HackerBox 0052: อิสระ: 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

สวัสดี HackerBox แฮกเกอร์ทั่วโลก! HackerBox 0052 สำรวจการสร้างประติมากรรมวงจรอิสระรวมถึงตัวอย่าง LED ล่าและโครงสร้างที่คุณเลือกตามโมดูล WS2812 RGB LED Arduino IDE ได้รับการกำหนดค่าสำหรับ Arduino Nano และเราทดลองกับการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ ATtiny85 สำหรับประติมากรรมรูปแบบอิสระของเราโดยใช้ Arduino Nano มายด์แมชชีนได้รับการทดสอบเพื่อฝึกคลื่นสมองเพื่อการผ่อนคลาย ความคิดสร้างสรรค์ และการทำสมาธิ มีการสำรวจสวิตช์ MOSFET เพื่อควบคุมโหลดกระแสสูงโดยใช้พิน IO ของไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างง่าย

คู่มือนี้มีข้อมูลสำหรับการเริ่มต้นใช้งาน HackerBox 0052 ซึ่งสามารถซื้อได้ที่นี่จนกว่าของจะหมด หากคุณต้องการรับ HackerBox แบบนี้ในกล่องจดหมายของคุณทุกเดือน โปรดสมัครสมาชิกที่ HackerBoxes.com และเข้าร่วมการปฏิวัติ!

HackerBoxes เป็นบริการกล่องสมัครสมาชิกรายเดือนสำหรับแฮกเกอร์ฮาร์ดแวร์และผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เข้าร่วมกับเราและใช้ชีวิต HACK LIFE

ขั้นตอนที่ 1: รายการเนื้อหาสำหรับ HackerBox 0052

• Arduino นาโน
• โมดูล LED RGB WS2812B จำนวน 20 โมดูล
• ATtiny85 DIP8 ไมโครคอนโทรลเลอร์
• หลอดไฟ LED USB (สีแตกต่างกันไป)
• 555 ชิปจับเวลา
• ชิปเคาน์เตอร์ CD4017
• เขียงหั่นขนม Solderless 400 Point
• ลวดทองแดงแกะสลักแบบอิสระ 18G
• สาย USB ชาย-หญิง
• สายสเตอริโอ 3.5 มม. ชาย-หญิง
• แจ็ค PCB 3.5 มม. สเตอริโอ
• AOD417 P-Channel MOSFET สองช่อง
• AOD514 N-Channel MOSFET สองช่อง
• 100K โพเทนชิออมิเตอร์
• โพเทนชิโอมิเตอร์แบบ Dual-Gang 10K
• ไฟ LED สีเขียว 5 มม. สิบห้าดวง
• คลิปแบตเตอรี่ 9V พร้อมสายไฟ
• ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 10uF สามตัว
• ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 1uF หนึ่งตัว
• ซ็อกเก็ตชิป DIP8 สองช่อง
• ซ็อกเก็ตชิป DIP16 หนึ่งอัน
• ตัวต้านทาน: 680R, 1.5K และ 4.7K Ohm
• สติ๊กเกอร์นักรบคีย์บอร์ด
• Phish Hook แฮ็กเกอร์สติ๊กเกอร์
• แว่นตากันแดดกีฬา HackerBox พิเศษ

สิ่งอื่น ๆ ที่จะเป็นประโยชน์:

• หัวแร้ง หัวแร้ง และเครื่องมือบัดกรีพื้นฐาน
• คอมพิวเตอร์สำหรับใช้งานเครื่องมือซอฟต์แวร์

ที่สำคัญที่สุด คุณจะต้องมีความรู้สึกของการผจญภัย จิตวิญญาณของแฮ็กเกอร์ ความอดทน และความอยากรู้อยากเห็น การสร้างและทดลองใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แม้จะให้ผลตอบแทนสูง แต่ก็อาจเป็นเรื่องยาก ท้าทาย และน่าหงุดหงิดในบางครั้ง เป้าหมายคือความก้าวหน้า ไม่ใช่ความสมบูรณ์แบบ เมื่อคุณยืนกรานและสนุกไปกับการผจญภัย งานอดิเรกนี้จะได้รับความพึงพอใจอย่างมาก ทำแต่ละขั้นตอนอย่างช้าๆ ใส่ใจในรายละเอียด และอย่ากลัวที่จะขอความช่วยเหลือ

