HackerBox 0050: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Lep pozdrav hekerjem HackerBox po vsem svetu! Za HackerBox 0050 sestavljamo in programiramo vgrajeno procesorsko ploščo HB50. HB50 podpira eksperimentiranje z mikrokrmilniki ESP32, vgrajenim internetom IoT WiFi, zvokom bitja, RGB LED diodami, barvnimi zasloni TFT LCD, vhodi na zaslonu na dotik, Bluetooth in drugo. HackerBox 0050 raziskuje tudi majhno rešitev tipkovnice za vse vdelane projekte, vmesnike I2C, proračun porabe energije in celične avtomate.

Ta priročnik vsebuje informacije za začetek uporabe HackerBox 0050, ki ga lahko kupite tukaj, ko so zaloge na voljo. Če želite vsak mesec v svoj nabiralnik prejemati takšen HackerBox, se naročite na HackerBoxes.com in se pridružite revoluciji!

HackerBoxes je mesečna naročnina za hekerje strojne opreme in navdušence nad elektroniko in računalniško tehnologijo. Pridružite se nam v življenju HACK LIFE.

Korak: Seznam vsebine za HackerBox 0050

• Ekskluzivno tiskano vezje HB50
• Dual Core WiFi modul ESP-WROOM-32
• QVGA barvni TFT LCD 2,4 -palčni zaslon
• Vgrajen zaslon na dotik s pisalom
• Šest LED diod WS2812B RGB
• Šest površinskih gumbov za namestitev
• Piezo zvočni signal 12 mm SMD
• AMS1117 3.3V Linearni regulator SOT223
• Pravokotni 40pin prelomni glavo
• Dva 22uF tantal kondenzatorja 1206 SMD
• Dva 10K ohmska upora 0805 SMD
• Mini tipkovnica CardKB
• Grove to Female DuPont Breakout Cable
• Serijski modul CP2102 USB
• DuPont moški, ženski 10 cm
• Hokusai Great Wave PCB nalepka
• Ekskluzivna nalepka WireHead HackerBox
• Ekskluzivni kovanec HackerBox 50 Challenge

Nekaj drugih stvari, ki vam bodo v pomoč:

• Spajkalnik, spajkalnik in osnovna orodja za spajkanje
• Računalnik za izvajanje programskih orodij

Najpomembneje je, da boste potrebovali občutek pustolovščine, hekerskega duha, potrpežljivost in radovednost. Gradnja in eksperimentiranje z elektroniko, čeprav zelo koristno, sta včasih lahko težavna, zahtevna in celo frustrirajoča. Cilj je napredek in ne popolnost. Ko vztrajate in uživate v pustolovščini, lahko ta hobi prinese veliko zadovoljstvo. Vsak korak naredite počasi, upoštevajte podrobnosti in ne bojte se prositi za pomoč.

V pogostih vprašanjih o HackerBoxesu je veliko informacij za sedanje in bodoče člane. Skoraj vsa e-poštna sporočila o netehnični podpori, ki jih prejmemo, so že odgovorjena, zato zelo cenimo, da ste si vzeli nekaj minut in prebrali pogosta vprašanja.

2. korak: tiskana vezja HB50

V spomin na številko HackerBox 0050 smo po povpraševanju predstavili posodobljeno različico najbolj priljubljenega vezja HackerBox. Komplet priponk HackerBox 0020 Summer Camp je bil razprodan na DEF CON 25 v manj kot dveh urah. Od takrat so bile datoteke PCB pogosto zahtevane. Ploščo so vsaj nekajkrat ponatisnile tretje osebe. Oblikovanje je navdihnilo peščico drugih značk in vgrajenih projektov IoT, ki se jih zavedamo, in upajmo, da jih je še nekaj, česar se ne zavedamo.

Posodobitve, najdene v novem kompletu tiskanih vezij HB50, vključujejo zamenjavo ESP-32 DEVkitC z bolj kompaktnim modulom ESP-WROOM-32. Pet kapacitivnih tipk na dotik so zamenjali z mehanskimi tipkami. Pet LED diod RGB WS2812, ki so bile v belih paketih, so povečali na šest in so zdaj v črnih paketih. Piezo zvočni signal je bil zamenjan z bolj kompaktno izvedbo za površinsko montažo. Napajanje je poenostavljeno. Barvni zaslon TFT je bil povečan z 2,2 palca na 2,4 palca. PCB je bolj kompakten in ima celo nekaj IO zatičev za vaš hekerski užitek. Od časa HackerBox 20 je za ESP32 na voljo veliko več projektov, primerov in kode, zato se pripravimo na ropotanje …

Lastnosti:

• Dual Core ESP32 160MHz procesor
• 2,4 -palčni barvni TFT LCD zaslon QVGA
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• Pet taktilnih gumbov (+ eden za ponastavitev)
• Šest LED RGB WS2812
• Piezo Buzzer
• Linearni regulator 3.3V
• Razširitvena glava

Tako kot svojega predhodnika lahko tudi HB50 nosite na vrvici, ga uporabljate kot ročni, namestite na steno ali namestite skoraj povsod v neštetih brezžičnih in barvitih aplikacijah.

