparatūros įsilaužėliams ir elektronikos bei kompiuterinių technologijų entuziastams. Prisijunk prie mūsų ir gyvenk HACK LIFE.

1 veiksmas: „HackerBox 0050“turinio sąrašas

• Išskirtinė HB50 spausdintinė plokštė
• „ESP-WROOM-32“dviejų branduolių „WiFi“modulis
• QVGA spalvotas TFT LCD 2,4 colių ekranas
• Integruotas jutiklinis ekranas su rašikliu
• Šeši WS2812B RGB šviesos diodai
• Šeši „Surface Mount Tacile“mygtukai
• Pjezo garsinis signalas 12 mm SMD
• AMS1117 3.3V linijinis reguliatorius SOT223
• Stačiakampis 40 kontaktų atsiskyrimo antraštė
• Du 22uF tanto kondensatoriai 1206 SMD
• Du 10K omų rezistoriai 0805 SMD
• „CardKB“mini klaviatūra
• „Grove“iki „DuPont Breakout“kabelis
• CP2102 USB serijinis modulis
• „DuPont“megztiniai patelė-moteris 10 cm
• Hokusai Didžiosios bangos PCB lipdukas
• Išskirtinis „HackerBox WireHead“lipdukas
• Išskirtinė „HackerBox 50“iššūkio moneta

Kai kurie kiti dalykai, kurie bus naudingi:

• Lituoklis, lydmetalis ir pagrindiniai litavimo įrankiai
• Kompiuteris programinės įrangos įrankiams paleisti

Svarbiausia, kad jums reikės nuotykių jausmo, įsilaužėlių dvasios, kantrybės ir smalsumo. Elektronikos kūrimas ir eksperimentavimas, nors ir labai naudingas, kartais gali būti sudėtinga, sudėtinga ir net varginanti. Tikslas yra pažanga, o ne tobulumas. Kai ištveriate ir mėgaujatės nuotykiais, iš šio pomėgio galite gauti daug pasitenkinimo. Ženkite kiekvieną žingsnį lėtai, apgalvokite smulkmenas ir nebijokite prašyti pagalbos.

„HackerBoxes“DUK yra daug informacijos esamiems ir būsimiems nariams. Beveik į visus gautus netechninės pagalbos el. Laiškus ten jau atsakyta, todėl tikrai dėkojame, kad skiriate kelias minutes skaityti DUK.

2 žingsnis: HB50 spausdintinė plokštė

Norėdami paminėti „HackerBox“numerį 0050, pagal populiarią paklausą sukūrėme atnaujintą populiariausios „HackerBox“plokštės versiją. „HackerBox 0020“vasaros stovyklos ženklelių rinkinys DEF CON 25 buvo išparduotas per mažiau nei dvi valandas. Nuo tada dažnai prašoma PCB failų. Lentą bent porą kartų perspausdino trečiosios šalys. Šis dizainas įkvėpė keletą kitų ženkliukų ir įterptų daiktų interneto projektų, apie kuriuos mes žinome, ir, tikiuosi, dar kelis, apie kuriuos mes nežinome.

Naujajame HB50 PCB rinkinyje rasti atnaujinimai apima ESP-32 DEVkitC pakeitimą kompaktiškesniu ESP-WROOM-32 moduliu. Penki talpūs jutikliniai mygtukai buvo pakeisti mechaniniais lytėjimo mygtukais. Penki RGB WS2812 šviesos diodai, esantys baltose pakuotėse, padidėjo iki šešių, o dabar yra juodos spalvos. Pjezo garsinis signalas buvo pakeistas į kompaktiškesnę ant paviršiaus montuojamą versiją. Maitinimo šaltinis buvo supaprastintas. Spalvotas TFT ekranas padidintas nuo 2,2 colio iki 2,4 colio. PCB yra kompaktiškesnė ir netgi turi keletą IO kaiščių, kurie yra skirti jūsų įsilaužimo malonumui. Nuo „HackerBox 20“laikų ESP32 yra daug daugiau projektų, pavyzdžių ir kodų, todėl pasiruoškime triukšmui …

Funkcijos:

• ESP32 dviejų branduolių 160MHz procesorius
• 2,4 colio QVGA spalvotas TFT LCD ekranas
• „WiFi“802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• „Bluetooth LE 5.0“
• Penki lietimo mygtukai (+ vienas iš naujo)
• Šeši RGB WS2812 šviesos diodai
• Pjezo garsinis signalas
• 3.3V linijinis reguliatorius
• Išplėtimo antraštė

Kaip ir jo pirmtaką, „HB50“galima nešioti ant diržo, naudoti kaip rankinį, pritvirtinti prie sienos arba naudoti beveik bet kur, naudojant daugybę belaidžių ir spalvingų programų.