มีข้อมูลมากมายสำหรับสมาชิกปัจจุบันและที่คาดหวังในคำถามที่พบบ่อยของ HackerBoxes อีเมลสนับสนุนที่ไม่ใช่ด้านเทคนิคเกือบทั้งหมดที่เราได้รับนั้นมีคำตอบอยู่แล้ว เราจึงรู้สึกยินดีเป็นอย่างยิ่งที่คุณสละเวลาสักครู่เพื่ออ่านคำถามที่พบบ่อย

ขั้นตอนที่ 2: วงจรอิสระ

ตามที่อธิบายไว้ใน Hackaday Entry นี้ เทคนิคการประกอบวงจรที่ไม่มีพื้นผิวมีหลายชื่อ: flywire, deadbug, การเดินสายแบบจุดต่อจุด หรือวงจรอิสระ บางครั้งเทคนิคนี้ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ เช่น การแก้ไขข้อผิดพลาดในการออกแบบหลังการผลิต แต่อาจใช้ในการสร้างงานศิลปะจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่น่าสนใจกว่า

มักจะสร้างขึ้นจากลวดทองแดง อะลูมิเนียมสต็อค หรือแท่งทองเหลือง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอิสระมีรูปแบบต่างๆ และสามารถสวยงามและสร้างสรรค์อย่างน่าอัศจรรย์ดังที่เห็นในตัวอย่างเหล่านี้…

• อิเล็กทรอนิกส์รูปแบบอิสระเป็นศิลปะ
• การสร้างต้นแบบ Deadbug และอิเล็กทรอนิกส์รูปแบบอิสระ
• งานศิลปะอิเล็กทรอนิกส์ของ Peter Vogel
• เครื่องประดับ LED
• Eirik Brandal ประติมากรรมอิเล็กทรอนิกส์
• วงจร Synth ประติมากรรม
• วิดีโอนำเสนอ Mohit Bhoite จาก Hackaday Supercon
• การแข่งขัน Hackaday Circuit Sculture
• โครงกระดูกดูวิดีโอ

ทำไมไม่แบ่งปันภาพและแนวคิดเกี่ยวกับความพยายามประติมากรรมวงจรอิสระของคุณเอง?

ขั้นตอนที่ 3: Chaser LED แบบอิสระ

วงจรที่น่าสนใจสำหรับการลองประติมากรรมรูปแบบอิสระครั้งแรกของคุณคือ LED Chaser แบบเดียวกับที่แสดงในวิดีโอนี้

ลวดขนาด 18 เกจสามารถประกอบเข้าที่ด้วยมือหรือใช้คีม

ชิ้นส่วนที่หนักกว่า เช่น แบตเตอรี่ 9V หรือโพเทนชิออมิเตอร์ สามารถวางไว้ที่ด้านล่างของโครงสร้างเพื่อให้เป็นฐานที่มั่นคง

ซ็อกเก็ต DIP สามารถใช้กับชิป IC สองตัวเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากความร้อนขณะบัดกรี

ขั้นตอนที่ 4: Arduino Nano

Arduino Nano เป็นหนึ่งในโมดูล MCU ที่ชื่นชอบ เราใช้พวกมันสำหรับการทดลองและระบบ DIY ที่หลากหลาย

บอร์ด Arduino Nano ที่รวมอยู่นั้นมีหมุดส่วนหัวที่ไม่ได้มาบัดกรีกับโมดูล ทิ้งหมุดไว้ตอนนี้ ทำการทดสอบเบื้องต้นกับโมดูล Arduino Nano ก่อนทำการบัดกรีที่หมุดส่วนหัว สิ่งที่จำเป็นคือสายเคเบิล MiniUSB และบอร์ด Arduino Nano ที่ออกมาจากกระเป๋า

