Kleur veranderende lichten en Bluetooth-beveiligingsdemo - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In deze Instructable zal ik uitleggen hoe je een van kleur veranderend lichtscherm kunt maken dat op afstand wordt bediend via Bluetooth met behulp van een Android (Samsung, Google, enz.) Of Apple-smartphone of -tablet. Dit is een goedkoop project, geweldig voor jongeren, en de heldere kleurrijke displays trekken echt de aandacht.

Belangrijker is echter dat het project de bouwer zal helpen de zwakke punten in de beveiliging van Bluetooth te begrijpen en een basis zal vormen voor andere Bluetooth-projecten.

Deze populaire draadloze transmissiemethode is gebruikelijk voor "Personal Area Networks". Deze netwerken van computerapparatuur krijgen deze naam omdat ze vaak erg persoonlijk en dichtbij zijn; waaronder smartphones, tablets, wearables (polshorloges en gezondheidsapparaten), multimedia (smart TV's en Home Theater), automotive (handsfree en muziekstreaming) en toegangscontrole (deursloten en alarmsystemen).

Stap 1: Deze Instructable is op kwaliteit getest

Tien middelbare scholieren van de "Mechatronica" -klas van instructeur Paul Lathrop hebben deze instructable grondig getest op kwaliteit en gebruiksgemak. Dit werd gedaan tijdens een excursie naar een nabijgelegen universiteit, waar studenten ongeveer twee uur hadden om de constructie, het testen en het schrijven te voltooien.

"Mechatronica" is de combinatie van elektronica en mechanische apparaten die worden aangestuurd door elektronica. Dit onderwerp van studie wordt meestal geassocieerd met productie en robotica, maar omvat ook draadloze communicatie, aangezien het de basis vormt van het Internet of Things (IoT). Meer van toepassing op deze studenten is de studie van het IIoT, of het Industrial Internet of Things.

Stap 2: Onderdelenlijst

In deze afbeelding kun je een mini-gereedschapskist zien die is gemaakt voor elk paar studenten dat het project bouwt, en het is zeker een goed idee om een opslagplan te hebben voor deze delicate elektronische componenten.

Hoewel je zeker alle benodigdheden in je "schaar en plakband" -lade in de keuken kunt bewaren, zullen de onderdelen gemakkelijker te vinden zijn en langer meegaan als je een goedkope gepartitioneerde doos van Walmart of Amazon koopt.

De rest van de onderdelen zijn van de Italiaanse website https://Adafru.it en zijn allemaal heel redelijk geprijsd. De website is gemakkelijk te doorzoeken, dus ik zal geen deeplinks verstrekken (aangezien deze na verloop van tijd kapot gaan). Deze componenten omvatten:

Circuit Speeltuin (Klassiek)

Flora Bluetooth LE-module

USB naar USB mini kabel (voor de Circuit Playground)

5 sets krokodillen-naar-krokodillenkabels (om de Bluetooth-module aan te sluiten)

Optioneel: AA x 6 batterijhouder en 6 AA-batterijen.

Optioneel: twee alligator-naar-krokodillenkabels om mobiele stroom aan te sluiten.

Stap 3: De software op uw pc installeren

De volgende instructies beschrijven de stappen voor de gebruikte omgeving (Windows 10, momenteel beschikbare softwareversies), maar u kunt recentere versies gebruiken naarmate de zaken vordert. De software-installatie is zoals deze grotendeels wordt beschreven in de Adafru.it "Learn"-pagina getiteld "Circuit Playground en Bluetooth Low Energy".

1 - Installeer de Integrated Development Environment (IDE) Hier gebruikten we arduino-1.8.4-windows, beschikbaar om te downloaden van de bovengenoemde website, evenals van Arduino.

2 - Installeer de Circuit Playground-stuurprogramma's Hier gebruikten we adafruit_drivers_2.0.0.0 van de bovengenoemde website.

3 - Open de IDE

De IDE heet "Arduino" en voeg onder Bestand -> Voorkeuren de volgende "Additional Board Manager URL" in

4 - Zeg OK en sluit en open vervolgens de IDE

5 - Verbind het Circuit Playground-apparaat met de Micro USB

• Zorg ervoor dat het opstart en het standaardprogramma "Circuit Playground Firmata" uitvoert

• Regenboog opeenvolging van lichten

• schakelaar in de buurt van de batterijaansluiting keert de volgorde om

• een van de knoppen speelt een noot voor elke kleur

6 - Pak de Circuit Playground-bibliotheek uit

Pak de Circuit Playground-bibliotheek uit in de map Documenten -> Arduino -> bibliotheken "Adafruit_CircuitPlayground-master"

Eenmaal uitgepakt, verwijder het achtervoegsel "-master" uit de mapnaam

7 - Pak de BlueFruitLE-bibliotheek uit

Pak de BlueFruitLE-bibliotheek uit in de map Documenten -> Arduino -> bibliotheken "Adafruit_BluefruitLE_nRF51-master"

Eenmaal uitgepakt, verwijder het achtervoegsel "-master" uit de mapnaam

8 - Stop en herstart de IDE, en laad het Circuit Playground Board Type

• Tools -> Boards -> Board Manager

• Zoek op type "Bijgedragen" en trefwoorden "Adafruit AVR"

• Installeer de "Adafruit AVR Boards" (laatste versie)

• stop en herstart de IDE

9 - Test de Circuit Playground met een demoprogramma

Maak verbinding met de Circuit Playground aangesloten via USB

• Tools -> Boards -> Circuit Playground

• Extra -> Poorten -> Passende COM-poort

• Download een demoprogramma

• Bestanden -> Voorbeelden -> Adafruit Circuit PLayground -> demo

• Compileren en uploaden (kan de "naar rechts wijzende pijl"-knop gebruiken om alles te doen)

10 - Test het demoprogramma en je bent klaar!

