HackerBox 0050: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Pozdrav HackerBox hakerima širom svijeta! Za HackerBox 0050 sastavljamo i programiramo ugrađenu procesorsku ploču HB50. HB50 podržava eksperimentiranje s ESP32 mikrokontrolerima, ugrađenim IoT WiFi-jem, zvukom bita, RGB LED-icama, TFT LCD zaslonima u boji, ulazima na dodirnom ekranu, Bluetooth-om i drugim. HackerBox 0050 također istražuje maleno rješenje tipkovnice za bilo koji ugrađeni projekt, I2C sučelja, proračun energije i stanične automate.

Ovaj vodič sadrži informacije za početak rada s HackerBox -om 0050, koji se može kupiti ovdje dok traju zalihe. Ako želite svaki mjesec primati ovakav HackerBox u poštanski sandučić, pretplatite se na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

HackerBoxes je mjesečna pretplatna usluga za hakere hardvera i ljubitelje elektronike i računalne tehnologije. Pridružite nam se u životu HACK LIFE -a.

Korak 1: Popis sadržaja za HackerBox 0050

• Ekskluzivna tiskana ploča HB50
• ESP-WROOM-32 Dvojezgreni WiFi modul
• QVGA TFT LCD zaslon u boji dijagonale 2,4 inča
• Integrirani zaslon osjetljiv na dodir sa olovkom
• Šest WS2812B RGB LED dioda
• Šest tipki za postavljanje na površinu
• Piezo zujalica 12 mm SMD
• AMS1117 3.3V Linearni regulator SOT223
• Zaglavlje za odvajanje od 40 pinova pod pravim kutom
• Dva 22uF kondenzatora od tantala 1206 SMD
• Dva 10K Ohm otpornika 0805 SMD
• Mini tipkovnica CardKB
• Grove to Female DuPont Breakout Cable
• CP2102 USB serijski modul
• DuPont džemperi žensko-ženski 10 cm
• Hokusai Great Wave PCB naljepnica
• Ekskluzivna HackerBox žičana naljepnica
• Ekskluzivni HackerBox 50 izazovni novac

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

• Lemilica, lemljenje i osnovni alati za lemljenje
• Računalo za pokretanje softverskih alata

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, hakerski duh, strpljenje i znatiželja. Izgradnja i eksperimentiranje s elektronikom, iako vrlo isplativo, ponekad može biti zeznuto, izazovno, pa čak i frustrirajuće. Cilj je napredak, a ne savršenstvo. Kad ustrajete i uživate u avanturi, iz ovog hobija može se steći veliko zadovoljstvo. Polako poduzimajte svaki korak, pazite na detalje i ne bojte se zatražiti pomoć.

U FAQ -u o HackerBoxima postoji mnoštvo informacija za sadašnje i buduće članove. Gotovo sve e-poruke o tehničkoj podršci koje primamo već su tamo odgovorene, stoga zaista cijenimo što ste odvojili nekoliko minuta da pročitate FAQ.

Korak 2: HB50 tiskana ploča

U spomen na HackerBox broj 0050, izdali smo ažuriranu verziju najpopularnije HackerBox ploče po popularnoj potražnji. Komplet znački HackerBox 0020 Summer Camp rasprodan je na DEF CON 25 za manje od dva sata. PCB datoteke se od tada često traže. Ploču su barem nekoliko puta preštampale treće strane. Dizajn je inspirirao pregršt drugih znački i ugrađenih IoT projekata kojih smo svjesni i nadamo se još nekoliko kojih nismo svjesni.

