HackerBox 0036: JumboTron - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Deze maand verkennen HackerBox-hackers jumbo LED-matrixschermen, ESP32-computers met één chip en joystickspelbesturing. Deze Instructable bevat informatie om aan de slag te gaan met HackerBox #0036, die hier kan worden gekocht zolang de voorraad strekt. Als u ook maandelijks zo'n HackerBox in uw mailbox wilt ontvangen, schrijf u dan in op HackerBoxes.com en doe mee aan de revolutie!

Onderwerpen en leerdoelen voor HackerBox 0036:

• Configureer de Arduino IDE om de ESP32. te programmeren
• Interface joystick en drukknopbedieningsingangen
• Bedrading van gegevens en stroom naar JumboTron LED-panelen
• Programmeer verschillende toepassingen waarbij gebruik wordt gemaakt van matrixweergaven

HackerBoxes is de maandelijkse abonnementsservice voor doe-het-zelf-elektronica en computertechnologie. Wij zijn hobbyisten, makers en experimenteerders. Wij zijn de dromers van dromen. HACK DE PLANEET!

Stap 1: HackerBox 0036: Inhoud van de doos

• P3 RGB LED-matrix met 64x32 pixels
• ESP32-ontwikkelingsbord
• Spelbesturingsbord met joystick
• Voedingsharnas voor LED-matrix
• DuPont Truien Vrouw-Vrouw 20cm
• Exclusieve HackerBoxes Glider Koozie
• Exclusieve Atari retro fanart sticker

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

• 5V DC voeding (2-4 Ampère)
• 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. We vinden het allemaal leuk om nieuwe technologie te leren en hopelijk een aantal coole projecten te bouwen. 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.

De Glider is een patroon dat over de hele linie reist in Conway's Game of Life. Het is losjes aangenomen als een embleem om de hackercultuur te vertegenwoordigen sinds de Game of Life cellulaire automaat een beroep doet op hackers en het concept van de zweefvliegtuig werd geboren op bijna hetzelfde moment als het internet en Unix. Kun jij Conway's Game of Life programmeren op de 64x32 LED Matrix?

Stap 2: ESP32 en Arduino IDE

De ESP32 is een computer met één chip. Het is sterk geïntegreerd met 2,4 GHz wifi en Bluetooth. De ESP32 integreert de antenneschakelaar, RF-balun, eindversterker, geluidsarme ontvangstversterker, filters en energiebeheermodules. Als zodanig neemt de hele oplossing een minimaal printplaatgebied (PCB) in beslag.

Er zijn een paar soorten ESP32-ontwikkelborden. Degene die hier wordt gebruikt, is een variatie op de "DOIT ESP32 DevKit". De meeste I/O-pinnen lopen aan beide zijden naar de pin-headers voor eenvoudige interfacing. Een USB-interfacechip en spanningsregelaar zijn in de module geïntegreerd. De ESP32 wordt ondersteund binnen het Arduino-ecosysteem en IDE, wat een zeer snelle en gemakkelijke manier is om met de ESP32 te werken.

De Arduino ESP32 github-repository bevat installatie-instructies voor Linux, OSX en Windows. Klik op die link en volg de instructies die overeenkomen met het besturingssysteem op uw computer.

HET ONTWIKKELINGSBORD PROGRAMMEREN

Om te testen of de IDE correct is geconfigureerd voordat u verder gaat, laadt u het BLINK-voorbeeld om de ingebouwde LED te laten knipperen. Wijzig de vertragingswaarden om verschillende knipperfrequenties te proberen en zorg ervoor dat de code effectief opnieuw wordt geladen op het ESP32-bord.

Houd bij het programmeren van de ESP32 de "BOOT" -knop in het ESP32-ontwikkelbord ingedrukt voordat u op de uploadknop op de Arduino IDE drukt. Zodra het bericht "Connecting _ _ _ …" op de Arduino IDE verschijnt, kunt u de "BOOT"-knop loslaten en het programmeren zou moeten beginnen.

Stap 3: Spelbesturingsbord met joystick

Deze gamecontroller "breakout board" bevat een analoge joystickbediening en vier knoppen. Zijn grootte en vorm zijn zeer geschikt voor gebruik in de hand.

De analoge positieregeling is gebaseerd op twee potentiometers (een voor x en een voor y) die zijn aangesloten in de standaard "spanningsdeler"-configuratie. Dienovereenkomstig moeten OUTX en OUTY worden gelezen als analoge waarden en op de juiste manier worden geschaald zoals weergegeven in de democode. OUTZ en de vier knoppen zijn eenvoudige digitale aan/uit-schakelaars die normaal open en kort naar GND zweven wanneer ze worden geactiveerd.

Het bord kan worden aangesloten op de ESP32 met behulp van DuPont Jumpers op de volgende pinnen:

ESP32-gamecontroller

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 KEY1 32 KEY2 33 KEY3 25 KEY4

Er is niets bijzonders aan deze pintoewijzingen, maar ze zijn degene die worden gebruikt in de democode. Aangezien bepaalde IO-pinnen op de ESP32 alleen worden uitgevoerd, wilt u het misschien eenvoudig houden en dezelfde waarden gebruiken.