• Zie dat de Circuit Playground in regenboogvolgorde knippert

• Schakelaar zorgt ervoor dat noten worden gespeeld (zet het a.u.b. weer uit)

• Rode download-LED knippert de timingsnelheid Communiceer met de Circuit Playground via tekstinterface

• Klik op de knop "Serial Monitor" in de IDE

• Lijkt op een vergrootglas in de rechterbovenhoek van het demoprogrammavenster

• Misschien wilt u automatisch scrollen uitschakelen om er beter uit te zien

Stap 4: Verbind de Bluetooth-module

Sluit de BlueFruitLE-module aan op de Circuit Playground-module

De foto's hierboven tonen de volledige aansluiting (batterijen zijn optioneel en kunnen later worden toegevoegd). De specifieke stappen zijn als volgt:

Ontkoppelen van USB

• Sluit als volgt aan [zie ook afbeeldingen]

o Circuit Playground 3.3V naar Flora Bluefruit LE 3.3V (rode draad).

o Circuit Speeltuin GND naar Flora Bluefruit GND (zwarte draad).

o Circuit Playground serieel TX naar Flora Bluefruit serieel RX (gele draad). Controleer nogmaals of u TX met RX verbindt en niet TX met TX!

o Circuit Playground serieel RX naar Flora Bluefruit serieel TX (groene draad). Controleer nogmaals of u RX met TX verbindt en niet RX met RX!

o Circuit Speeltuin #12 naar Flora Bluefruit MODE (witte draad). Je kunt eigenlijk elk van de andere genummerde pinnen op Circuit Playground gebruiken voor deze modusschakelaarverbinding, maar je moet de voorbeelden aanpassen om het pinnummer te gebruiken. Voor de eenvoud blijf je bij pin 12, zodat je de code niet hoeft te wijzigen.

Opnieuw verbinding maken met USB

Zowel Circuit Playground als BLueFruitLE moeten worden ingeschakeld (laatste heeft rood knipperend licht)

Stap 5: Download de software om de verlichting te bedienen

De ene software download je naar je smartphone of tablet (de BlueFruit-app) en de andere software download je naar het apparaat dat je hebt gemaakt (de CPlay_NeoPixel_Picker).

1 - BlueFruit-app downloaden

• Download BlueFruit-app op smartphone die BlueToothLE-communicatie ondersteunt (bijv. iPhone, iPad, Samsung)

• Hier is een afbeelding van de app en het zoekwoord waarmee deze is gevonden in de Apple App Store. het is vergelijkbaar in de Google Store en elders.

2 - Laad Neo-Pixel-software op Circuit Playground

• Bestand -> Voorbeelden -> Adafruit Bluefruit LE nRF51 -> cplay_neopixel_picker

• Uploaden naar uw apparaat

Stap 6: Bedien de lichten met uw smartphone-app

Gebruik smartphone om verbinding te maken

· Update na het aansluiten de firmware indien gevraagd (kies de nieuwste versie)

· OPMERKING: dit communiceert rechtstreeks met de Bluefruit LE

· Kan een rare naam hebben de eerste keer dat ik opnieuw verbinding maak

· Gebruik "Controller" na verbinding (niet NeoPixels)

· Speel met Color Picker (schaduw en helderheid) en Control Pad (aantal lampjes dat brandt)

OPTIONEEL: Sluit batterijvoeding aan in plaats van USB-voeding (van de pc) om uw apparaat onderweg mee te nemen!

Stap 7: Bluetooth-beveiliging

De studenten hadden plezier met het proberen te hacken en gehackt te worden. Met een doos vol Bluetooth-connectiviteit kunnen veel grappen worden gemaakt, maar het kan natuurlijk ook in handen komen van kwaadwillende gebruikers.

Probeer deze "leuke hacks" om te zien hoe ze werken.

- Hoe ver kun je komen voordat het Bluetooth-signaal wegvalt? Tip: het kan tot 50 meter zijn - of ongeveer een half voetbalveld - maar afhankelijk van het zendvermogen, antennes, elektronische interferentie en architecturale bouwmaterialen (om nog maar te zwijgen van die collega die popcorn maakt in de magnetron) - kunnen uw resultaten variëren: -)

- Wie is "Quick-draw McGraw?" Kijk of je de lichte kleuren kunt overnemen voordat je vriend dat doet. Is de eerste persoon die de controller aansluit, of kunnen meer dan één persoon de lichten bedienen?

- Welke andere Bluetooth-apparaten bevinden zich binnen het bereik van uw controller? Is het apparaat dat u hebt gebouwd het enige zichtbare Bluetooth-apparaat? Tip: waarschijnlijk niet!