Ažuriranja koja se nalaze u novom HB50 PCB kompletu uključuju zamjenu ESP-32 DEVkitC za kompaktniji ESP-WROOM-32 modul. Pet kapacitivnih tipki na dodir zamijenjeno je mehaničkim taktilnim gumbima. Pet LED dioda RGB WS2812 koje su bile u bijelim paketima povećane su na šest i sada su u crnim pakiranjima. Piezo zujalica zamijenjena je kompaktnijom verzijom za površinsko postavljanje. Napajanje je pojednostavljeno. TFT zaslon u boji povećan je sa 2,2 inča na 2,4 inča. PCB je kompaktniji i čak ima nekoliko IO pinova za vaše hakersko zadovoljstvo. Od vremena HackerBox -a 20, za ESP32 je dostupno puno više projekata, primjera i kodova, pa se spremimo za tutnjavu …

Značajke:

• ESP32 dvojezgreni procesor 160MHz
• 2,4 inčni QVGA TFT LCD zaslon u boji
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• Pet taktilnih tipki (+ jedno za poništavanje)
• Šest RGB WS2812 LED dioda
• Piezo zujalica
• Linearni regulator 3.3V
• Zaglavlje proširenja

Kao i kod prethodnika, HB50 se može nositi na vezici, koristiti kao ručni uređaj, montirati na zid ili postaviti bilo gdje u bezbroj bežičnih i šarenih aplikacija.

Korak 3: Podignite ploču HB50

Kako biste smanjili ili barem izolirali pogreške, predlažemo da se montaža započne popunjavanjem minimalnog broja komponenata na PC -u HB50 koje su potrebne za programiranje ESP32. Ovaj minimalno održiv pristup opisan je u ovim koracima:

1. Pogledajte ovaj video o lemljenju kasteliranih modula.
2. Lemite modul ESP-WROOM-32 na tiskanu ploču. Ne žurite. Ne brinite zbog središnjeg uzemljenja ispod modula. Može se lemiti samo reflowom i služi samo za dodatnu toplinsku spojnicu.
3. Pomoću multimetra provjerite nema li kratkog spoja između 3V3 i GND. Ako postoji kratki spoj, mora se identificirati i ukloniti prije nego što se napajanje uključi na ploču ili bi dimno čudovište moglo izaći.
4. Lemite dva 10K otpornika tik iznad tipki EN i IO0.
5. Lemite tipke EN i IO0. Ostala četiri gumba za sada se mogu izostaviti.
6. Odlomite 16 -polnu traku zaglavlja. Umetnite ga sa CPU strane PCB -a tako da pinovi budu usmjereni prema najbližem rubu PCB -a. Zatim zalemite zaglavlje na mjesto sa strane gumba na PCB -u.
7. Ponovno provjerite nema li kratkih hlača između 3V3 i GND.
8. Za spajanje CP2102 modula upotrijebite četiri DuPont kratkospojne žice kako je prikazano. Imajte na umu da privremeno koristimo izvor napajanja 3V3 budući da linearni regulator još nije popunjen na PCB -u.
9. Ako na vašem računalu još nije instaliran Arduino IDE, nabavite ga ovdje.
10. Pomoću ovog vodiča konfigurirajte podršku za ESP32 unutar Arduino IDE -a.
11. U IDE -u postavite tools> board na "ESP32 Wrover Module".
12. Priključite modul CP2102 u USB priključak na računalu.
13. U IDE -u postavite tools> port na odgovarajući USB priključak za CP2102.
14. Ako se novi port ne pojavi kad je umetnut CP2102 modul, instalirajte potrebni USB upravljački program iz Silicon Labs.
15. Uhvatite skicu button_demo.
16. Sastavite i prenesite skicu.
17. Kad prijenos započne, pritisnite i EN i IO0 tipke. EN je u osnovi gumb za poništavanje, a IO0 je igla za pričvršćivanje za prisilno ponovno programiranje bljeskalice.
18. Nakon što se točke i crtice pojave u IDE -u, pustite tipku EN (otpustite reset), ali nastavite držati pritisnutu tipku IO0 sve dok programiranje bljeskalice ne počne biti sigurno da je iglica za pričvršćivanje prepoznata pri pokretanju.
19. Kad je programiranje dovršeno, ponovno pritisnite tipku EN za resetiranje i pokretanje novo treptavog koda.
20. Otvorite Arduino IDE serijski monitor i postavite ga na 115200 bauda.
21. Pritiskom na tipku IO0 trebala bi se generirati poruka na serijskom monitoru.

