HackerBox 0052: Freeform: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Hilsen HackerBox Hackere rundt om i verden! HackerBox 0052 utforsker etableringen av gratisformede kretsskulpturer, inkludert et LED -chaser -eksempel og ditt valg av strukturer basert på WS2812 RGB LED -moduler. Arduino IDE er konfigurert for Arduino Nano, og vi eksperimenterer med å programmere ATtiny85 mikrokontrollere for våre friformskulpturer ved hjelp av Arduino Nano. Tankemaskiner er testet for å trene hjernebølger for avslapning, kreativitet og meditasjon. MOSFET -brytere utforskes for å kontrollere høye strømbelastninger ved hjelp av enkle mikrokontroller IO -pinner.

Denne guiden inneholder informasjon om hvordan du kommer i gang med HackerBox 0052, som kan kjøpes her så lenge lageret rekker. Hvis du ønsker å motta en HackerBox som denne rett i postkassen din hver måned, kan du abonnere på HackerBoxes.com og bli med i revolusjonen!

HackerBoxes er den månedlige abonnementstjenesten for maskinvarehackere og entusiaster innen elektronikk og datateknologi. Bli med oss og lev HACK LIFE.

Trinn 1: Innholdsliste for HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Tjue WS2812B RGB LED -moduler
• ATtiny85 DIP8 mikrokontroller
• USB LED -lampe (farger varierer)
• 555 Timer Chip
• CD4017 Counter Chip
• Loddefritt brødbrett 400 Point
• Copper Freeform Sculpting Wire 18G
• USB-mann-hun-kabel
• Stereo 3,5 mm mann-hun-kabel
• Stereo 3,5 mm PCB -kontakt
• To AOD417 P-Channel MOSFETs
• To AOD514 N-Channel MOSFETs
• 100K potensiometer
• 10K potensialmeter med dobbelt gjeng
• Femten grønne 5 mm lysdioder
• 9V batteriklemme med ledninger
• Tre 10uF elektrolytkondensatorer
• Én 1uF elektrolytisk kondensator
• To DIP8 brikkekontakter
• En DIP16 Chip Socket
• Motstander: 680R, 1.5K og 4.7K Ohm
• Keyboard Warrior Hacker Sticker
• Klistremerke for Phish Hook Hacker
• Eksklusive HackerBox Sport -solbriller

Noen andre ting som vil være nyttige:

• Loddejern, lodde og grunnleggende loddeverktøy
• Datamaskin for kjøring av programvareverktøy

Viktigst av alt, trenger du en følelse av eventyr, hackerånd, tålmodighet og nysgjerrighet. Å bygge og eksperimentere med elektronikk, selv om det er veldig givende, kan være vanskelig, utfordrende og til og med frustrerende til tider. Målet er fremgang, ikke perfeksjon. Når du fortsetter og liker eventyret, kan du få mye tilfredshet fra denne hobbyen. Ta hvert trinn sakte, vær oppmerksom på detaljene, og ikke vær redd for å be om hjelp.

Det er et vell av informasjon for nåværende og potensielle medlemmer i HackerBoxes FAQ. Nesten alle de ikke-tekniske support-e-postene vi mottar, er allerede besvart der, så vi setter stor pris på at du tar deg noen minutter til å lese vanlige spørsmål.

Trinn 2: Freeform Circuits

Som beskrevet av denne Hackaday-oppføringen, går teknikken for montering av kretser uten substrat under mange navn: flywire, deadbug, punkt-til-punkt-ledninger eller friformskretser. Noen ganger brukes denne teknikken til praktiske formål som å fikse designfeil etterproduksjon, men sannsynligvis mer interessant brukes den til å lage kunst fra elektroniske kretser.

Vanligvis bygget opp av kobbertråd, aluminiumslagre eller messingstenger, tar friformelektronikk forskjellige former og kan være utrolig vakker og kreativ som vist i disse eksemplene …

• Freeform Electronics as Art
• Deadbug Prototyping og Freeform Electronics
• Elektronikk Kunstverk av Peter Vogel
• LED smykker
• Eirik Brandal Electronic Sculptures
• Sculptural Synth Circuits
• Mohit Bhoite presentasjonsvideo fra Hackaday Supercon
• Hackaday Circuit Sculture Contest
• Skjelett Se video

Hvorfor ikke dele noen bilder og ideer om dine egne friformede kretsskulpturforsøk?

