HackerBox 0025: Flair Ware - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Flair Ware - Deze maand bouwen HackerBox-hackers een verscheidenheid aan elektronische flair voor gebruik als wearables, demo's of zelfs kerstversieringen. Deze Instructable bevat informatie voor het werken met HackerBox #0025, die u hier kunt ophalen 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 0025:

• Stel een eenvoudige printplaat met knoopcelvoeding samen met zelfknipperende LED's
• Verken trapsgewijze analoge oscillatoren om een draagbare naambadge te implementeren
• Experimenteer met meerdere Digispark-apparaten voor miniatuur Arduino-projecten
• Verbind draagbare LilyPad-modules, inclusief NeoPixel full-color LED's
• Programmeer lege ATtiny85-microcontrollers met USBasp

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 0025: Inhoud van de doos

• HackerBoxes #0025 Verzamelbare referentiekaart
• LED Star draagbare kit
• Kleur-fietsen naambadge Kit
• BitHead ATtiny85 draagbare kit
• Insteekbaar Digispark DevBoard
• Extra ATtiny85 8DIP-microcontroller
• CJMCU LilyTiny Digispark-module
• Drie LilyPad NeoPixel-modules
• LilyPad-knoopcelmodule
• CR2032 lithium knoopcellen
• USBasp Atmel AVR USB-programmeur
• Groen Prototyping Bord 4x6cm
• Reversspeldruggen
• Krimpkous - 100-delige variëteit
• Blikken Projectdoos
• Exclusieve HackerBoxes-sticker
• Exclusieve HackerBoxes gebreide muts

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

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

Het belangrijkste is dat je een gevoel van avontuur, doe-het-zelf-geest en nieuwsgierigheid van hackers nodig hebt. Hardcore doe-het-zelf-elektronica is geen triviale bezigheid, en we verwateren het niet voor je. Het doel is vooruitgang, niet perfectie. Als je volhardt en geniet van het avontuur, kan er veel voldoening worden gehaald uit het leren van nieuwe technologie en hopelijk het werkend krijgen van een aantal projecten. We raden aan om elke stap langzaam te doen, op de details te letten en nooit te aarzelen om hulp te vragen.

VEELGESTELDE VRAGEN: We hebben echt een grote gunst nodig van de HackerBox-leden die er zijn. Neem een paar minuten de tijd om de veelgestelde vragen op de HackerBoxes-website te lezen voordat u contact opneemt met de ondersteuning. Hoewel we natuurlijk alle leden zoveel als nodig willen helpen, bevatten de meeste van onze ondersteuningsmails eenvoudige administratieve problemen die heel duidelijk worden behandeld in de veelgestelde vragen. Dank u voor uw begrip!

Stap 2: Druk jezelf uit met wearables

We moeten praten over je flair. Draagbare elektronica kan een flitsende manier zijn om meer te weten te komen over miniaturisatie, stroomreductie en esthetische PCB-lay-out. Je kunt jezelf echt uiten met projecten als deze. Draag ze, versier je werkruimte of gebruik ze zelfs als kerstversiering. Wees creatief en deel je eigen draagbare winterwonderland met de wereld!

Stap 3: LED Star Wearable

Laten we beginnen met een voorbeeld dat vrij elegant is in zijn eenvoud. Dit ontwerp is voorzien van vijf zelfknipperende LED's van 5 mm. Omdat deze LED's zelfknipperend zijn, is er geen externe besturingsschakeling nodig. De enige andere onderdelen zijn een CR2032-knoopcelclip en een aan/uit-schakelaar.

Montage: Oriënteer de knoopcelclip en de vijf LED's volgens de markeringen op de zeefdruk van de printplaat. Merk op dat elke LED een "platte kant" heeft die op het bord wordt weergegeven. Voordat u de batterijclip plaatst, moet u alle drie de pads volledig met soldeer vertinnen. Hoewel er niets aan het middenkussen wordt gesoldeerd, helpt wat vertinnen om het kussen een beetje op te bouwen om een goed contact met het negatieve oppervlak van de knoopcel te garanderen. Bedien de schakelaar na het solderen meerdere keren om vuil of oxidatie uit de contacten te verwijderen.