หากคุณไม่ได้ใช้ Arduino Nano เมื่อเร็วๆ นี้ ให้อ่านคำแนะนำสำหรับ HackerBox 0051 สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับ Arduino IDE, ชิป CH340G USB/Serial bridge และวิธีดำเนินการตรวจสอบร่าง "blink" เริ่มต้นของโมดูล Arduino Nano และ ห่วงโซ่เครื่องมือ หลังจากตรวจสอบทุกอย่างแล้ว ให้บัดกรีหมุดส่วนหัวเข้ากับนาโน

หากคุณต้องการข้อมูลเบื้องต้นเพิ่มเติมสำหรับการทำงานในระบบนิเวศ Arduino โปรดดูคู่มือสำหรับ HackerBoxes Starter Workshop ซึ่งมีตัวอย่างและลิงก์ไปยัง PDF Arduino Textbook

ขั้นตอนที่ 5: การเขียนโปรแกรม ATtiny85 MCU โดยใช้ Arduino Nano

วิดีโอนี้แสดงวิธีใช้ Arduino Nano อย่างรวดเร็ว (ใช้งาน ArduinoISP) และตัวเก็บประจุหนึ่งตัวเพื่อตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ ATtiny85 จาก Arduino IDE

ขั้นตอนที่ 6: โมดูล RGB LED แบบอิสระ

โมดูล RGB LED (อิงตามส่วนประกอบ WS2812B) เป็นสื่อกลางที่ยอดเยี่ยมสำหรับการแกะสลักวงจรแบบอิสระ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขับเคลื่อนด้วย ATtiny85 MCU 8 พิน โครงสร้างต่างๆ สามารถบัดกรีได้ และสามารถตั้งโปรแกรมรูปแบบแสง/สีที่สร้างสรรค์ลงใน MCU ได้

สำหรับตัวอย่างของเรา เราได้ติดตั้งใน FastLED Library ใน Arduino IDE

เริ่มต้นด้วยการร่างแบบง่ายๆ:

ตัวอย่าง>FastLED>ColorPalette

เพียงแค่เปลี่ยน:

#define LED_PIN เป็นพิน IO ใดก็ตามที่ใช้สำหรับ LED "data in"

#define NUM_LEDS ถึงจำนวน LEDs ที่อยู่ในห่วงโซ่

#กำหนดความสว่างให้มีค่าประมาณ 10-15 เพื่อประหยัดพลังงาน

และ

#define LED_TYPE เป็น WS2812B

ขั้นตอนที่ 7: เครื่องคิด

ตามวิกิพีเดีย Mind Machines ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม "Brain Machines" หรือ "Light and Sound Machines"

มายด์แมชชีนมักจะใช้เสียงเป็นจังหวะและไฟกะพริบเพื่อเปลี่ยนความถี่ของคลื่นสมองของผู้ใช้ สิ่งนี้สามารถกระตุ้นให้เกิดสภาวะลึกของการผ่อนคลาย สมาธิ และในบางกรณี สภาวะของจิตสำนึกที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งถูกนำมาเปรียบเทียบกับสภาวะที่ได้จากการทำสมาธิและการสำรวจทางไสยศาสตร์

Mind Machines สามารถสร้างสัญญาณสำหรับไฟกะพริบที่ฝังอยู่ในแว่นตาที่สวมใส่โดยผู้ใช้ที่หลับตามองแสงผ่านเปลือกตา

