HackerBox 0050: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Hilsen til HackerBox Hackere rundt om i verden! Til HackerBox 0050 samler og programmerer vi det integrerede HB50 -processorkort. HB50 understøtter at eksperimentere med ESP32-mikrokontrollere, integreret IoT WiFi, bit bang-lyd, RGB-lysdioder, TFT LCD-skærme i fuld farve, berøringsskærmsindgange, Bluetooth og mere. HackerBox 0050 udforsker også en lille tastaturløsning til ethvert integreret projekt, I2C -grænseflader, strømbudgettering og mobilautomater.

Denne vejledning indeholder oplysninger om, hvordan du kommer i gang med HackerBox 0050, 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 i at leve HACK LIFE.

Trin 1: Indholdsliste til HackerBox 0050

• Eksklusivt HB50 printkort
• ESP-WROOM-32 Dual Core WiFi-modul
• QVGA farve TFT LCD 2,4 tommer skærm
• Integreret Display Touchscreen med Stylus
• Seks WS2812B RGB -lysdioder
• Seks knapper til overflademontering
• Piezo Buzzer 12 mm SMD
• AMS1117 3.3V Lineær regulator SOT223
• Højre vinkel 40pin Breakaway Header
• To 22uF Tantal kondensatorer 1206 SMD
• To 10K Ohm modstande 0805 SMD
• CardKB mini -tastatur
• Grove til Hun DuPont Breakout -kabel
• CP2102 USB -seriemodul
• DuPont Jumpere Kvinde-Kvinde 10cm
• Hokusai Great Wave PCB -mærkat
• Eksklusivt HackerBox WireHead -mærkat
• Eksklusiv HackerBox 50 udfordringsmønt

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: HB50 printkort

For at fejre HackerBox Number 0050 har vi spundet en opdateret version af det mest populære HackerBox printkort efter populær efterspørgsel. HackerBox 0020 Summer Camp -badgesættet blev udsolgt på DEF CON 25 på mindre end to timer. PCB -filerne er siden ofte blevet efterspurgt. Tavlen er blevet genoptrykt mindst et par gange af tredjemand. Designet har inspireret en håndfuld andre badges og integrerede IoT -projekter, som vi er opmærksomme på og forhåbentlig flere flere, som vi ikke er klar over.

De opdateringer, der findes i det nye HB50 PCB-kit, omfatter udskiftning af ESP-32 DEVkitC til det mere kompakte ESP-WROOM-32-modul. De fem kapacitive berøringsknapper er blevet erstattet med mekaniske taktile knapper. De fem RGB WS2812 lysdioder, der var i hvide pakker, er blevet øget til seks og er nu i sorte pakker. Piezo -summeren er blevet erstattet med en mere kompakt overflademonteret version. Strømforsyningen er blevet forenklet. Farve -TFT -skærmen er øget fra 2,2 tommer til 2,4 tommer. PCB'et er mere kompakt og har endda et par IO -pins udbrudt for din hacking fornøjelse. Siden tiden med HackerBox 20 er der mange flere projekter, eksempler og kode til rådighed for ESP32, så lad os gøre os klar til at rumle …

Funktioner:

• ESP32 Dual Core 160MHz processor
• 2,4 tommer QVGA farve TFT LCD -skærm
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• Fem taktile trykknapper (+ en til nulstilling)
• Seks RGB WS2812 lysdioder
• Piezo summer
• 3.3V Lineær regulator
• Udvidelsesoverskrift

Som med forgængeren kan HB50 bæres på en snor, bruges som håndholdt, monteres på en væg eller bruges stort set hvor som helst i utallige trådløse og farverige applikationer.

Trin 3: Hent HB50 -kortet op

For at minimere eller i det mindste isolere fejl, foreslår vi, at du starter montering ved kun at udfylde det minimale antal komponenter til HB50 -printkortet, der er nødvendige for at programmere ESP32. Denne minimale levedygtige tilgang er beskrevet i disse trin:

1. Se denne video om lodning af kastelerede moduler.
2. Lod ESP-WROOM-32-modulet på printkortet. Tag dig god tid. Du skal ikke bekymre dig om den centrale jordpude under modulet. Det kan kun loddes ved reflow og er der kun for ekstra termisk kobling.
3. Brug et multimeter til at sikre, at der ikke er kort mellem 3V3 og GND. Hvis der er en kortslutning, skal den identificeres og fjernes, før der tilføres strøm til brættet, ellers kan røgmonsteret komme ud.
4. Lod de to 10K modstande lige over EN- og IO0 -knapperne.
5. Lod lodknapperne EN og IO0. De fire andre knapper kan blive sluppet for nu.
6. Afbryd en 16 -pins stribet header. Indsæt den fra CPU -siden af printkortet, så stifterne peger mod den nærmeste kant af printkortet. Derefter loddes headeren på plads fra knappens side af printkortet.
7. Kontroller igen, at der ikke er shorts mellem 3V3 og GND.
8. Brug fire DuPont -jumperkabler til at forbinde CP2102 -modulet som vist. Bemærk, at vi midlertidigt bruger 3V3 -strømkilden, da den lineære regulator endnu ikke er udfyldt på printkortet.
9. Hvis din computer ikke allerede har Arduino IDE installeret, kan du hente den her.
10. Konfigurer ESP32 -understøttelse i Arduino IDE ved hjælp af denne vejledning.
11. I IDE skal du indstille værktøjer> bord til "ESP32 Wrover Module".
12. Slut CP2102 -modulet til en USB -port på computeren.
13. I IDE skal du indstille værktøjer> port til den korrekte USB -port til CP2102.
14. Hvis der ikke vises en ny port, når CP2102 -modulet indsættes, skal du installere den nødvendige USB -driver fra Silicon Labs.
15. Grib knappen_demo -skitsen.
16. Kompilér og upload skitsen.
17. Når upload starter, skal du holde både EN- og IO0 -knapperne nede. DA er dybest set en nulstillingsknap, og IO0 er spændestiften til at tvinge omprogrammering af blitzen.
18. Når prikkerne og stregerne vises i IDE, skal du slippe EN -knappen (slip nulstilling), men fortsætte med at holde IO0 -knappen nede, indtil flashprogrammeringen begynder at være sikker på, at stroppestiften genkendes ved opstart.
19. Når programmeringen er færdig, skal du trykke på knappen EN igen for at nulstille og starte den nyligt blinkede kode.
20. Åbn Arduino IDE Serial Monitor og indstil den til 115200 baud.
21. Hvis du trykker på IO0 -knappen, skal der genereres en besked i den serielle skærm.

Trin 4: Knapper, summer og lysdioder, ÅH MY

FLERE KNAPPER

Når det første programmeringstrin er vellykket, slukkes HB50 -kortet og loddes på de resterende fire knapper. Den samme button_demo -skitse skal nu rapportere alle fem knapper (IO0, A, B, C og D) til den serielle skærm, når der trykkes på dem.

SUMMER

Sluk HB50 -kortet, og lod buzzer på dets puder. Ret prikken på summeren for at være tættest på "+" -pladen på HB50 -kortet. Programmer buzzer_demo -skitsen og nulstil (EN) tavlen for at lade den køre. Lyder godt?

WS2812B RGB LED'er

Sluk HB50 -kortet, og lod de seks lysdioder på deres puder. Orienter det hvide markerede hjørne af hver LED for at svare til det faneblade, som vist på printkortets silketryk.

Fra Arduino IDE -værktøjerne> Administrer biblioteker skal du installere FastLED -biblioteket.

Åbn skitsen: Fil> Eksempler> FastLED> ColorPalette.

I skitsekoden skal du ændre LED_PIN til 13, NUM_LEDS til 6 og LED_TYPE til WS2812B.

Upload skitsen og nulstil (EN) tavlen for at lade den køre. Nyd blinkende lys i alle farver.

LINEAR POWER REGUALTOR

Med lysdioderne i spil (og især når WiFi -senderen er aktiveret) trækker HB50 meget strøm fra 3V3 -forsyningen. Lad os forbedre 3,3V -strømkapaciteten ved at lodde AMS1117 (SOT 233 -pakken) lineær regulator på plads. Udfyld også de to 22uF filterkondensatorer ved siden af regulatoren. Bemærk, at den ene side af hver kondensator silketryk er rektangulær og den anden side, hvis den er ottekantet. Kondensatorerne skal orienteres, så den mørke støtte på pakken flugter med den ottekantede silketryk. Regulatoren vil nu gøre noget af 5V -forsyningen til 3,3V og kan levere meget mere strøm end CP2102 -modulet i sig selv. For nu at levere strøm til HB50 via 5V -forsyningen, skal du flytte BÅDE ENDS på 3V3 DuPont -jumperen over til 5V. Det vil sige kilde 5V fra CP2102 -modulet til en af 5V -indgangsstifterne på HB50 -headeren. Bemærk, at 5V -stiften faktisk kan forsynes med enhver spænding på mellem 3,5V og 5V.