Trinn 3: Freeform LED Chaser

En interessant krets for ditt første freeform -skulpturforsøk er en LED Chaser som den som vises i denne videoen.

Den 18 gauge ledningen kan formes på plass for hånd eller ved hjelp av en tang.

Tyngre deler, for eksempel 9V -batteriet eller potensiometeret, kan plasseres i bunnen av strukturen for å gi en stabil base.

DIP -kontakter kan brukes til de to IC -brikkene for å unngå varmeskader under lodding.

Trinn 4: Arduino Nano

Arduino Nano er en av favoritt MCU -modulene. Vi bruker dem til en rekke eksperimenter og DIY -systemer.

Det medfølgende Arduino Nano -kortet inkluderer toppnål som ikke er loddet til modulen. La pinnene være av for nå. Utfør de første testene på Arduino Nano -modulen før lodding på toppnålene. Alt som trengs er en MiniUSB -kabel og Arduino Nano -kortet akkurat som det kommer ut av posen.

Hvis du ikke har brukt en Arduino Nano nylig, kan du sjekke veiledningen for HackerBox 0051 for informasjon om Arduino IDE, CH340G USB/Serial bridge -brikken, og hvordan du utfører den første "blink" -skissevalideringen av Arduino Nano -modulen og verktøykjede. Etter å ha sjekket alt, loddet du toppene på Nano.

Hvis du ønsker ytterligere introduksjonsinformasjon for arbeid i Arduino -økosystemet, kan du se veiledningen for HackerBoxes Starter Workshop, som inneholder flere eksempler og en lenke til en PDF Arduino -lærebok.

Trinn 5: Programmering av ATtiny85 MCU ved hjelp av Arduino Nano

Denne videoen viser hvordan du raskt bruker Arduino Nano (kjører ArduinoISP) og en kondensator for å programmere ATtiny85 mikrokontroller fra Arduino IDE.

Trinn 6: Freeform RGB LED -moduler

RGB LED -modulene (basert på WS2812B -komponenter) er et flott medium for FREEFORM CIRCUIT SCULPTING, spesielt når de drives av 8 -pinners ATtiny85 MCU. Ulike strukturer kan loddes og kreative lys-/fargemønstre kan programmeres inn i MCU.

For vårt eksempel installerte vi i FastLED -biblioteket i Arduino IDE.

Start med den enkle skissen:

Eksempler> FastLED> ColorPalette

Bare endre:

#define LED_PIN til hvilken IO -pin som brukes for LED "data in"

#define NUM_LEDS til hvor mange lysdioder som er i kjeden

#define BRIGHTNESS til en verdi rundt 10-15 for å spare strøm

og

#define LED_TYPE til WS2812B

Trinn 7: Mind Machines

I følge wikipedia er Mind Machines også kjent som "Brain Machines" eller "Light and Sound Machines".

Mind Machines bruker vanligvis pulserende rytmisk lyd og blinkende lys for å endre frekvensen av brukerens hjernebølger. Dette kan indusere dype tilstander av avslapning, konsentrasjon og i noen tilfeller endrede bevissthetstilstander, som er blitt sammenlignet med de som er oppnådd fra meditasjon og sjamanisk utforskning.

Mind Machines kan generere signaler for pulserende lys innebygd i glass som bæres av brukeren som ser lysene gjennom øyelokkene med lukkede øyne.

Mind Machines genererer også lydstimulering inkludert binaural beats, som oppfattes med forskjellen i frekvens når to forskjellige sinusbølger med ren tone presenteres for en lytter dikotisk (en gjennom hvert øre). For eksempel, hvis en ren tone på 530 Hz blir presentert for et motivs høyre øre, mens en ren tone for 520 Hz blir presentert for motivets venstre øre, vil lytteren oppfatte den auditive illusjonen av en tredje tone. Den tredje lyden kalles en binaural takt, og i dette eksemplet vil en oppfattet tonehøyde korrelere til en frekvens på 10 Hz, som er forskjellen mellom de 530 Hz og 520 Hz rene tonene som presenteres for hvert øre.

VIKTIG SIKKERHETSMELDING:

Raskt blinkende lys kan være farlig for personer med lysfølsom epilepsi eller andre nervøse lidelser. Hvis du er følsom for blinkende lys eller tidligere har hatt epilepsi, anfall eller andre nervøse lidelser, bør du unngå slike enheter eller andre prosjekter med blinkende lys.