3 veiksmas: sukurkite HB50 plokštę

Norėdami sumažinti klaidų skaičių arba bent jau jas išskirti, siūlome pradėti surinkimą užpildant tik minimalų komponentų kiekį HB50 PCB, kurių reikia ESP32 programavimui. Šis minimalus perspektyvus metodas yra aprašytas šiuose žingsniuose:

1. Žiūrėkite šį vaizdo įrašą apie kastelinių modulių litavimą.
2. Lituokite ESP-WROOM-32 modulį ant PCB. Neskubėk. Nesijaudinkite dėl centrinio įžeminimo pado po moduliu. Jis gali būti lituojamas tik perpilant ir yra skirtas tik papildomai šilumai.
3. Naudokite multimetrą, kad įsitikintumėte, jog tarp 3V3 ir GND nėra trumpojo jungimo. Jei yra trumpas, jis turi būti identifikuotas ir pašalintas prieš įjungiant maitinimą į lentą arba dūmų pabaisa gali išeiti.
4. Lituokite du 10K rezistorius tiesiai virš EN ir IO0 mygtukų.
5. Lituokite mygtukus EN ir IO0. Kiti keturi mygtukai kol kas gali būti palikti.
6. Nutraukite 16 kontaktų antraštės juostelę. Įdėkite jį iš PCB CPU pusės taip, kad kaiščiai būtų nukreipti į artimiausią PCB kraštą. Tada lituokite antraštę į vietą iš mygtuko PCB pusėje.
7. Dar kartą patikrinkite, ar nėra trumpųjų jungčių tarp 3V3 ir GND.
8. Naudokite keturis „DuPont“jungiamuosius laidus, kad prijungtumėte CP2102 modulį, kaip parodyta. Atminkite, kad laikinai naudojame 3V3 maitinimo šaltinį, nes tiesinis reguliatorius dar nėra užpildytas PCB.
9. Jei jūsų kompiuteryje dar nėra įdiegta „Arduino IDE“, įsigykite ją čia.
10. Naudodami šį vadovą sukonfigūruokite ESP32 palaikymą „Arduino IDE“.
11. IDE nustatykite įrankiai> lenta į „ESP32 Wrover Module“.
12. Prijunkite CP2102 modulį prie kompiuterio USB prievado.
13. IDE nustatykite įrankius> prievadą į tinkamą CP2102 USB prievadą.
14. Jei įdėjus CP2102 modulį naujas prievadas nepasirodo, įdiekite reikiamą USB tvarkyklę iš „Silicon Labs“.
15. Paimkite „button_demo“eskizą.
16. Sudarykite ir įkelkite eskizą.
17. Prasidėjus įkėlimui, palaikykite nuspaudę EN ir IO0 mygtukus. LT iš esmės yra atstatymo mygtukas, o IO0 - tvirtinimo kaištis, leidžiantis perprogramuoti blykstę.
18. Kai IDE pasirodys taškai ir brūkšneliai, atleiskite EN mygtuką (atleiskite iš naujo), bet toliau laikykite nuspaudę mygtuką IO0, kol pradėsite programuoti blykstę, kad įsitikintumėte, jog įkrovos kaištis atpažįstamas paleidžiant.
19. Kai programavimas bus baigtas, dar kartą paspauskite mygtuką EN, kad iš naujo nustatytumėte ir paleistumėte naujai mirksintį kodą.
20. Atidarykite „Arduino IDE Serial Monitor“ir nustatykite 115200 baudų.
21. Paspaudus mygtuką IO0, serijiniame monitoriuje turėtų būti sugeneruotas pranešimas.

4 žingsnis: mygtukai, garsiniai signalai ir šviesos diodai, OH MY

DAUGIAU MYGTUKŲ

Kai pradinis programavimo žingsnis bus sėkmingas, išjunkite HB50 plokštę ir lituokite likusiais keturiais mygtukais. Tas pats „button_demo“eskizas dabar turėtų pranešti serijiniam monitoriui visus penkis mygtukus (IO0, A, B, C ir D).