Stap 4: Kleur-cycling naambadge Kit

Deze miniatuur naambadge heeft achttien LED's met kleurcyclus die volledig wordt bestuurd door analoge oscillatoren. Dit analoge ontwerp herinnert ons eraan dat microcontrollers, hoeveel we er ook van houden, niet altijd nodig zijn om interessante resultaten te verkrijgen. De voltooide printplaat kan worden gedragen als een blinkende naambadge.

Kit Inhoud:

• Aangepaste paarse printplaat
• Twee CR2032 knoopcelclips
• Zes RODE 3 mm LED's
• Zes oranje 3 mm LED's
• Zes gele 3 mm LED's
• Drie 9014 NPN-transistoren
• Drie 47uF-condensatoren (merk op dat er ook één 10uF-condensator is)
• Drie 1K ohm weerstanden (bruin-zwart-rood)
• Drie 10K ohm weerstanden (bruin-zwart-oranje)
• Schuifschakelaar
• JST-PH Contactdoos met Pigtail
• Sticker met drie verwisselbare bordjes

Stap 5: Theorie van de werking van het naambadge

Het ontwerp heeft drie trapsgewijze oscillatoren om de LED-kleurcyclus te regelen. Elk van de 10K-weerstanden en 47uF-condensatoren vormt een RC-oscillator die periodiek de bijbehorende transistor aanzet. De drie RC-oscillatoren zijn gecascadeerd in een ketting om ze uit fase te houden, waardoor het knipperen willekeurig rond het bord lijkt. Wanneer de transistor "aan" is, gaat de stroom door de bank van 6 LED's en hun 1K stroombegrenzende weerstand waardoor die bank van 6 LED's gaat knipperen.

Hier is een mooie uitleg van het basisconcept met behulp van een enkele trap (een oscillator en een transistor).

Stap 6: Montage naambadgeset

Gebruik het schema en het diagram voor het plaatsen van de printplaat bij het samenstellen van de naambadgekit.

Er zijn twee verschillende waarden van weerstanden. Ze zijn niet uitwisselbaar. Om ze recht te houden, noteert u de waarden op het schema en de onderdeelnummers op het plaatsingsschema. Weerstanden zijn niet gepolariseerd. Ze kunnen in beide richtingen worden ingevoegd.

Merk op dat er drie "banken" van LED's D1-D6, D7-D12 en D13-D18 zijn. Elke bank moet allemaal één kleur hebben om de huidige belasting in evenwicht te brengen en ook voor een mooi visueel effect. Leds D1-D6 kunnen bijvoorbeeld allemaal rood zijn, D7-D12 allemaal oranje en D13-D18 allemaal geel.

De condensatoren zijn gepolariseerd. Let op de "+"-markering op het plaatsingsdiagram en de "-"-markering op de condensator zelf. Deze geven duidelijk tegenovergestelde pinnen aan.

De LED's zijn ook gepolariseerd. Let op de "+" markering op het plaatsingsschema. De lange pin van de LED moet in dat "+" gat zitten. De "platte kant" van de LED moet aangrenzend zijn aan het ANDERE gat.

Vertin alle drie de pads voor elk van de knoopcelclips volledig met soldeer. Hoewel er niets aan de middelste pads wordt gesoldeerd, helpt vertinnen om de pad op te bouwen om een goed contact met de respectieve knoopcel te garanderen.

Bedien de schakelaar na het solderen meerdere keren om vuil of oxidatie uit de contacten te verwijderen.

Een van de stickers kan in het midden van de ingevulde naambadge worden aangebracht.

Speldruggen of magneten kunnen op de achterkant van de naambadge worden gelijmd.

Zorg ervoor dat u de twee knoopcelclips niet kortsluit terwijl de naambadge wordt gedragen.