3. korak: Odprite ploščo HB50

Da bi zmanjšali ali vsaj izolirali napake, predlagamo, da sestavljanje začnete tako, da na tiskano vezje HB50 napolnite le najmanjše število komponent, ki so potrebne za programiranje ESP32. Ta minimalni izvedljiv pristop je opisan v teh korakih:

1. Oglejte si ta video o spajkanju kasteliranih modulov.
2. Spajite modul ESP-WROOM-32 na tiskano vezje. Vzemi si čas. Ne skrbite za osrednjo ozemljitev pod modulom. Spajka se lahko le z reflowom in je na voljo samo za dodatno toplotno sklopko.
3. Z multimetrom se prepričajte, da med 3V3 in GND ni kratkega stika. Če je kratek stik, ga je treba identificirati in odstraniti, preden priključite napajanje na ploščo, sicer se lahko pojavi dimna pošast.
4. Spojite dva 10K upora tik nad gumboma EN in IO0.
5. Spajate gumba EN in IO0. Ostale štiri gumbe lahko zaenkrat izpustite.
6. Odlomite 16 -polni trak glave. Vstavite ga s strani procesorja tiskanega vezja tako, da so zatiči usmerjeni na najbližji rob tiskanega vezja. Nato spajkajte glavo na mesto s strani gumba na tiskanem vezju.
7. Ponovno preverite, ali med 3V3 in GND ni kratkih hlač.
8. Za povezavo modula CP2102 uporabite štiri mostične žice DuPont, kot je prikazano. Upoštevajte, da začasno uporabljamo vir napajanja 3V3, ker linearni regulator še ni poseljen na tiskano vezje.
9. Če na vašem računalniku še ni nameščen Arduino IDE, ga dobite tukaj.
10. S tem priročnikom konfigurirajte podporo ESP32 v Arduino IDE.
11. V IDE -ju nastavite orodja> ploščo na "ESP32 Wrover Module".
12. Priključite modul CP2102 v vrata USB na računalniku.
13. V IDE nastavite orodja> vrata na ustrezna vrata USB za CP2102.
14. Če se ob vstavitvi modula CP2102 ne prikažejo nova vrata, namestite zahtevani gonilnik USB iz podjetja Silicon Labs.
15. Zgrabi skico button_demo.
16. Sestavite in naložite skico.
17. Ko se nalaganje začne, pridržite gumba EN in IO0. EN je v bistvu gumb za ponastavitev, IO0 pa je pritrdilni zatič za prisilno ponovno programiranje bliskavice.
18. Ko se v IDE -ju pojavijo pike in črtice, spustite gumb EN (sprostite ponastavitev), vendar držite gumb IO0, dokler se pri programiranju bliskavice ne prepriča, da je zatič za pripenjanje prepoznan ob zagonu.
19. Ko je programiranje končano, znova pritisnite gumb EN, da ponastavite in zaženete novo utripajočo kodo.
20. Odprite serijski monitor Arduino IDE in ga nastavite na 115200 baud.
21. S pritiskom na gumb IO0 se na serijskem monitorju prikaže sporočilo.

4. korak: Gumbi, zvočniki in LED, O MOJ

VEČ GUMBOV

Ko je začetni korak programiranja uspešen, izklopite ploščo HB50 in spajkajte preostale štiri gumbe. Ista skica button_demo bi morala zdaj pritisniti na vseh pet gumbov (IO0, A, B, C in D) serijskemu monitorju.

BUZZER

Izklopite ploščo HB50 in spajkajte brenčalo na blazinice. Točko na zvočniku usmerite tako, da je najbližje tipki "+" na plošči HB50. Programirajte skico buzzer_demo in ponastavite (EN) ploščo, da se lahko zažene. Zveni dobro?

WS2812B RGB LED diode

Izklopite ploščo HB50 in prilepite šest LED na blazinice. Beli označeni kot vsake LED usmerite tako, da ustreza vogalu z zavihki, kot je prikazano na sitotisku tiskane plošče.

Iz orodij Arduino IDE> Upravljanje knjižnic namestite knjižnico FastLED.

Odprite skico: Datoteka> Primeri> FastLED> Barvna paleta.

V kodi skice spremenite LED_PIN na 13, NUM_LEDS na 6 in LED_TYPE na WS2812B.

Naložite skico in ponastavite (EN) ploščo, da se lahko zažene. Uživajte v utripajočih lučeh vseh barv.

