HackerBox 0046: Persistentie: 9 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Groeten HackerBox Hackers over de hele wereld! Met HackerBox 0046 experimenteren we met persistente elektronische papieren displays, LED-persistentie van vision (POV) tekstgeneratie, Arduino-microcontrollerplatforms, elektronische prototyping en oplaadbare batterijbanken.

Deze Instructable bevat informatie om aan de slag te gaan met HackerBox 0046, die hier kan worden gekocht zolang de voorraad strekt. Als je elke maand zo'n HackerBox in je mailbox wilt ontvangen, schrijf je dan in op HackerBoxes.com en doe mee aan de revolutie!

HackerBoxes is de maandelijkse abonnementsservice voor liefhebbers van elektronica en computertechnologie - Hardware Hackers - De dromers van dromen.

HACK DE PLANEET

Stap 1: Inhoudslijst voor HackerBox 0046

• ePaper-module
• Arduino UNO met MicroUSB
• Twee UNO Prototyping Shields
• USB 18650 Batterij Powerbank
• Diffuus rode 5 mm LED's
• 560 Ohm Weerstanden
• Man-vrouw DuPont doorverbindingsdraden
• 9V batterijhouder
• Hardware-sticker openen
• Exclusieve reversspeld met open hardware

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

• 9V batterij
• Soldeerbout, soldeer en standaard soldeergereedschappen
• Computer voor het uitvoeren van softwaretools

Het belangrijkste is dat je gevoel voor avontuur, hackergeest, geduld en nieuwsgierigheid nodig hebt. Het bouwen van en experimenteren met elektronica, hoewel zeer de moeite waard, kan soms lastig, uitdagend en zelfs frustrerend zijn. Het doel is vooruitgang, niet perfectie. Als je volhoudt en geniet van het avontuur, kan er veel voldoening uit deze hobby worden gehaald. Neem elke stap langzaam, let op de details en wees niet bang om hulp te vragen.

Er is een schat aan informatie voor huidige en toekomstige leden in de HackerBoxes FAQ. Bijna alle niet-technische ondersteunings-e-mails die we ontvangen, worden daar al beantwoord, dus we stellen het zeer op prijs dat u een paar minuten de tijd neemt om de veelgestelde vragen te lezen.

Stap 2: Arduino UNO

Deze Arduino UNO R3 is ontworpen met gebruiksgemak in het achterhoofd. De MicroUSB-interfacepoort is compatibel met dezelfde MicroUSB-kabels die worden gebruikt met veel mobiele telefoons en tablets.

Specificatie:

• Microcontroller: ATmega328P (gegevensblad)
• USB seriële brug: CH340G (stuurprogramma's)
• Bedrijfsspanning: 5V
• Ingangsspanning (aanbevolen): 7-12V
• Ingangsspanning (limieten): 6-20V
• Digitale I/O-pinnen: 14 (waarvan 6 met PWM-uitgang)
• Analoge ingangspinnen: 6
• Gelijkstroom per I/O-pin: 40 mA
• Gelijkstroom voor 3.3V Pin: 50 mA
• Flash-geheugen: 32 KB waarvan 0,5 KB gebruikt door bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Kloksnelheid: 16 MHz

Arduino UNO-kaarten hebben een ingebouwde USB/seriële bridge-chip. Op deze specifieke variant is de bridge-chip de CH340G. Voor de CH340 USB/Serial-chips zijn er drivers beschikbaar voor veel besturingssystemen (UNIX, Mac OS X of Windows). Deze zijn te vinden via bovenstaande link.

Wanneer u de Arduino UNO voor het eerst in een USB-poort van uw computer steekt, gaat een rood aan/uit-lampje (LED) branden. Vrijwel onmiddellijk daarna begint een rode gebruikers-LED meestal snel te knipperen. Dit gebeurt omdat de processor vooraf is geladen met het BLINK-programma, dat we hieronder verder zullen bespreken.

Als je de Arduino IDE nog niet hebt geïnstalleerd, kun je deze downloaden van Arduino.cc en als je aanvullende inleidende informatie wilt voor het werken in het Arduino-ecosysteem, raden we je aan de instructies voor de HackerBoxes Starter Workshop te bekijken.

Sluit de UNO aan op uw computer met behulp van een MicroUSB-kabel. Start de Arduino IDE-software.

Selecteer in het IDE-menu "Arduino UNO" onder tools>board. Selecteer ook de juiste USB-poort in de IDE onder tools>port (waarschijnlijk een naam met "wchusb" erin).

