HackerBox 0052: Freeform: 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hilsen til HackerBox Hackere rundt om i verden! HackerBox 0052 udforsker oprettelsen af friformede kredsløbskulpturer, herunder et LED -chaser -eksempel og dit valg af strukturer baseret på WS2812 RGB LED -moduler. Arduino IDE er konfigureret til Arduino Nano, og vi eksperimenterer med at programmere ATtiny85 mikrokontrollere til vores freeform -skulpturer ved hjælp af Arduino Nano. Sindemaskiner testes til at træne hjernebølger til afslapning, kreativitet og meditation. MOSFET -switche undersøges til styring af høje strømbelastninger ved hjælp af simple mikrokontroller IO -ben.

Denne vejledning indeholder oplysninger om, hvordan du kommer i gang med HackerBox 0052, som kan købes her, så længe lager haves. Hvis du gerne vil modtage en HackerBox som denne direkte i din postkasse hver måned, skal du abonnere på HackerBoxes.com og deltage i revolutionen!

HackerBoxes er den månedlige abonnementskassetjeneste for hardware -hackere og entusiaster inden for elektronik og computerteknologi. Deltag i os og lev HACK LIFE.

Trin 1: Indholdsliste til HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Tyve WS2812B RGB LED -moduler
• ATtiny85 DIP8 mikrokontroller
• USB LED -lampe (farverne varierer)
• 555 Timer Chip
• CD4017 Tællerchip
• Loddefri brødbræt 400 Point
• Copper Freeform Sculpting Wire 18G
• USB-han-hun-kabel
• Stereo 3,5 mm han-hun kabel
• Stereo 3,5 mm PCB -stik
• To AOD417 P-kanal MOSFET'er
• To AOD514 N-kanal MOSFET'er
• 100K potentiometer
• 10K dobbeltgangspotentiometer
• Femten grønne 5 mm lysdioder
• 9V batteriklemme med ledninger
• Tre 10uF elektrolytkondensatorer
• Én 1uF elektrolytisk kondensator
• To DIP8 -chipstik
• En DIP16 -chipstik
• Modstande: 680R, 1.5K og 4.7K Ohm
• Keyboard Warrior Hacker Sticker
• Phish Hook Hacker klistermærke
• Eksklusive HackerBox Sport solbriller

Nogle andre ting, der vil være nyttige:

• Loddejern, lodde og grundlæggende loddeværktøjer
• Computer til at køre softwareværktøjer

Vigtigst af alt har du brug for en følelse af eventyr, hackerånd, tålmodighed og nysgerrighed. At bygge og eksperimentere med elektronik, selvom det er meget givende, kan til tider være svært, udfordrende og endda frustrerende. Målet er fremskridt, ikke perfektion. Når du vedvarer og nyder eventyret, kan der opnås stor tilfredshed fra denne hobby. Tag hvert trin langsomt, vær opmærksom på detaljerne, og vær ikke bange for at bede om hjælp.

Der er et væld af oplysninger til nuværende og potentielle medlemmer i HackerBoxes ofte stillede spørgsmål. Næsten alle de ikke-tekniske support-e-mails, vi modtager, besvares allerede der, så vi sætter stor pris på, at du tager et par minutter på at læse FAQ.

Trin 2: Freeform -kredsløb

Som beskrevet af denne Hackaday-post går teknikken til samling af kredsløb uden substrat under mange navne: flywire, deadbug, punkt-til-punkt-ledninger eller friformskredsløb. Nogle gange bruges denne teknik til praktiske formål som f.eks. Reparation af designfejl efter produktion, men sandsynligvis mere interessant bruges den til at skabe kunst fra elektroniske kredsløb.

Normalt opbygget af kobbertråd, aluminiumsmateriale eller messingsstænger antager friformelektronik forskellige former og kan være fantastisk smuk og kreativ som set i disse eksempler …

• Freeform Electronics som art
• Deadbug Prototyping og Freeform Electronics
• Elektronik Kunstværk af Peter Vogel
• LED smykker
• Eirik Brandal elektroniske skulpturer
• Sculptural Synth Circuits
• Mohit Bhoite præsentationsvideo fra Hackaday Supercon
• Hackaday Circuit Sculture Contest
• Skeleton Se video

Hvorfor ikke dele nogle billeder og ideer om dine egne freeform kredsløbskulpturforsøg?