Stap 7: Digipark

Digispark is een open source-project dat oorspronkelijk werd gefinancierd via Kickstarter. Het is een superminiatuur op ATtiny gebaseerd Arduino-compatibel bord dat de Atmel ATtiny85 gebruikt. De ATtiny85 is een 8-pins microcontroller die nauw verwant is aan de typische Arduino-chip, de ATMega328P. De ATtiny85 heeft ongeveer een kwart van het geheugen en slechts zes I/O-pinnen. Het kan echter worden geprogrammeerd vanuit de Arduino IDE en het kan nog steeds zonder problemen Arduino-code uitvoeren.

Omdat het een open source ontwerp is, zijn er veel variaties op het Digispark. Enkele van de meest voorkomende worden hier weergegeven. Met een paar hiervan gaan we aan de slag.

Herziening van het schema zou onmiddellijk de vraag moeten oproepen: "Waar is de USB-chip?"

Micronucleus is het stukje magie waarmee het Digispark-ontwerp kan werken zonder een USB-interfacechip. Micronucleus is een bootloader ontworpen voor AVR ATtiny-microcontrollers met een minimale USB-interface, een cross-platform libusb-gebaseerde programma-uploadtool en een sterke nadruk op de compactheid van de bootloader. Het is verreweg de kleinste USB-bootloader voor de AVR ATtiny.

LIBUSB-STUURPROGRAMMA

libusb is een C-bibliotheek die generieke toegang biedt tot USB-apparaten. Het is bedoeld om door ontwikkelaars te worden gebruikt om de productie van toepassingen te vergemakkelijken die communiceren met USB-hardware. De functionaliteit van libusb zou automatisch beschikbaar moeten zijn op Linux en OSX. Een stuurprogramma, zoals zadig, is mogelijk vereist voor Windows-machines.

Stap 8: Digispark als USB Rubber Ducky

De USB Rubber Ducky is een favoriete hackertool. Het is een toetsaanslaginjectie-apparaat vermomd als een generieke flashdrive. Computers herkennen het als een gewoon toetsenbord en accepteren automatisch de voorgeprogrammeerde toetsaanslagen met meer dan 1000 woorden per minuut. Volg de link om alles te weten te komen over Rubber Duckies van Hak5 waar je ook de real deal kunt kopen. In de tussentijd laat deze video-tutorial zien hoe je een Digispark als een Rubber Ducky kunt gebruiken. Een andere video-tutorial laat zien hoe je Rubber Ducky-scripts kunt converteren om op het Digispark te draaien.

Stap 9: CJMCU LilyTiny en NeoPixels

De CJMCU LilyTiny gebruikt hetzelfde hardware-ontwerp en dezelfde bootloader als de Digispark. De LilyTiny is echter gebouwd op een paarse, schijfvormige PCB die doet denken aan de LilyPad-borden. Lees hier meer over LilyPad-wearables.

FLITS-LED KNIPPERT

Onze eerste stap zal zijn om de LilyTiny te laten knipperen met het LED-knippervoorbeeld om er zeker van te zijn dat ons gereedschap in orde is.

Als je de Arduino IDE niet hebt geïnstalleerd, doe dat dan eerst.

Volg de instructies hier om digistump-ondersteuning in de Arduino IDE te laden.

Laad de voorbeeldcode "Start":

Bestand->Voorbeelden->Digispark_Voorbeelden->Start

Druk op de uploadknop. De IDE zal u instrueren om uw doelbord in te pluggen. Zodra u dit doet, scant de Digispark-programmeur de USB-poorten ervoor en programmeert de ATtiny85.

Nadat het uploaden is voltooid, moet de LED knipperen.

Als test kunt u BEIDE "delay(1000)"-instructies wijzigen in "delay(100)" en reflash.

Nu zou de LED tien keer sneller moeten knipperen (vertraging gewijzigd van 1000 naar 100).

LILYPAD NEOPIXEL-MODULES

Sluit de drie NeoPixel-modules aan zoals hier getoond.

