HackerBox 0043: เขาวงกตของ Falken: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

สวัสดี HackerBox แฮกเกอร์ทั่วโลก! HackerBox 0043 นำเสนอการสตรีมเว็บแคมแบบฝัง วงจรตัวเก็บประจุ การประกอบไมโครเซอร์โวแบบแพนเอียง และอีกมากมาย คำแนะนำนี้มีข้อมูลสำหรับการเริ่มต้นกับ HackerBox 0043 ซึ่งสามารถซื้อได้ที่นี่จนกว่าของจะหมด หากคุณต้องการรับ HackerBox แบบนี้ในกล่องจดหมายของคุณทุกเดือน โปรดสมัครสมาชิกที่ HackerBoxes.com และเข้าร่วมการปฏิวัติ!

หัวข้อและวัตถุประสงค์การเรียนรู้สำหรับ HackerBox 0043:

• กำหนดค่า ESP32-CAM สำหรับ Arduino IDE
• ตั้งโปรแกรมสาธิตเว็บแคมสำหรับ ESP32-CAM
• วัดตัวเก็บประจุเซรามิก
• ประกอบป้ายจักรยาน LED แบบแอนะล็อก
• สำรวจไมโครเซอร์โวและชุดแพน-เอียง

HackerBoxes เป็นบริการกล่องสมัครสมาชิกรายเดือนสำหรับผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ - แฮ็กเกอร์ฮาร์ดแวร์ - ผู้ฝันถึงความฝัน

แฮ็คดาวเคราะห์

ขั้นตอนที่ 1: รายการเนื้อหาสำหรับ HackerBox 0043

• โมดูล ESP32-CAM
• Arduino Nano 5V 16Mhz
• ชุดแพนเอียงพร้อมไมโครเซอร์โวคู่
• FT232RL USB Serial Adapter Module
• โมดูลพลังงาน USB 5V และ 3.3V
• ชุดตัวเก็บประจุเซรามิก
• WOPR Badge - ชุดประสาน
• เซลล์ลิเธียมเหรียญ CR2032 สองเซลล์
• เขียงหั่นขนมจิ๋ว Solderless
• จัมเปอร์ดูปองท์หญิง-หญิง
• สาย MiniUSB
• Java Decal
• Exclusive HackerBoxes เกมเขาวงกตของ Falken
• รูปลอกแรงบันดาลใจจาก WarGames สุดพิเศษ

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: ผ่านเขาวงกตของ Falken

เขาวงกตของ Falken: ทฤษฎีเกม วิทยาการคอมพิวเตอร์ และแรงบันดาลใจสงครามเย็นสำหรับ WarGames

“เกมแปลก ชนะอย่างเดียวคือไม่เล่น แล้วเกมหมากรุกดีๆ สักเกมล่ะ?”

-1983 ภาพยนตร์ WarGames

ขั้นตอนที่ 3: โหมดการเดินสาย ESP32-CAM

โมดูล ESP32-CAM รวมโมดูล ESP32-S, กล้อง OV2640, ช่องเสียบการ์ด microSD, แฟลช LED และพิน I/O หลายตัว ESP32-CAM ช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าการสตรีมวิดีโอแบบไร้สาย จัดเตรียมอินเทอร์เฟซสำหรับเว็บเซิร์ฟเวอร์ รวมกล้องวงจรปิดไร้สายเข้ากับระบบอัตโนมัติภายในบ้านของคุณ ทำการตรวจจับใบหน้า/จดจำใบหน้า และอื่นๆ อีกมากมาย

ติดตั้งกล้อง: ขั้วต่อกล้องบน ESP32 เป็นช่องสีขาวที่มีแถบสีน้ำตาลเข้มหรือสีดำที่ขอบ สแน็ปสีเข้มพับลงจาก PCB ไปทางส่วนสีขาวของตัวเชื่อมต่อ เมื่อเปิดแล้ว ขั้วต่อแบบยืดหยุ่นจะถูกเสียบเข้าไปในช่องสีขาวโดยหันเลนส์ออก ในที่สุดสแน็ปมืดถูกกดกลับเข้าไปในช่องเสียบช่องเสียบ โปรดทราบว่าเลนส์มีแผ่นปิดป้องกันเกินกว่าจะลอกออกได้ก่อนใช้งาน

โหมดการเขียนโปรแกรม

ในการตั้งโปรแกรม ESP32-CAM ให้ต่อสาย FT232RL USB Serial Adapter ตามที่แสดง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตั้งค่าจัมเปอร์ไฟบน FT232RL USB Serial Adapter เป็น 3.3V ตัวย่อระหว่างพิน IO0 และ GND ใช้สำหรับทำให้ ESP32 เข้าสู่โหมดโปรแกรม สายนี้สามารถถอดออกเพื่อให้ ESP32 สามารถบูตเข้าสู่โหมดการดำเนินการได้