มายด์แมชชีนยังสร้างแรงกระตุ้นทางเสียงรวมถึงการเต้นแบบ binaural ซึ่งรับรู้ได้ที่ความแตกต่างของความถี่เมื่อคลื่นไซน์โทนบริสุทธิ์สองแบบที่แตกต่างกันนำเสนอต่อผู้ฟังแบบแยกส่วน (หนึ่งอันผ่านหูแต่ละข้าง) ตัวอย่างเช่น หากนำเสนอโทนเสียงบริสุทธิ์ 530 Hz ต่อหูข้างขวาของผู้ทดลอง ในขณะที่ใช้โทนเสียงบริสุทธิ์ 520 Hz ที่หูข้างซ้ายของผู้ทดลอง ผู้ฟังจะรับรู้ถึงภาพลวงตาของการได้ยินจากโทนเสียงที่สาม เสียงที่สามเรียกว่าจังหวะ binaural และในตัวอย่างนี้จะมีระดับเสียงที่รับรู้ซึ่งสัมพันธ์กับความถี่ 10 Hz ซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างโทนเสียงบริสุทธิ์ 530 Hz และ 520 Hz ที่นำเสนอต่อหูแต่ละข้าง

ประกาศด้านความปลอดภัยที่สำคัญ:

ไฟที่กะพริบเร็วอาจเป็นอันตรายต่อผู้ที่เป็นโรคลมบ้าหมูที่ไวต่อแสงหรือความผิดปกติทางประสาทอื่นๆ หากคุณไวต่อแสงกะพริบหรือมีประวัติเป็นโรคลมบ้าหมู ชัก หรือความผิดปกติทางประสาทอื่นๆ ให้หลีกเลี่ยงอุปกรณ์ดังกล่าวหรือโครงการอื่นๆ ที่มีไฟกะพริบ

ขั้นตอนที่ 8: แพลตฟอร์ม DIY Mind Machine

สามารถประกอบแพลตฟอร์ม Mind Machine ได้ตามที่แสดงไว้ที่นี่โดยใช้ Arduino Nano ที่ตั้งโปรแกรมด้วยภาพร่าง mind_demo ที่แนบมา ภาพสเก็ตช์สำหรับ 9Hz Alpha Brainwaves โดยใช้ไฟและการเต้นแบบ binaural Alpha Brainwaves สามารถส่งเสริมการผ่อนคลายอย่างลึกล้ำดังที่กล่าวไว้ที่นี่ โค้ดนี้สามารถเปลี่ยนแปลงและขยายเพื่อสำรวจความถี่คลื่นสมองอื่นๆ หรือรูปแบบการฝึกได้

โปรดทราบว่า mind_demo ต้องการสองไลบรารี: FastLED และ ToneLibrary ซึ่งสามารถพบได้โดยใช้เครื่องมือ > จัดการไลบรารีภายใน Arduino IDE จำเป็นต้องใช้ Tone Library พิเศษ เนื่องจากฟังก์ชันการทำงานของโทนเสียง Arduino มาตรฐานไม่สามารถสร้างโทนเสียงที่แตกต่างกันสองแบบพร้อมกันได้

โมดูล WS2812B สองโมดูล (ในสายโซ่สองชิ้น) เป็นพรีเซ็นเตอร์สำหรับใส่เลนส์แว่นกันแดด สามารถเชื่อมต่อกับวงจรควบคุมโดยใช้สายสัญญาณเสียงขนาด 3.5 มม. สายสัญญาณเสียงขนาด 3.5 มม. สามารถตัดได้ใกล้ปลายตัวเมีย ปลายตัวเมียต่อเข้ากับวงจร MCU และสายยาวที่มีปลายตัวผู้สามารถต่อเข้ากับไฟ LED ในแว่นได้ สิ่งนี้ทำให้อินเทอร์เฟซแบบเสียบได้ที่ดีสำหรับแว่นตา LED

เทปพันสายไฟหรือไซยาโนอะคริเลตบางชนิดใช้งานได้ดีในการติดไฟ LED ลงในแก้ว กาวร้อนมักติดยากกับพลาสติกเรียบเช่นเลนส์แว่นกันแดด หากคุณต้องการเล่นเฉดสี Exclusive HackerBox เป็นเฉดสีจริง เพียงแค่กดกล่องถุงมือ ลิ้นชักเก็บขยะ หรือร้านเงินดอลลาร์ในท้องถิ่นเพื่อซื้อแว่นกันแดดแบบต่างๆ เพื่อเสียสละให้กับโครงการนี้

วงจรเสียงสองแก๊งทำงานได้ดีในการขับหูฟังเอียร์บัดมาตรฐานหรือหูฟังที่เสียบเข้ากับแจ็ค PCB ขนาด 3.5 มม.