Trin 3: Freeform LED Chaser

Et interessant kredsløb til dit første freeform -skulpturforsøg er en LED -chaser som den, der vises i denne video.

Den 18 gauge wire kan formes på plads i hånden eller ved hjælp af en tang.

Tungere dele, såsom 9V batteri eller potentiometer, kan placeres i bunden af strukturen for at give en stabil base.

DIP -stik kan bruges til de to IC -chips for at undgå varmeskader under lodning.

Trin 4: Arduino Nano

Arduino Nano er et af yndlings MCU -moduler. Vi bruger dem til en række forskellige eksperimenter og gør -det -selv -systemer.

Det medfølgende Arduino Nano -bord indeholder headerstifter, der ikke kommer loddet til modulet. Lad stifterne være af nu. Udfør de første tests på Arduino Nano -modulet før lodning på hovedstifterne. Det eneste, der skal til, er et MiniUSB -kabel og Arduino Nano -kortet, ligesom det kommer ud af posen.

Hvis du ikke har brugt en Arduino Nano for nylig, kan du tjekke vejledningen til HackerBox 0051 for at få oplysninger om Arduino IDE, CH340G USB/Serial bridge chip, og hvordan du udfører den første "blink" skitsevalidering af Arduino Nano modulet og værktøjskæde. Efter at have tjekket alt ud, loddes hovedstifterne på Nano.

Hvis du vil have yderligere introduktionsoplysninger til arbejde i Arduino -økosystemet, kan du se vejledningen til HackerBoxes Starter Workshop, der indeholder flere eksempler og et link til en PDF Arduino -lærebog.

Trin 5: Programmering af ATtiny85 MCU ved hjælp af Arduino Nano

Denne video viser, hvordan du hurtigt bruger Arduino Nano (kører ArduinoISP) og en kondensator til at programmere ATtiny85 -mikrokontrolleren fra Arduino IDE.

Trin 6: Freeform RGB LED -moduler

RGB LED -modulerne (baseret på WS2812B -komponenter) er et godt medium til FREEFORM CIRCUIT SCULPTING, især når de drives af den 8pin ATtiny85 MCU. Forskellige strukturer kan loddes, og kreative lys-/farvemønstre kan programmeres i MCU'en.

For vores eksempel installerede vi i FastLED -biblioteket i Arduino IDE.

Start med den enkle skitse:

Eksempler> FastLED> ColorPalette

Bare skift:

#define LED_PIN til uanset IO -pin, der bruges til LED "data in"

#define NUM_LEDS til, hvor mange lysdioder der er i kæden

#define BRIGHTNESS til en værdi omkring 10-15 for at spare strøm

og

#define LED_TYPE til WS2812B

Trin 7: Mind Machines

Ifølge wikipedia er Mind Machines også kendt som "Brain Machines" eller "Light and Sound Machines".

Mind Machines anvender normalt pulserende rytmisk lyd og blinkende lys for at ændre frekvensen af brugerens hjernebølger. Dette kan fremkalde dybe tilstande af afslapning, koncentration og i nogle tilfælde ændrede bevidsthedstilstande, som er blevet sammenlignet med dem, der er opnået fra meditation og shamanisk udforskning.

Mind Machines kan generere signaler til pulserende lys indlejret i briller, der bæres af brugeren, der ser lysene gennem deres øjenlåg med lukkede øjne.

Mind Machines genererer også lydstimulering inklusive binaural beats, der opfattes ved forskellen i frekvens, når to forskellige ren-tone sinusbølger præsenteres for en lytter dikotisk (en gennem hvert øre). For eksempel, hvis en 530 Hz ren tone præsenteres for et motivs højre øre, mens en 520 Hz ren tone præsenteres for motivets venstre øre, vil lytteren opfatte den auditive illusion af en tredje tone. Den tredje lyd kaldes en binaural takt, og i dette eksempel ville en opfattet tonehøjde korrelere til en frekvens på 10 Hz, hvilket er forskellen mellem de 530 Hz og 520 Hz rene toner, der præsenteres for hvert øre.

VIGTIG SIKKERHEDSMÆSSIGHED:

Hurtigt blinkende lys kan være farligt for mennesker med lysfølsom epilepsi eller andre nervøse lidelser. Hvis du er følsom over for blinkende lys eller tidligere har haft epilepsi, anfald eller andre nervøse lidelser, skal du undgå sådanne enheder eller andre projekter med blinkende lys.