โหมดเว็บแคม

เมื่อตั้งโปรแกรมแล้ว ESP32-CAM จะต้องเชื่อมต่อ 5V และ GND เท่านั้น สามารถใช้โมดูล USB Power Supply หรือแหล่งจ่ายไฟ 5V อื่น ๆ ที่สามารถจ่ายกระแสไฟได้เพียงพอ

การสนับสนุนการตรวจสอบแบบอนุกรม

ในการรัน ESP32-CAM ในขณะที่ยังคงเชื่อมต่อกับ USB (เช่น เพื่อดูเอาต์พุตของจอภาพอนุกรม) เพียงแค่เชื่อมต่อทั้งสองโมดูลดังที่แสดงไว้ที่นี่พร้อมกัน แต่ให้ถอดกราวด์ IO0 เมื่อการเขียนโปรแกรมเสร็จสิ้น สิ่งนี้จะช่วยให้ ESP32 สามารถดำเนินการและใช้การเชื่อมต่อ USB/ซีเรียล ในขณะที่ยังให้กระแสไฟที่เพียงพอผ่านพิน 5V เพื่อจ่ายไฟให้กับ ESP32 ได้อย่างเต็มที่ หากไม่มีแหล่งจ่ายไฟ 5V เอาต์พุต 3.3V ของ FT232RL จะไม่สามารถจ่ายไฟให้กับ ESP32 ได้เต็มที่ และจะมีข้อความแสดงข้อผิดพลาด "brownout" เกิดขึ้น

ขั้นตอนที่ 4: ESP32-CAM เซิร์ฟเวอร์สตรีมมิ่งเว็บแคม

1. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจัมเปอร์กำลังโมดูล FT232RL ถูกตั้งค่าเป็น 3.3V
2. หากยังไม่ได้ติดตั้ง ให้คว้า Arduino IDE
3. ปฏิบัติตามคำแนะนำในการติดตั้งสำหรับแพ็คเกจสนับสนุนบอร์ด ESP32 Arduino IDE
4. ในเครื่องมือ IDE ให้ตั้งค่าบอร์ดเป็น ESP32 Wrover Module
5. ในเครื่องมือ IDE ให้ตั้งค่า Partition Scheme เป็น Huge APP
6. ใน IDE Tools ให้ตั้งค่า Port เป็น FT232RL USB Serial Adapter
7. ในไฟล์ IDE เปิด Examples > ESP32 > Camera > CameraWebServer
8. เปลี่ยนรุ่นกล้อง #define เป็น "CAMERA_MODEL_AI_THINKER"
9. เปลี่ยนสตริง SSID และรหัสผ่านให้ตรงกับเครือข่าย WiFi ของคุณ
10. รวบรวมและอัปโหลดตัวอย่างที่แก้ไข
11. ถอดจัมเปอร์ IO0 ออก
12. ยืนยันว่ามีการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 5V ด้วยหรือ ESP32 อาจ "ดับ"
13. เปิด Serial Monitor (115200 บอด)
14. กดปุ่มรีเซ็ตบนโมดูล ESP32-CAM
15. คัดลอกที่อยู่ IP จากเอาต์พุต Serial Monitor
16. วางที่อยู่ IP ลงในเว็บเบราว์เซอร์ของคุณ
17. อินเทอร์เฟซเว็บแคม ESP32-CAM ควรแสดงขึ้น
18. คลิกปุ่ม "เริ่มสตรีม" ในอินเทอร์เฟซเว็บแคม

ขั้นตอนที่ 5: ตัวเก็บประจุเซรามิก

ตัวเก็บประจุเซรามิกเป็นตัวเก็บประจุแบบค่าคงที่ซึ่งวัสดุเซรามิกทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กตริก มันถูกสร้างขึ้นจากเซรามิกสองชั้นหรือมากกว่าสลับกันและชั้นโลหะที่ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด องค์ประกอบของวัสดุเซรามิกกำหนดพฤติกรรมทางไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ (วิกิพีเดีย)