ขั้นตอนที่ 9: MOSFET สำหรับการสลับโหลดกระแสสูง

คุณเคยต้องการควบคุมอุปกรณ์ที่ดึงกระแสมากกว่าที่รองรับโดยพิน IO บน MCU ของคุณหรือไม่? แล้วการควบคุมอุปกรณ์ที่แรงดันไฟฟ้าต่างจาก MCU ล่ะ?

วิดีโอ Andreas Spiess นี้คุ้มค่าแก่การดู Andreas ผ่าน (ส่วนใหญ่) รายละเอียดที่เต็มไปด้วยเลือดในการกำหนดประเภทของทรานซิสเตอร์ที่เราควรเก็บไว้เพื่อเปลี่ยนโหลดพลังงานจากโครงการดิจิตอล / MCU ของเรา เขาเดือดลงไปมี:

N-Channel FET เพื่อสลับการโหลดด้านต่ำและ

P-Channel FET เพื่อสลับการโหลดด้านสูง

แต่ละคู่ถูกรวมไว้เพื่อทดลองกับการเปิดและปิดโหลด USB (หลอดไฟ LED) ตัดเปิดสายต่อ USB ใช้ P-Channel FET (พิน D และ S) เพื่อสลับสายสีแดง (ด้านสูง) หรือใช้ N-Channel FET (พิน D และ S) เพื่อสลับสายสีดำ (ด้านต่ำ) เชื่อมต่อสัญญาณควบคุม MCU ผ่านตัวต้านทาน 680 โอห์มตัวใดตัวหนึ่งกับพินเกต (G) ของ FET และควบคุมออกไป! ลองใช้ "มือวิเศษ" บนหมุด G ตามที่แสดงในวิดีโอ โปรดทราบว่า "มือวิเศษ" ทำงานในทิศทางเดียวเท่านั้น แต่ประตูที่สั้นถึง 5V หรือ GND อย่างรวดเร็วจะพลิกสวิตช์ FET

หลังจากทดลองกับสถานการณ์พลังงาน USB สำหรับการสลับ FET แล้ว คุณสามารถใช้ "ผมเปีย" USB สองอันซ้ำได้โดยใส่คลิปจระเข้บนสายสีแดงและสีดำ ด้านซ็อกเก็ต USB สามารถต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ 5V จากนั้นจึงใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ USB ที่คุณเสียบเข้ากับซ็อกเก็ต ด้านปลั๊ก USB สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับคลิป (และคลิปใดก็ตามที่เชื่อมต่ออยู่) จากแหล่งจ่าย USB หรือหูดที่ผนัง ผมเปียคลิปจระเข้เหล่านี้มีประโยชน์สำหรับสถานการณ์การทดสอบและการวัดที่หลากหลาย ดังนั้นคุณอาจต้องการเก็บไว้บนโต๊ะทำงานของคุณ

ขั้นตอนที่ 10: ต้องสวมเฉดสี

อนาคตของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ และความปลอดภัยของข้อมูลนั้นสดใสมาก คุณต้องสวมชุด HackerBox ของคุณ

อย่าลืมแบ่งปันโครงการ HackerBox 0052 ของคุณในความคิดเห็นด้านล่างหรือบน HackerBoxes Facebook Group นอกจากนี้ โปรดจำไว้ว่า คุณสามารถส่งอีเมลถึง [email protected] ได้ทุกเมื่อ หากคุณมีคำถามหรือต้องการความช่วยเหลือ

อะไรต่อไป? เข้าร่วมการปฏิวัติ ใช้ชีวิต HackLife รับกล่องอุปกรณ์แฮ็คสุดเจ๋งที่ส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณทุกเดือน ท่องไปที่ HackerBoxes.com และสมัครสมาชิก HackerBox รายเดือนของคุณ