Laad ten slotte een stukje voorbeeldcode op:

Bestand->Voorbeelden->Basis->Knipperen

Dit is eigenlijk de code die vooraf op de UNO was geladen en nu zou moeten lopen om de rode gebruikers-LED te laten knipperen. Programmeer de BLINK-code in de UNO door op de knop UPLOAD (het pijlpictogram) net boven de weergegeven code te klikken. Bekijk hieronder de code voor de status info: "compileren" en dan "uploaden". Uiteindelijk zou de IDE "Uploading Complete" moeten aangeven en zou uw LED opnieuw moeten gaan knipperen - mogelijk met een iets andere snelheid.

Zodra u de originele BLINK-code kunt downloaden en de wijziging in de LED-snelheid kunt verifiëren. Bekijk de code goed. Je kunt zien dat het programma de LED aanzet, 1000 milliseconden (één seconde) wacht, de LED uitschakelt, nog een seconde wacht en het dan allemaal opnieuw doet - voor altijd. Wijzig de code door beide "delay(1000)"-instructies te wijzigen in "delay(100)". Deze aanpassing zorgt ervoor dat de LED tien keer sneller knippert, toch?

Laad de gewijzigde code in de UNO en uw LED zou sneller moeten knipperen. Zo ja, gefeliciteerd! Je hebt zojuist je eerste stukje embedded code gehackt. Als uw snel knipperende versie eenmaal is geladen en actief is, waarom zou u dan niet kijken of u de code opnieuw kunt wijzigen zodat de LED twee keer snel knippert en dan een paar seconden wacht voordat u dit herhaalt? Probeer het eens! Wat dacht je van andere patronen? Als je er eenmaal in bent geslaagd om een gewenst resultaat te visualiseren, te coderen en te observeren om te werken zoals gepland, heb je een enorme stap gezet om een embedded programmeur en hardware-hacker te worden.

Stap 3: Technologie voor elektronische papierweergave

Dankzij elektronische papier-, ePaper-, elektronische inkt- of e-inkttechnologieën kunnen weergaveapparaten het uiterlijk van gewone inkt op papier nabootsen. Elektronische papieren displays zijn over het algemeen persistent in die zin dat het beeld zichtbaar blijft, zelfs zonder stroom of met het besturingscircuit verwijderd of uitgeschakeld. In tegenstelling tot conventionele platte beeldschermen met achtergrondverlichting die licht uitstralen, reflecteren elektronische papieren beeldschermen licht als papier. Dit kan ervoor zorgen dat ze comfortabeler zijn om te lezen en een bredere kijkhoek bieden dan de meeste lichtgevende schermen.

De contrastverhouding benadert de krant met nieuw ontwikkelde displays (sinds 2008) die nog iets beter zijn. Een ideaal ePaper-scherm kan in direct zonlicht worden gelezen zonder dat het beeld lijkt te vervagen.

Flexibel elektronisch papier maakt gebruik van buigzame plastic substraten en plastic elektronica voor de achterplaat van het beeldscherm. Er is een voortdurende concurrentie tussen fabrikanten om ondersteuning voor elektronisch papier in kleur te bieden.

(Wikipedia)

Stap 4: Veelkleurige EPaper-module

De MH-ET LIVE 1,54-inch ePaper-module kan zowel zwarte als rode inkt weergeven. De module wordt in het voorbeeld en de documentatie aangeduid als het zwart/wit/rood (b/w/r) 200x200 elektronische papieren display (EPD).

De weergavetechnologie is Microencapsulated Electrophoretic Display (MED), dat gebruik maakt van kleine bolletjes waar de geladen kleurpigmenten in de transparante olie zweven en in beeld komen afhankelijk van de toegepaste elektronische ladingen.

Het ePaper-scherm kan patronen weergeven door omgevingslicht te reflecteren, dus het werkt zonder achtergrondverlichting. Zelfs in fel zonlicht biedt het ePaper-scherm een hoge zichtbaarheid met een kijkhoek van 180 graden.

Gebruik van MH-ET-module met Arduino UNO:

1. Installeer Arduino IDE (indien nog niet geïnstalleerd)
2. Gebruik Bibliotheekbeheer (Extra->Bibliotheken beheren) om Adafruit GFX-bibliotheek te installeren
3. Gebruik Bibliotheekbeheer om GxEPD te installeren (NIET GxEPD2)
4. Open bestand->voorbeelden->GxEPD>GxEPD_Example
5. Maak een commentaar op de regel om GxGDEW0154Z04 op te nemen (1,54" z/w/r 200x200)
6. Draad UNO naar EPD: Bezet=7, DC=8, Reset=9, CS=10, DIN=11, CLK=13, GND=GND, VCC=5V
7. Zet EPD-schakelaars BEIDE op "L"
8. Download GxEPD_Example schets van IDE naar UNO zoals gewoonlijk

Een andere bibliotheek met democode (geleverd door de EPD-fabrikant) is hier te vinden. Merk op dat deze demo's (en enkele andere voorbeelden die online beschikbaar zijn) andere pintoewijzingen hebben dan die hierboven in het GxEPD-voorbeeld worden gebruikt. Het meest opvallende is dat pinnen 8 en 9 vaak worden omgekeerd.