BUZZERIS

Išjunkite HB50 plokštę ir lituokite garsinį signalą ant jo trinkelių. Orientuokite tašką ant garsinio signalo, kad jis būtų arčiausiai HB50 plokštės „+“. Užprogramuokite „buzzer_demo“eskizą ir iš naujo nustatykite (EN) plokštę, kad ji veiktų. Skamba gerai?

WS2812B RGB šviesos diodai

Išjunkite HB50 plokštę ir lituokite šešis šviesos diodus ant jų trinkelių. Kiekvieną šviesos diodą pažymėkite baltai pažymėtą kampą, kad jis atitiktų skirtukų kampą, kaip parodyta PCB šilkografijoje.

Iš „Arduino IDE“įrankių> Tvarkyti bibliotekas įdiekite „FastLED“biblioteką.

Atidarykite eskizą: Failas> Pavyzdžiai> „FastLED“> „ColorPalette“.

Eskizo kode pakeiskite LED_PIN į 13, NUM_LEDS į 6 ir LED_TYPE į WS2812B.

Įkelkite eskizą ir iš naujo nustatykite (EN) plokštę, kad ji veiktų. Mėgaukitės mirksinčiomis visų spalvų lemputėmis.

LINIJOS GALIOS REGULIATORIUS

Kai šviečia šviesos diodai (ypač kai įjungtas „WiFi“siųstuvas), „HB50“iš 3V3 maitinimo šaltinio gauna daug srovės. Tobulinkime 3,3 V galią, lituodami į vietą linijinį reguliatorių AMS1117 (paketas SOT 233). Taip pat užpildykite du 22uF filtro kondensatorius šalia reguliatoriaus. Atkreipkite dėmesį, kad kiekvienos kondensatoriaus šilkografijos viena pusė yra stačiakampė, o kita - aštuonkampė. Kondensatoriai turi būti nukreipti taip, kad tamsi pakuotė sutaptų su aštuonkampiu šilkografijos šonu. Reguliatorius dabar pavers kai kuriuos 5 V maitinimo šaltinius į 3,3 V ir gali tiekti daug daugiau srovės nei pats CP2102 modulis. Norėdami dabar tiekti energiją HB50 per 5 V maitinimą, perkelkite abu „3V3 DuPont“trumpiklio galus į 5 V. Tai yra, šaltinis 5V iš CP2102 modulio į vieną iš 5V įvesties kaiščių HB50 antraštėje. Atminkite, kad 5 V kaištis iš tikrųjų gali būti tiekiamas su bet kokia įtampa nuo 3,5 iki 5 V.

5 žingsnis: ILI9341 QVGA spalvotas TFT LCD ekranas

„MSP2402“ekranas („lcdwiki“puslapis) yra SPI magistralės modulis, pagrįstas ILI9341 mikroschema. Lustas valdo 2,4 colių spalvotą ekraną, palaikantį 65 000 spalvų ir 320x240 pikselių (QVGA) skiriamąją gebą.

Modulis taip pat turi jutiklinio ekrano įvestį ir SD kortelės lizdą.

IŠANKSTINIO BANDYMO EKRANO I/O PINS

Jei iki šiol turėjote problemų dėl ESP-WROOM-32 kaiščio litavimo, gali būti naudinga iš anksto išbandyti ekrano modulio įvesties/išvesties kaiščius prieš lituodami ekrano modulį. Kaip parodyta žemiau ir scheminėje PCB diagramoje, žaidžiami ESP32 IO yra 19, 23, 18, 5, 22, 21 ir 15. Atminkite, kad tai yra IO, o ne kaiščio skaičiai. Smeigtukus galima išbandyti parašius nedidelę programą, kuri visus tuos IO nustato kaip išėjimus, o po to ciklus per IO įjungia ir išjungia iš eilės su sekundės ar dviejų vėlavimu. Paprastas šviesos diodas su prijungtu srovės ribojimo rezistoriumi gali būti naudojamas kaip zondas, siekiant įsitikinti, kad kiekvienas IO kaištis, susietas su ekrano antraštėmis (žr. Schemą), yra tinkamai įjungtas ir išjungtas ir kad nė vienas iš jų nėra sujungtas.

Patikrinus visus kaiščius, TFT ekraną galima lituoti į vietą, naudojant ilgas ir trumpas antraštes.