Laad de strandtest demo code in de IDE:

Bestand->Voorbeelden->(voor Digispark)->NeoPixel->strandtest

In de code: Wijzig parameter 1 (aantal pixels in strip) in 3 Wijzig parameter 2 (Arduino-pinnummer) in 3

Upload en geniet van de lichtshow - allemaal zonder USB-chips!

Stap 10: USBasp - Atmel AVR USB-programmeur

Wanneer u een onbewerkte ATtiny85-chip (zoals de twee 8-pins DIP-chips in deze doos) van Mouser of DigiKey koopt, is deze volledig blanco. De chips hebben geen micronucleus of een andere bootloader erop. Ze zullen moeten worden geprogrammeerd. Bijvoorbeeld met behulp van een ISP (in-circuit programmer).

USBasp is een USB in-circuit programmer voor Atmel AVR-controllers. Het bestaat simpelweg uit een ATMega88 of een ATMega8 en een paar passieve componenten. De programmer gebruikt alleen een firmware-USB-stuurprogramma, er is geen speciale USB-controller nodig.

Steek de ATtiny85 in het Plugable Development Board (let op de pin één indicator) en sluit het board aan op de USBasp zoals hier getoond.

Voeg ATtiny-ondersteuning toe aan uw Arduino IDE (zie details op High-LowTech):

Voeg onder voorkeuren een item toe aan de lijst met boardmanager-URL's voor:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

Voeg onder Tools->Boards->Board Managers het boardmanagerpakket van ATtiny door David A. Mellis toe.

Dit zal ATtiny-borden toevoegen aan de bordlijst, waar je nu kunt selecteren …

Bord: ATtiny25/45/85Processor: ATtiny85Klok: Intern 1 MHz

[BELANGRIJKE OPMERKING: Stel de klok nooit in op een externe klok, tenzij de chip daadwerkelijk een externe klokbron heeft.]

Laad het codevoorbeeld voor "blink"

Verander LED_BUILTIN in 1 op drie plaatsen in die schets en upload het naar de ATtiny85 met behulp van USBasp.

De Pluggable DevBoard-LED zou nu moeten knipperen, net zoals de LilyTiny-LED uit de doos deed.

Voetnoot - Het pluggable DevBoard gebruiken als een Digispark:

Technisch gezien gebruiken we het Pluggable DevBoard hier als een uitbraak voor het aansluiten van de USBasp, niet als een Digispark. Om het als een Digispark te gebruiken, moet de microcontroller worden geprogrammeerd met de micronucleus-bootload die hier kan worden gedownload.

Stap 11: BitHead ATtiny85 draagbare kit

BitHead is de supersexy mascotteschedel van HackerBox. Deze maand komt hij in PCB-vorm klaar om een ATtiny85 micro, een piëzo-zoemer en een paar NeoPixel-oogbollen te rocken.

Kit Inhoud:

• Aangepaste zwarte BitHead-printplaat
• Twee CR2032 knoopcelclips
• 8-pins DIP-aansluiting
• 8pin DIP ATtiny85 geïntegreerde schakeling
• Passieve piëzo-zoemer
• Twee 8 mm ronde NeoPixel LED's
• 10uf condensator
• Schuifschakelaar
• JST-PH Contactdoos met Pigtail

Stap 12: BitHead draagbare montage

Omdat de printplaat-zeefdruk wordt gebruikt voor artwork, zijn de typische zeefdrukindicatoren niet aanwezig op de printplaat. In plaats daarvan worden ze hier weergegeven als een montageschema. Richt de zoemer, condensator, DIP8-aansluiting en beide NeoPixels zorgvuldig volgens de markeringen op dit montageschema. De draden op de NeoPixels hebben een brede punt een paar millimeter lager dan de plastic koepel. Deze zijn moeilijk door de gaten van de printplaat te komen, dus het kan helpen om de kabels er vlak boven af te knippen voordat ze worden ingebracht. Zorg ervoor dat u genoeg van de draden overhoudt om door de PCB te steken om te kunnen solderen.