Korak 4: Gumbi, zujalice i LED diode, O MOJ

VIŠE TIPKI

Nakon što je početni korak programiranja uspješan, isključite ploču HB50 i lemite preostala četiri gumba. Ista skica button_demo sada bi trebala prijaviti svih pet gumba (IO0, A, B, C i D) serijskom monitoru kada se pritisnu.

ZVUK

Isključite ploču HB50 i lemite zujalicu na podloge. Orijentirajte točku na zujalici tako da je najbliža podlozi "+" na ploči HB50. Programirajte buzzer_demo skicu i resetirajte ploču (EN) kako bi se pustila da radi. Zvuči dobro?

WS2812B RGB LED diode

Isključite ploču HB50 i lemite šest LED dioda na njihove jastučiće. Orijentirajte bijeli označeni kut svake LED diode tako da odgovara uglu s karticama kako je prikazano na sitotisku na PCB -u.

Iz Arduino IDE alata> Upravljanje knjižnicama instalirajte knjižnicu FastLED.

Otvorite skicu: Datoteka> Primjeri> FastLED> Paleta boja.

U kodu skice promijenite LED_PIN na 13, NUM_LEDS na 6 i LED_TYPE na WS2812B.

Prenesite skicu i resetirajte ploču (EN) da bi se pustila. Uživajte u blistavim svjetlima svih boja.

LINEARNI REGULATOR SNAGE

S LED diodama u igri (a pogotovo kad je omogućen WiFi odašiljač) HB50 crpi veliku struju iz napajanja 3V3. Poboljšajmo kapacitet snage 3,3 V lemljenjem linearnog regulatora AMS1117 (paket SOT 233) na mjesto. Također popunite dva kondenzatora filtera od 22uF pored regulatora. Imajte na umu da je jedna strana svakog sitotiska kondenzatora pravokutna, a druga strana osmerokutna. Kondenzatori bi trebali biti orijentirani tako da se tamna crta na pakiranju poravna sa osmerokutnom stranom svilene mreže. Regulator će sada pretvoriti dio 5V napajanja u 3.3V i sam može osigurati puno više struje od CP2102 modula. Kako biste sada napajali HB50 putem napajanja od 5 V, pomaknite OBA KRAJA 3V3 DuPont kratkospojnika na 5V. To jest, izvor 5V iz CP2102 modula u jedan od 5V ulaznih pinova na zaglavlju HB50. Imajte na umu da se 5V pin može isporučiti bilo kojim naponom između 3,5V i 5V.

Korak 5: ILI9341 QVGA TFT LCD zaslon u boji

Zaslon MSP2402 (stranica lcdwiki) je modul sabirnice SPI temeljen na čipu ILI9341. Čip pokreće zaslon u boji od 2,4 inča koji podržava 65 000 boja i rezoluciju 320X240 piksela (QVGA).

Modul također ima ulaz na ekranu osjetljivom na dodir i utor za SD karticu.

I/O PINOVI ZA PREDTESTIRANJE

Ako ste do sada imali problema s lemljenjem pinova ESP-WROOM-32, možda bi bilo dobro da prethodno testirate I/O pinove modula zaslona prije lemljenja modula zaslona na mjesto. Kao što je dolje prikazano i na shematskom dijagramu PCB -a, ESP32 IO -i u igri su 19, 23, 18, 5, 22, 21 i 15. Imajte na umu da su to IO brojevi, a ne brojevi pinova. Pinovi se mogu testirati pisanjem malog programa koji postavlja sve te IO -ove kao izlaze, a zatim se petljajući kruži kroz IO -ove pa svaki uključuje i isključuje redom s drugom ili dvije odgode između. Jednostavna LED dioda s priključenim otpornikom za ograničavanje struje može se koristiti kao sonda kako bi se osiguralo da je svaki IO pin preslikan na zaglavlja zaslona (vidi shemu) pravilno uključen i isključen te da nijedan od njih nije spojen zajedno.