Circuit Basics มีการอภิปรายที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับการวัดความจุ รวมถึงตัวอย่างบางส่วนของการวัดตัวเก็บประจุโดยใช้ฮาร์ดแวร์และโปรแกรม Arduino เลื่อนลงไปที่หัวข้อ "CAPACITANCE METER FOR 470 UF TO 18 PF CAPACITORS" สำหรับการสาธิตที่สามารถใช้ได้กับประเภทของตัวเก็บประจุเซรามิกในชุดตัวเก็บประจุแบบเซรามิก ในขณะที่การสาธิตแสดงให้เห็น Arduino UNO คุณสามารถใช้ Arduino Nano ได้เช่นกัน หลังจากตั้งค่า Arduino IDE เพื่อตั้งโปรแกรม Arduino Nano แล้ว เพียงวาง "THE CODE FOR SERIAL MONITOR OUTPUT" จากหน้าที่เชื่อมโยงลงใน IDE แล้วคอมไพล์/ดาวน์โหลดโค้ดที่วางลงใน Nano

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำหนดค่าและการเขียนโปรแกรม Arduino Nano โปรดดูคู่มือออนไลน์สำหรับ HackerBoxes Starter Workshop

ขั้นตอนที่ 6: ชุดตรา WOPR

WOPR Badge นี้มีไฟ LED สิบแปดดวงที่มีการหมุนเวียนสีควบคุมทั้งหมดโดยออสซิลเลเตอร์แบบจับเวลาตัวเก็บประจุแบบแอนะล็อก ตัวอย่างก่อนหน้าของ HackerBox ได้ใช้วงจรแอนะล็อกประเภทนี้สำหรับแอปพลิเคชันที่กะพริบ LED ที่คล้ายกัน การออกแบบเตือนเราว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่จำเป็นต้องได้รับผลลัพธ์ที่น่าสนใจเสมอไป การประกอบแผงวงจรที่เสร็จสมบูรณ์อาจสวมใส่เป็นป้ายไฟ LED กะพริบ

เนื้อหาชุด:

• แผงวงจรพิมพ์ WOPR แบบกำหนดเอง
• คลิปเซลล์แบบเหรียญ CR2032 สองอัน
• ไฟ LED สีแดง 3 มม. จำนวน 6 ดวง
• ไฟ LED 3 มม. สีส้ม 6 ดวง
• ไฟ LED สีเขียว 3 มม. จำนวน 6 ดวง
• ทรานซิสเตอร์ NPN 9014 สามตัว
• ตัวเก็บประจุ 22uF สามตัว
• ตัวต้านทาน 1K โอห์มสามตัว (น้ำตาล-ดำ-แดง)
• ตัวต้านทาน 10K โอห์มสามตัว (น้ำตาล-ดำ-ส้ม)
• สวิตช์สไลด์
• แหวนแยกสองวง

การออกแบบประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์แบบเรียงซ้อนสามตัวเพื่อควบคุมการหมุนเวียนสีของ LED ตัวต้านทาน 10K แต่ละตัวและตัวเก็บประจุ 22uF แต่ละตัวจะสร้าง RC oscillator ที่ดันทรานซิสเตอร์ที่เกี่ยวข้องเป็นระยะๆ RC oscillators สามตัวถูกเรียงต่อกันเป็นลูกโซ่เพื่อไม่ให้วงจรหลุดซึ่งทำให้การกะพริบปรากฏแบบสุ่มทั่วกระดาน เมื่อทรานซิสเตอร์ "เปิด" กระแสจะไหลผ่านธนาคารที่มี LED 6 ดวงและตัวต้านทานจำกัดกระแส 1K ของพวกมันทำให้ไฟ LED 6 ดวงติดกะพริบ

ตัวอย่างนี้มีคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับแนวคิดออสซิลเลเตอร์แบบอะนาล็อกนี้โดยใช้สเตจเดียว (ออสซิลเลเตอร์หนึ่งตัวและทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว)

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบชุดป้าย WOPR

หมายเหตุที่สำคัญมากเกี่ยวกับการวางแนวส่วนประกอบ: ตราจะดูดีที่สุดเมื่อประกอบเข้ากับส่วนประกอบผ่านรูที่ "ด้านหน้า" ของ PCB ที่แสดงงานศิลปะของ WOPR อย่างไรก็ตาม โครงร่างส่วนประกอบจะอยู่ด้านหลัง และสิ่งเหล่านี้กำหนดทิศทางที่เหมาะสมของส่วนประกอบ ซึ่งอาจสร้างความสับสนได้โดยเฉพาะเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ TO-92 ซึ่งควรเสียบจากด้านหน้าของ PCB โดยให้ส่วนแบนหงายขึ้นด้านบน ซึ่งจะพลิกจากทิศทางที่ต้องการหากเสียบจากด้านหลังของ PCB ทรานซิสเตอร์ TO-92 ยังสามารถวางโดยให้พื้นผิวเรียบกับด้านหน้าของ PCB ตามที่แสดงในตัวอย่าง