Stap 5: Arduino UNO Prototyping Shield

Een Arduino UNO Prototyping Shield past net als elk ander schild direct op een Arduino UNO (of compatibel) bord. Het Arduino UNO Prototyping Shield heeft echter een "perf-board"-gebied voor algemene doeleinden in het midden waar u op uw eigen componenten kunt solderen om uw eigen aangepaste schild te bouwen. Soldeer eenvoudig de headers aan de buitenste rijen van het schild, zodat het direct bovenop de UNO kan worden aangesloten. De geplateerde gaten naast de headers verbinden met de header-signalen, zodat de lijnen van de UNO eenvoudig kunnen worden aangesloten op uw aangepaste circuits.

Stap 6: Zeven LED-setup op prototypeschild

Een Arduino Prototype Shield kan worden gebruikt om het geïllustreerde circuit te ondersteunen. Het circuit heeft I/O-pinnen 1-7 van de Arduino aangesloten op zeven LED's. Elke LED is in-line bedraad met zijn eigen stroombegrenzende weerstand, die in dit voorbeeld 560 Ohm weerstanden zijn.

Merk op dat de korte pin van elke LED moet worden gericht op de GND-pin van de Arduino. De weerstanden kunnen elk in beide richtingen worden georiënteerd. De 9V-beslaghouder kan worden aangesloten om het project "draagbaar" te maken, maar moet worden aangesloten op de Vin-pin (niet op 5V of 3,3V).

Zodra de circuit-LED's en weerstanden zijn aangesloten, experimenteert u met de knippervoorbeeldschets door het pinnummer te wijzigen in verschillende waarden tussen 1 en 7.

Probeer ten slotte de knight_rider.ino-schets die hier is bijgevoegd voor een flashback uit de jaren 80.

Stap 7: Persistentie van visie

Persistentie van het gezichtsvermogen [VIDEO] verwijst naar de optische illusie die optreedt wanneer de visuele waarneming van een object enige tijd niet ophoudt nadat de lichtstralen die eruit voortkomen het oog niet meer binnenkomen. De illusie wordt ook beschreven als "retinale persistentie", "persistentie van indrukken", of gewoon "persistentie". (wikipedia)

Probeer de POV.ino-schets die hier is opgenomen in de "Seven LED"-hardwareconfiguratie van de laatste stap. Experimenteer in de schets met verschillende berichttekst en timingparameters om verschillende effecten te krijgen.

Inspiratie: Arduino POV-project van Ahmad Saeed.

Fotocredit: Charles Marshall

Stap 8: USB 18650 batterij Power Bank

Stop gewoon een 18650 Lithium-Ion-cel in deze baby om je eigen oplaadbare "Power Bank" te maken voor gebruik met verschillende 5V- en 3V-projecten!

Je kunt deze gewone 18650 Lithium-Ion-cellen uit verschillende bronnen vinden, waaronder deze van Amazon.

Specificaties powerbankmodule:

• Ingang (opladen) Voeding: 5 tot 8V via micro-USB-poort tot 0,5A

• Uitgangsvermogen:

  • 5V via USB Type A-poort
  • 3 connectoren voor het leveren van 3V tot 1A
  • 3 connectoren voor het leveren van 5V tot 2A

• LED-statusindicator

  • Groen = batterij opgeladen
  • Rood = opladen)
• Batterijbescherming (overladen of overladen)
• LET OP: Er is geen beveiliging tegen omgekeerde polariteit!

Stap 9: Leef de HackLife

We hopen dat we deze maand genieten van het HackerBox-avontuur in elektronica en computertechnologie. Reik uit en deel uw succes in de reacties hieronder of op de HackerBoxes Facebook Group. Onthoud ook dat je [email protected] op elk moment kunt e-mailen als je een vraag hebt of hulp nodig hebt.

Wat is het volgende? Doe mee met de revolutie. Leef het HackLife. Ontvang elke maand een koelbox met hackbare uitrusting rechtstreeks in je mailbox. Surf naar HackerBoxes.com en meld u aan voor uw maandelijkse HackerBox-abonnement.