Trinn 8: DIY Mind Machine Platform

En Mind Machine -plattform kan monteres som vist her ved hjelp av Arduino Nano programmert med den vedlagte mind_demo -skissen. Skissen trener for 9Hz Alpha Brainwaves ved hjelp av lys og binaural beats. Alpha Brainwaves kan fremme dyp avslapning som diskutert her. Koden kan endres og utvides for å utforske andre hjernebølgefrekvenser eller treningsmønstre.

Vær oppmerksom på at mind_demo krever to biblioteker: FastLED og ToneLibrary, som begge finnes ved hjelp av Verktøy> Administrer biblioteker i Arduino IDE. Det spesielle tonebiblioteket er nødvendig fordi standard Arduino -tonefunksjonalitet ikke kan generere to forskjellige toner samtidig.

To av WS2812B -modulene (i en kjede på to) er prefekt for plassering i solbrilleobjektiver. De kan kobles til kontrollerkretsen ved hjelp av 3,5 mm lydkabel. 3,5 mm lydkabelen kan kuttes nær hunnenden. Hunenden er koblet til MCU -kretsen, og den lange ledningen med hannenden kan kobles til lysdiodene i brillene. Dette er et fint pluggbart grensesnitt for LED -brillene.

Noen tape eller cyanoakrylat fungerer utmerket for å feste lysdiodene i glassene. Varmt lim har vanligvis vanskelig for å lime til glatt plast som solbrillelinser. Hvis du vil bruke dine eksklusive HackerBox -nyanser som faktiske nyanser, kan du bare slå på hanskerommet, søppelskuffen eller den lokale dollarbutikken for å få noen forskjellige solbriller for å ofre til dette prosjektet.

Lydkretsen med dobbelt gjeng fungerer godt for å drive standard ørepropper eller hodetelefoner som er koblet til 3,5 mm PCB-kontakten.

Trinn 9: MOSFETer for bytte av høystrømslaster

Har du noen gang ønsket å kontrollere enheter som trekker mer strøm enn støttet av IO -pinnene på MCU -en din? Hva med å kontrollere enheter ved forskjellige spenninger enn MCU?

Denne Andreas Spiess -videoen er verdt å se. Andreas går gjennom (de fleste) de vonde detaljene for å bestemme hvilke typer transistorer vi bør ha for hånden for å bytte strømbelastning fra våre digitale/MCU -prosjekter. Han koker det ned til å ha:

N-Channel FETs for å bytte last på lav side, og

P-Channel FETs for å bytte last på høy side.

Et par av dem er inkludert for å eksperimentere med å slå en USB -last (LED -lampe) på og av. Skjær opp USB -forlengelseskabelen. Bruk en P-Channel FET (D og S pins) for å bytte den røde ledningen (høysiden). ELLER bruk en N-kanal FET (D- og S-pinner) for å bytte den svarte ledningen (nedre side). Koble MCU -kontrollsignalet gjennom en av de 680 ohm motstandene til porten (G) på FET og kontroller bort! Prøv også de "magiske hendene" på G -pinnen som vist i videoen. Vær oppmerksom på at de "magiske hendene" bare fungerer i en retning, men en kort kort av porten til 5V eller GND vil snu FET -bryteren.

Etter å ha eksperimentert med disse USB -strømscenariene for FET -veksling, kan du gjenbruke de to USB "pigtails" ved å sette alligatorklemmer på de røde og svarte ledningene. USB -kontakten kan klippes til en 5V -forsyning og deretter brukes til å drive en USB -dims som du kobler til kontakten. USB -pluggsiden kan brukes til å drive klippene (og hva klippene er koblet til) fra en hvilken som helst USB -forsyning eller veggvorte. Disse alligator-klipp-pigtails er nyttige for en rekke test- og målescenarier, så det kan være lurt å ha dem hendig på arbeidsbenken.

Trinn 10: Gotta Wear Shades

Fremtiden for elektronikk, datateknologi og informasjonssikkerhet er så lys, at du må ha på deg HackerBox -nyanser.

Husk å dele HackerBox 0052 -prosjektene dine i kommentarene nedenfor eller på HackerBoxes Facebook Group. Husk også at du når som helst kan sende en e -post til [email protected] hvis du har spørsmål eller trenger hjelp.

Hva blir det neste? Bli med på revolusjonen. Lev HackLife. Få en kul boks med hackbart utstyr levert rett i postkassen din hver måned. Surf over til HackerBoxes.com og registrer deg for ditt månedlige HackerBox -abonnement.