Trin 5: ILI9341 QVGA farve TFT LCD -skærm

MSP2402 Display (lcdwiki side) er et SPI bus modul baseret på ILI9341 chippen. Chippen driver en 2,4 tommer farveskærm, der understøtter 65.000 farver og en opløsning på 320X240 pixels (QVGA).

Modulet har også berøringsskærmsindgang og et SD -kort slot.

FORTEST-DISPLAY I/O-PIN-koder

Hvis du har haft problemer med ESP-WROOM-32-pin lodning op til dette punkt, kan det være en god idé at forud teste displaymodulets I/O-ben, før lodning af displaymodulet på plads. Som vist herunder og på det skematiske diagram over printkortet er ESP32 IO'erne i spil 19, 23, 18, 5, 22, 21 og 15. Bemærk, at dette er IO -numrene og ikke stiftnumrene. Stifterne kan testes ved at skrive et lille program, der indstiller alle disse IO'er som output og derefter sløjfer med at cykle gennem IO'erne og tænde og slukke hver for sig med et sekund eller to forsinkelser imellem. En simpel LED med en strømbegrænsende modstand tilsluttet kan bruges som en sonde for at sikre, at hver IO-pin, der er knyttet til displayhovederne (se skematisk), tændes og slukkes korrekt, og at ingen af dem er koblet sammen.

Når alle stifter er verificeret, kan TFT -skærmen loddes på plads ved hjælp af både de lange og korte overskrifter.

INSTALLER OG KONFIGURER TFT LIBRARY

Fra Arduino IDE: værktøjer> Administrer biblioteker, installer TFT_eSPI -biblioteket

Gå til mappen Arduino Libraries. Åbn mappen TFT_eSPI, og rediger filen User_Setup.h for at konfigurere moduldriverchippen, pixelopløsningen og IO -benene. Gør dette ved at sikre, at definitionerne (ikke) kommenteres som vist herunder og indstilles til værdierne som vist. Du kan kontrollere, at disse svarer til forbindelserne i PCB -skematikken.

// Afsnit 1.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // Section 2. // For ESP32 Dev board #define TFT_MISO 19 #define TFT_MOSI 23 #define TFT_SCLK 18 #define TFT_CS 5 #define TFT_DC #Define TFT_DC TFT_RST -1 // #definere TFT_BL 32 #define TOUCH_CS 15

Åbn og upload skitsen:

Fil> Eksempler> TFT_eSPI> 320 x 240> Cellular_Automata

Denne skitse er en sej visuel demonstration af Conway's Game of Life.

En hacker svævefly kan udvikle sig til eksistens … hold øje!

DISPLAY HACKERBOX LOGO PÅ TFT LCD

Prøv BitHeadDemo -skitsen.

Trin 6: Brugerinput på berøringsskærm

Følgende skitse kan bruges til at konfigurere og teste berøringsskærmens funktionalitet:

Fil> Eksempler> TFT_eSPI> 320 x 240> Tastatur_240x320

"Send" -knappen sender det indtastede nummer til den serielle skærm med 9600 baud.

Trin 7: CardKB I2C -tastatur

Dette lille bord implementerer et fuldt udstyret QWERTY-tastatur, som kan bruges til stort set alle dine mikrokontrollerprojekter. Tastaturet kommunikerer ved hjælp af en GROVE A -port (I2C -interface) på adresse 0x5F. Knapkombinationer (Sym+Key, Shift+Key, Fn+Key) understøttes for at udsende rige nøgleværdier.

Start med det enkle eksempel CardKB_Serial sketch, som kommunikerer med tastaturet over GROVE I2C og ekko tastetryk til Serial Monitor. Skitsen kan køres på ESP32 (f.eks. HB50), Arduino UNO, Arduino Nano eller enhver platform, der understøtter I2C.

Bemærk, at der er to forskellige Wire.begin -opkald til ESP32 og til UNO/Nano. Fjern den korrekte en af disse linjer til den vært, du bruger. Træk de gule og hvide GROVE -udbrudstråde op til stifterne, der er angivet på denne kodelinje. Tilslut den røde GROVE -udbrudstråd til 5V og den sorte GROVE -ledning til GND.

Fabrikantens dokumentationsside. Bemærk, at selvom den indbyggede CardKB-mikrokontroller er forudprogrammeret, er firmwarekilden tilgængelig, hvis du ønsker at hacke tastaturet.

Trin 8:

Vi håber, at du nyder denne måneds HackerBox -eventyr inden for elektronik og computerteknologi. Nå ud og del din succes i kommentarerne herunder eller på HackerBoxes Facebook Group. 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.