Trin 8: DIY Mind Machine Platform

En Mind Machine -platform kan samles som vist her ved hjælp af Arduino Nano programmeret med den vedhæftede mind_demo -skitse. Skitsen træner til 9Hz Alpha Brainwaves ved hjælp af lys og binaural beats. Alpha Brainwaves kan fremme dyb afslapning som diskuteret her. Koden kan ændres og udvides for at udforske andre hjernebølgefrekvenser eller træningsmønstre.

Bemærk, at mind_demo kræver to biblioteker: FastLED og ToneLibrary, som begge kan findes ved hjælp af Værktøjer> Administrer biblioteker i Arduino IDE. Det særlige tonebibliotek er påkrævet, fordi standard Arduino -tonefunktionaliteten ikke kan generere to forskellige toner på én gang.

To af WS2812B -modulerne (i en kæde på to) er præfekt til placering i solbrilleobjektiverne. De kan tilsluttes controller -kredsløbet ved hjælp af 3,5 mm lydkablet. 3,5 mm lydkablet kan skæres i nærheden af hunenden. Hunenden er forbundet til MCU kredsløbet, og den lange ledning med hanenden kan forbindes til lysdioderne i glassene. Dette gør en dejlig stikbar interface til LED -brillerne.

Nogle gaffatape eller cyanoacrylat fungerer godt til at fastgøre lysdioderne i glassene. Varm lim har normalt svært ved at klæbe til glat plast som solbrilleglas. Hvis du vil sport dine Exclusive HackerBox -nuancer som egentlige nuancer, skal du bare ramme din handskekasse, uønskede skuffe eller din lokale dollarbutik for at få nogle forskellige solbriller til at ofre til dette projekt.

Lydkredsløbet med dobbelt gang fungerer godt til at drive standard øretelefoner eller hovedtelefoner, der er tilsluttet 3,5 mm PCB-stik.

Trin 9: MOSFET'er til skift af højstrømsbelastninger

Har du nogensinde ønsket at styre enheder, der trækker mere strøm end understøttet af IO -benene på din MCU? Hvad med at styre enheder ved forskellige spændinger end MCU?

Denne Andreas Spiess -video er værd at se. Andreas gennemgår (de fleste) de kedelige detaljer om at bestemme, hvilke typer transistorer vi skal have ved hånden for at skifte strømbelastning fra vores digitale/MCU -projekter. Han koger det ned til at have:

N-kanal FET'er til at skifte lavsidebelastning og

P-kanal FET'er til at skifte belastninger på høj side.

Et par af hver er inkluderet for at eksperimentere med at tænde og slukke en USB -belastning (LED -lampe). Skær USB -forlængerkablet op. Brug en P-kanal FET (D og S ben) til at skifte den røde ledning (høj side). ELLER brug en N-kanal FET (D og S ben) til at skifte den sorte ledning (lav side). Tilslut MCU -styresignalet gennem en af de 680 ohm modstande til porten (G) på FET'en, og styr væk! Prøv også de "magiske hænder" på G -stiften som vist i videoen. Bemærk, at de "magiske hænder" kun fungerer i en retning, men en hurtig kortslutning af porten til 5V eller GND vil vende FET -kontakten.

Efter at have eksperimenteret med disse USB -strømscenarier til FET -skift, kan du genbruge de to USB "pigtails" ved at sætte alligatorklemmer på de røde og sorte ledninger. USB -stikket kan klippes til en 5V -forsyning og derefter bruges til at drive enhver USB -dims, som du sætter i stikkontakten. USB -stikket kan bruges til at drive clipsene (og uanset hvad clipsene er tilsluttet) fra enhver USB -forsyning eller vægvorte. Disse alligator-clip-grisehaler er nyttige til en række test- og målescenarier, så du vil måske have dem praktisk på dit arbejdsbord.

Trin 10: Gotta Wear Shades

Fremtiden for elektronik, computerteknologi og informationssikkerhed er så lys, at du skal have dine HackerBox -nuancer på.

Husk at dele dine HackerBox 0052 -projekter i kommentarerne herunder eller på HackerBoxes Facebook -gruppen. Husk også, at du når som helst kan e -maile [email protected], hvis du har et spørgsmål eller har brug for hjælp.

Hvad er det næste? Deltag i revolutionen. Live HackLife. Få en kølig æske med hackbart udstyr leveret direkte til din postkasse hver måned. Surf over til HackerBoxes.com og tilmeld dig dit månedlige HackerBox -abonnement.