Nakon što su svi pinovi provjereni, TFT zaslon se može zalemiti na svoje mjesto pomoću dugih i kratkih zaglavlja.

INSTALIRAJTE I KONFIGURIRAJTE TFT KNJIŽNICU

Iz Arduino IDE -a: alati> Upravljanje knjižnicama instalirajte knjižnicu TFT_eSPI

Idite u mapu Arduino Libraries. Otvorite mapu TFT_eSPI i uredite datoteku User_Setup.h da biste konfigurirali čip upravljačkog programa modula, razlučivost piksela i IO pinove. Učinite to tako da provjerite jesu li definicije (ne) komentirane kao što je prikazano u nastavku i postavljene na vrijednosti kao što je prikazano. Možete provjeriti odgovaraju li spojevi u shemi PCB -a.

// Odjeljak 1.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // Odjeljak 2. // Za ESP32 Dev ploču #define TFT_MISO 19 #define TFT_MOSI 23 #define TFT_SCLK 18 #define TFT_CS 5 #define #TFT_DEFFineTFD 21 TFT_RST -1 // #definiraj TFT_BL 32 #definiraj TOUCH_CS 15

Otvorite i prenesite skicu:

Datoteka> Primjeri> TFT_eSPI> 320 x 240> Cellular_Automata

Ova skica je cool vizualna demonstracija Conwayjeve igre života.

Hakerska jedrilica bi se mogla razviti u postojanje … pazite!

LOGO ZASLONA HACKERBOX NA TFT LCD

Isprobajte skicu BitHeadDemo.

Korak 6: Korisnički unos zaslona osjetljivog na dodir

Sljedeća skica može se koristiti za konfiguriranje i testiranje funkcionalnosti zaslona osjetljivog na dodir:

Datoteka> Primjeri> TFT_eSPI> 320 x 240> Tipkovnica_240x320

Gumb "pošalji" prenosi uneseni broj na serijski monitor na 9600 bauda.

Korak 7: CardKB I2C tipkovnica

Ova mala ploča implementira potpuno opremljenu QWERTY tipkovnicu koja se može koristiti s gotovo svim vašim projektima mikrokontrolera. Tipkovnica komunicira pomoću GROVE A porta (sučelje I2C) na adresi 0x5F. Kombinacije gumba (Sym+Key, Shift+Key, Fn+Key) su podržane za ispis bogatih vrijednosti ključeva.

Počnite s jednostavnim primjerom CardKB_Serial skice, koja komunicira s tipkovnicom preko GROVE I2C i odjekuje pritiscima tipki na serijski monitor. Skica se može izvoditi na ESP32 (poput HB50), Arduino UNO, Arduino Nano ili bilo kojoj platformi koja podržava I2C.

Imajte na umu da postoje dva različita poziva Wire.begin za ESP32 i za UNO/Nano. Raskomentirajte odgovarajuću jednu od tih linija za host koji koristite. Spojite žuto -bijele GROVE prekidne žice na pinove navedene u tom retku koda. Ožičite crvenu GROVE prekidnu žicu na 5V, a crnu GROVE žicu na GND.

Stranica s dokumentacijom proizvođača. Imajte na umu da je, iako je ugrađeni mikrokontroler CardKB unaprijed programiran, izvor firmvera dostupan ako želite hakirati tipkovnicu.

Korak 8:

Nadamo se da uživate u ovomjesečnoj HackerBox avanturi u elektronici i računalnoj tehnologiji. Javite se i podijelite svoj uspjeh u komentarima ispod ili na Facebook grupi HackerBoxes. Također zapamtite da u bilo kojem trenutku možete poslati e -poruku na [email protected] ako imate pitanje ili trebate pomoć.

Što je sljedeće? Pridružite se revoluciji. Živite HackLife. Svaki mjesec nabavite hladnu kutiju opreme za hakiranje izravno u vaš poštanski sandučić. Pređite na stranicu HackerBoxes.com i prijavite se za mjesečnu pretplatu na HackerBox.