Vergeet niet om alle drie de pads voor de knoopcelclips volledig met soldeer te vertinnen. Hoewel er niets aan de middelste pads wordt gesoldeerd, helpt het vertinnen ervan om de pad op te bouwen om een goed contact te garanderen.

Stap 13: BitHead draagbare programmering

De bijgevoegde schets "WearableSkull.ino" demonstreert het besturen van de zoemer en LED's van BitHead vanaf een ATtiny85.

Gebruik het Pluggable DevBoard om de schets in de ATtiny85 te programmeren.

Om de NeoPixel-bibliotheek te gebruiken, moeten we de interne kloksnelheid verhogen van 1 MHz naar 8 MHz onder Tools->Clock. Telkens wanneer u de kloksnelheid wijzigt, moet u een "Burn Bootloader" -bewerking uitvoeren onder tools, dus doe dat nu ook.

Upload het BitHead-demoprogramma naar de ATtiny85, haal de chip er voorzichtig uit met een kleine platte schroevendraaier, steek de chip (oriëntatie van de geest) in BitHead, draai de schakelaar om en als alles goed is… HET IS LEVEND!

Je kunt spelen met de lichtjes en geluiden. Kijk hoe lang het duurt om ziek te worden van de "branden en leren"-cyclus van het in- en uitklappen van de chip. Welkom terug in de jaren 80.

Stap 14: BitHead PCB mini-badge

Deze alternatieve toepassing van de BitHead-mascotte-PCB vereist twee 5 mm zelfknipperende LED's voor oogbollen in plaats van twee NeoPixels. Omdat de LED's zelfknipperend zijn, is er geen besturingsschakeling nodig.

DE LED's VOORBEREIDEN

De draden op de twee LED's hebben een brede punt een paar millimeter naar beneden van de plastic koepel. Deze zijn moeilijk om door de PCB-gaten te komen. Knip de draden af net boven de brede punten zoals weergegeven in de afbeelding. Zorg ervoor dat u genoeg van de draden overlaat om net door de PCB te steken om te solderen.

ACHTERKANT VAN PCB

De zelfknipperende LED's hebben slechts één van de twee batterijclips nodig. Sluit de bovenste batterijpads kort zoals weergegeven in de afbeelding. Gebruik een van de draden die van de LED's zijn afgesneden als een kortsluitdraad.

Vertin alle drie de pads voor de onderste knoopcelclip met soldeer. Ook al wordt er niets aan de middelste pad gesoldeerd, vertinnen helpt om de pad op te bouwen om een goed contact met de knoopcel te garanderen.

Richt de knoopcelclip zoals weergegeven op de zeefdruk en soldeer de twee lipjes op hun plaats.

VOORKANT VAN PCB

Oriënteer de getrimde LED's zorgvuldig volgens de "flat spot"-markeringen op de afbeelding. De draden gaan in de middelste twee gaten, waardoor de twee buitenste gaten ongebruikt blijven. Knijp de draden een beetje samen zodat ze overeenkomen met de afstand tussen de gaten en schud de LED voorzichtig op zijn plaats.

Met de LED's en de schakelaar vanaf de voorkant van de printplaat. Soldeer hun leads aan de achterkant van de PCB.

AFWERKING

Verzonken gesoldeerde draden vanaf de achterkant van de printplaat.

Plaats de knoopcel.

Bedien de schakelaar meerdere keren om vuil of oxidatie uit de contacten te verwijderen.

OPTIONELE BEHANDELING

Omdat de bovenste knoopcelclip niet wordt gebruikt, is er ruimte om een gat te boren om een kogelketting of lanyard aan te bevestigen.

Stap 15: Hack de planeet

Als je van deze Instrucable hebt genoten en elke maand een doos met elektronica- en computertechnologieprojecten als deze rechtstreeks in je mailbox wilt hebben, sluit je dan bij ons aan door HIER INSCHRIJVEN.

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. Laat uw suggesties en feedback maar komen. HackerBoxen zijn JOUW dozen. Laten we er iets geweldigs van maken!