ĮRENGTI IR KONFIGURUOTI TFT BIBLIOTEKĄ

Iš „Arduino IDE“: įrankiai> Tvarkyti bibliotekas, įdiekite TFT_eSPI biblioteką

Eikite į aplanką „Arduino“bibliotekos. Atidarykite TFT_eSPI aplanką ir redaguokite failą User_Setup.h, kad sukonfigūruotumėte modulio tvarkyklės mikroschemą, pikselių skiriamąją gebą ir IO kaiščius. Padarykite tai įsitikindami, kad apibrėžimai yra (ne) komentuojami, kaip parodyta žemiau, ir nustatykite vertes, kaip parodyta. Galite patikrinti, ar jie atitinka jungtis, pateiktas PCB schemoje.

// 1 skyrius.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // 2 skyrius. // ESP32 Dev lentai #define TFT_MISO 19 #define TFT_MOSI 23 #define TFT_SCLK 18 #define TFT_CS 5 #define TFT_DC 22 #define TF TFT_RST -1 // #apibrėžti TFT_BL 32 #define TOUCH_CS 15

Atidarykite ir įkelkite eskizą:

Failas> Pavyzdžiai> TFT_eSPI> 320 x 240> „Cellular_Automata“

Šis eskizas yra puikus vizualus Conway gyvenimo žaidimo demonstravimas.

Įsilaužėlis sklandytuvas gali virsti egzistavimu … stebėkite!

DISPLAY HACKERBOX LOGO TFT LCD ekrane

Išbandykite „BitHeadDemo“eskizą.

6 veiksmas: jutiklinio ekrano vartotojo įvestis

Toliau eskizas gali būti naudojamas konfigūruoti ir išbandyti jutiklinio ekrano funkcijas:

Failas> Pavyzdžiai> TFT_eSPI> 320 x 240> Klaviatūra_240x320

Mygtukas „siųsti“perduoda įvestą numerį serijiniam monitoriui esant 9600 baudų.

7 veiksmas: „CardKB I2C“klaviatūra

Ši maža plokštė įgyvendina pilnavertę QWERTY klaviatūrą, kurią galima naudoti beveik bet kuriame jūsų mikrovaldiklio projekte. Klaviatūra palaiko ryšį naudodami GROVE A prievadą (I2C sąsaja) adresu 0x5F. Mygtuko kombinacijos („Sym+“, „Shift“+„Fn“+„Key“) palaikomos, kad būtų išvestos turtingos raktų reikšmės.

Pradėkite nuo paprasto CardKB_Serial eskizo pavyzdžio, kuris bendrauja su klaviatūra per GROVE I2C ir pakartoja serijos monitoriaus paspaudimus. Eskizą galima paleisti naudojant ESP32 (pvz., HB50), „Arduino UNO“, „Arduino Nano“ar bet kurią platformą, palaikančią I2C.

Atminkite, kad yra du skirtingi „Wire.begin“raginimai naudoti ESP32 ir UNO/Nano. Išsakykite komentarą apie vieną iš tų eilučių, kurią naudojate prieglobai. Prijunkite geltonus ir baltus GROVE pertraukimo laidus prie kaiščių, nurodytų toje kodo eilutėje. Prijunkite raudoną GROVE pertraukimo laidą prie 5 V, o juodą GROVE laidą į GND.

Gamintojo dokumentacijos puslapis. Atminkite, kad nors „CardKB“borto mikrovaldiklis yra iš anksto užprogramuotas, programinės įrangos šaltinis yra prieinamas, jei norite įsilaužti į klaviatūrą.

8 žingsnis:

Tikimės, kad jums patinka šio mėnesio „HackerBox“nuotykiai elektronikos ir kompiuterių technologijų srityse. Pasiekite ir pasidalykite savo sėkme komentaruose žemiau arba „HackerBoxes“„Facebook“grupėje. Taip pat atminkite, kad bet kuriuo metu galite atsiųsti el. Laišką adresu [email protected], jei turite klausimų ar reikia pagalbos.

Kas toliau? Prisijunk prie revoliucijos. Gyvenk HackLife. Kiekvieną mėnesį į savo pašto dėžutę pristatykite šaunią įsilaužimo įrankių dėžę. Naršykite „HackerBoxes.com“ir prisiregistruokite gauti mėnesinę „HackerBox“prenumeratą.