โปรดทราบว่าตัวต้านทานมีค่าต่างกันสองค่า พวกเขาไม่สามารถใช้แทนกันได้ ตัวต้านทานไม่มีโพลาไรซ์ สามารถใส่ได้ทั้งสองทิศทาง

โปรดทราบว่ามี "ช่อง" สามดวงของ LED D1-D6, D7-D12 และ D13-D18 แต่ละธนาคารควรเป็นสีเดียวทั้งหมดเพื่อสร้างสมดุลให้กับโหลดปัจจุบันและเพื่อเอฟเฟกต์ภาพที่สวยงาม ตัวอย่างเช่น LED D1-D6 ทั้งหมดอาจเป็น (R)ED, D7-D12 ทั้งหมด (G)REEN และ D13-D18 ทั้งหมด (O)RANGE

ตัวเก็บประจุเป็นแบบโพลาไรซ์ สังเกตเครื่องหมาย "+" บนซิลค์สกรีน PCB ควรใส่เครื่องหมาย "-" (และหมุดสั้น) บนตัวเก็บประจุลงในรู OTHER

ไฟ LED ยังเป็นโพลาไรซ์ สังเกตด้านแบนของ LED ที่แสดงบนซิลค์สกรีน PCB หมุดสั้น (แคโทดหรือตะกั่วลบ) ของ LED ควรอยู่ในรูใกล้กับ "ด้านแบน" ของซิลค์สกรีน LED มากที่สุด

ชุบดีบุกทั้งสามแผ่นสำหรับคลิปเซลล์แบบเหรียญแต่ละอันด้วยการบัดกรี แม้ว่าจะไม่มีการบัดกรีใดๆ ไปที่แผ่นรองตรงกลาง แต่การชุบดีบุกช่วยสร้างแผ่นรองขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสกับเซลล์เหรียญตามลำดับ

หลังจากการบัดกรี ให้ใช้สวิตช์หลาย ๆ ครั้งเพื่อล้างหน้าสัมผัสของเศษซากหรือการเกิดออกซิเดชัน

ระวังอย่าตัดคลิปเซลล์แบบเหรียญสองอันเข้าด้วยกันในขณะที่สวม WOPR Badge

ขั้นตอนที่ 8: ชุดประกอบแพนเอียงไมโครเซอร์โว

ชุดประกอบแพนเอียงประกอบด้วยเซอร์โวขนาดเล็กสองตัว ชิ้นส่วนกลไกพลาสติกขึ้นรูปสี่ชิ้น และฮาร์ดแวร์แบบต่างๆ สามารถซื้อแอสเซมบลีได้จาก Adafruit ซึ่งคุณสามารถหาคำแนะนำที่ดีที่อธิบายวิธีการทำงานของแอสเซมบลีได้

สามารถใช้ Arduino Servo Library เพื่อควบคุมไมโครเซอร์โวตัวใดตัวหนึ่งเพื่อแพนแอสเซมบลีรอบแกนกลางและไมโครเซอร์โวอื่น ๆ เพื่อเอียงแอสเซมบลีขึ้นและลง คำแนะนำนี้มีตัวอย่างโดยละเอียดสำหรับการวางตำแหน่งเซอร์โวสองตัวโดยใช้รหัส Arduino

Pan-Tilt Assembly สามารถใช้จัดตำแหน่งจอแสดงผล เลเซอร์ ไฟ กล้อง หรืออะไรก็ได้ ตามปกติแล้ว มาดูกันว่าคุณคิดอย่างไรกับมัน!

ความท้าทายที่น่าสนใจ หากคุณพร้อมคือการเพิ่มตัวควบคุมสไลด์สองตัว (แพนและเอียง) ให้กับเว็บอินเทอร์เฟซของตัวอย่าง "CameraWebCamera" ที่ดันพารามิเตอร์ตำแหน่งไปยังเฟิร์มแวร์ ESP32-CAM ซึ่งจะตั้งค่าเซอร์โวสองตัวเป็น วางตำแหน่งเว็บแคมขณะสตรีม

ขั้นตอนที่ 9: ใช้ชีวิต HackLife

เราหวังว่าคุณจะสนุกกับการเดินทางในเดือนนี้ในด้านเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ ติดต่อและแบ่งปันความสำเร็จของคุณในความคิดเห็นด้านล่างหรือบน HackerBoxes Facebook Group โปรดแจ้งให้เราทราบหากคุณมีคำถามหรือต้องการความช่วยเหลือ

เข้าร่วมการปฏิวัติ ใช้ชีวิต HackLife คุณจะได้รับกล่องอิเล็กทรอนิกส์สุดเจ๋งและโปรเจ็กต์เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณทุกเดือน เพียงท่องไปที่ HackerBoxes.com และสมัครใช้บริการ HackerBox รายเดือน