Stap 4: 64x32 RGB LED Matrix P3-paneel

Met 2048 full-color RGB-LED's is deze matrix als uw eigen persoonlijke "mini" jumbotron-display. Deze panelen zijn eigenlijk van hetzelfde type dat wordt gebruikt in jumbo LED-displays, zoals u waarschijnlijk kunt zien aan de industriële sterkte-kabelboom. De LED's zijn geplaatst op een raster van 3 mm (vandaar de P3-aanduiding). Ze worden aangedreven met een scansnelheid van 1:16.

We zullen de PxMatrix-bibliotheek gebruiken voor de Arduino IDE. Ga je gang en installeer die bibliotheek nu. Er is ook een heleboel details over de werkingstheorie op die link als je geïnteresseerd bent om dat te bekijken.

Er zijn drie connectoren aan de achterkant van het LED-matrixpaneel. Deze omvatten twee 16-pins dubbele headers (aangeduid met IN en OUT) en ook een kleine powerheader. Er zijn drie verschillende sets draden om deze op aan te sluiten, zoals hieronder beschreven.

FINE Jumpers van DATA IN naar DATA OUT

IN UIT

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NEGEN Jumpers van de ESP32 naar DATA IN

ESP IN

13 R1 22 LAT 19 A 23 B 18 C 5 D 2 OE 14 CLK GND GND

Kracht harnas

De meegeleverde stroomkabel moet worden aangesloten op een 5VDC-voeding. Als u van plan bent om alle LED's op volle sterkte te laten branden, zal het paneel tot ongeveer 4A verbruiken. Als je een behoorlijke "bankvoorraad" hebt, zou dat moeten gelden om 4A te leveren. Voor een typische gemiddelde werking kan 2A voldoende zijn. We hebben bijvoorbeeld een 2,5A USB-powerbank (batterijpakket) getest, die prima werkte. We hebben een USB-connector gesoldeerd in plaats van de schroefschoenen op de stroomkabelboom, zodat deze op de USB-powerbank kan worden aangesloten.

Er zijn twee vier-pins headers op de stroomkabelboom. Deze zijn voor het voeden van twee panelen. Een van de headers kan worden verwijderd als u dingen wilt opruimen, zorg er wel voor dat u de afgeknipte draadeinden (met tape of buizen) omwikkelt om kortsluiting van de voeding te voorkomen.

Gemeenschappelijke voeding naar LED-paneel en ESP32

Knip een uiteinde af van een DuPont-jumper. Strip en vertin de draad om deze aan te sluiten op een rode lijn van het harnas. Een gemakkelijke optie is om een van de lijnen te gebruiken waar we de extra vierpins powerheader hebben verwijderd. Nogmaals, zorg ervoor dat u de stroomverbindingen omwikkelt om kortsluiting te voorkomen. Nadat de ESP32 is geprogrammeerd en de USB-kabel is verwijderd, kan de vrouwelijke DuPont-stekker aan het andere uiteinde van de gesplitste draad op de VIN-pin (niet de 3V3-pin) van het ESP32-bord worden geplaatst. Dit levert stroom aan het ESP32-bord en en de LED-matrix van dezelfde 5V-voeding, waardoor een strakke en draagbare configuratie wordt gemaakt voor gebruik op batterijvoeding.

Stap 5: Matrix Demo Prog

Programmeer de bijgevoegde schets jumbotrondemo.ino in de ESP32.

Zorg ervoor dat de PxMatrix-bibliotheek is geïnstalleerd.

De vier modi van het demoprogramma worden geselecteerd met K1 - K4. De code zou vrij duidelijk moeten zijn om uit te breiden naar uw eigen projecten.

Stap 6: 1 2 3 GO

Wat ga je maken met je 64x32 kleurenscherm en gamecontroller? Begin te brainstormen met wat inspiratie uit andere voorbeeldprojecten…

• Morphing Digital Clock-project
• Adafruit Matrix Display-bronnen
• Instructable met LED Matrix Projects
• Android BLE-besturing toevoegen
• Wat dacht je van een leuk spelletje Tetris?
• CHIP-8 Games (oorspronkelijk voor 64x32 schermen)
• Bibliotheek voor gebruik met de ESP32 IDF (niet Arduino)
• Tien geweldige doe-het-zelf elektronische spellen van WIRED

Stuur een link naar uw project zodat we het kunnen delen met de anderen hieronder:

• Natuurkundespeelgoed van JeffG
• Snake Game van Collene
• Go Fast Turn Left Game van ppervink
• Cryptocurrency-ticker van ananseMugen
• Aftelklok voor Kerstmis van rznazn

Stap 7: HACK DE PLANEET

Als je deze Instructable leuk vond en elke maand een coole doos met hackbare elektronica- en computertechnologieprojecten in je mailbox wilt hebben, neem dan deel aan de revolutie door naar HackerBoxes.com te surfen en je te abonneren om onze maandelijkse verrassingsbox te ontvangen.

Reik uit en deel uw succes in de opmerkingen hieronder of op de HackerBoxes Facebook-pagina. Laat het ons zeker weten als je vragen hebt of ergens hulp bij nodig hebt. Bedankt dat je deel uitmaakt van HackerBoxes!