LINEARNI REGULATOR MOČI

Ko LED diode delujejo (še posebej, ko je oddajnik WiFi omogočen), HB50 črpa veliko toka iz napajanja 3V3. Izboljšajmo zmogljivost 3,3 V z spajkanjem linearnega regulatorja AMS1117 (paket SOT 233). Napolnite tudi dva 22uF filtrirna kondenzatorja poleg regulatorja. Upoštevajte, da je ena stran vsakega kondenzatorskega sitotiska pravokotna, druga stran pa osmerokotna. Kondenzatorji morajo biti usmerjeni tako, da se temni rob na embalaži poravna z osmerokotno stranjo svilenega sita. Regulator bo zdaj pretvoril del 5V napajanja v 3.3V in lahko sam zagotavlja veliko več toka kot modul CP2102. Če želite zdaj napajati HB50 prek 5V napajanja, premaknite OBA KONCA mostička 3V3 DuPont na 5V. Se pravi, vir 5V iz modula CP2102 v enega od 5V vhodnih zatičev na glavi HB50. Upoštevajte, da je 5V pin lahko dejansko napajan s katero koli napetostjo med 3,5V in 5V.

5. korak: Barvni TFT LCD zaslon ILI9341 QVGA

Zaslon MSP2402 (stran lcdwiki) je modul vodila SPI, ki temelji na čipu ILI9341. Čip poganja 2,4 -palčni barvni zaslon, ki podpira 65 000 barv in ločljivost 320X240 slikovnih pik (QVGA).

Modul ima tudi vhod na zaslon na dotik in režo za kartico SD.

V/I-KODE ZA PREDPRESKUSNI ZASLON

Če ste imeli do tega trenutka težave z spajkanjem nožic ESP-WROOM-32, bi bilo dobro, da pred spajkanjem modula zaslona na mestu predhodno preizkusite vhodno-izhodne zatiče modula zaslona. Kot je prikazano spodaj in na shematskem diagramu tiskanega vezja, so v uporabi IO ESP32 19, 23, 18, 5, 22, 21 in 15. Upoštevajte, da so to številke IO in ne številke pin. Zatiče je mogoče preizkusiti tako, da napišete majhen program, ki vse te vmesnike vklopi kot izhode, nato pa kroži po krogih vmesnikov, tako da vsakega posebej vklopi in izklopi z drugo ali dvema zamikoma. Preprosta LED-dioda s pritrjenim uporom, ki omejuje tok, lahko uporabite kot sondo, s katero zagotovite, da je vsak IO-pin, preslikan v glave zaslona (glej shemo), pravilno vklopljen in izklopljen ter da nobeden od njiju ni povezan skupaj.

Ko so vsi zatiči preverjeni, lahko zaslon TFT spajate na svoje mesto z uporabo dolgih in kratkih glav.

Namestite in konfigurirajte TFT KNJIŽNICO

Iz Arduino IDE: tools> Manage Libraries namestite knjižnico TFT_eSPI

Pojdite v mapo Arduino Libraries. Odprite mapo TFT_eSPI in uredite datoteko User_Setup.h, da konfigurirate gonilnik modula, ločljivost slikovnih pik in zatiče IO. To naredite tako, da se prepričate, da so definicije (ne) komentirane, kot je prikazano spodaj, in nastavljene na vrednosti, kot je prikazano. Preverite lahko, ali ti ustrezajo povezavam v shemi tiskanega vezja.

// Oddelek 1.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // Oddelek 2. // Za ploščo ESP32 Dev #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 #define TOUCH_CS 15

Odprite in naložite skico:

Datoteka> Primeri> TFT_eSPI> 320 x 240> Cellular_Automata

Ta skica je kul vizualna predstavitev Conwayjeve igre življenja.

Hekersko jadralno letalo se lahko razvije v obstoj … pozor!

ZASLON HACKERBOX LOGO NA TFT LCD

Preizkusite skico BitHeadDemo.

6. korak: Vnos uporabnika na zaslon na dotik

Za konfiguracijo in preizkušanje funkcionalnosti zaslona na dotik lahko uporabite naslednjo skico:

Datoteka> Primeri> TFT_eSPI> 320 x 240> Tipkovnica_240x320

Gumb "pošlji" prenese vneseno številko na serijski monitor pri 9600 baud.

7. korak: Tipkovnica CardKB I2C

Ta majhna plošča ima vgrajeno popolno tipkovnico QWERTY, ki jo je mogoče uporabiti s skoraj vsakim vašim projektom mikrokrmilnika. Tipkovnica komunicira prek vrat GROVE A (vmesnik I2C) na naslovu 0x5F. Kombinacije gumbov (Sym+Key, Shift+Key, Fn+Key) so podprte za prikaz bogatih vrednosti ključev.

Začnite s preprostim primerom skice CardKB_Serial, ki komunicira s tipkovnico prek GROVE I2C in odmeva pritiske tipk na serijski monitor. Skica se lahko izvaja na ESP32 (na primer HB50), Arduino UNO, Arduino Nano ali kateri koli platformi, ki podpira I2C.

Upoštevajte, da obstajata dva različna klica Wire.begin za ESP32 in za UNO/Nano. Odkomentirajte ustrezno eno od teh vrstic za gostitelja, ki ga uporabljate. Priključite rumeno -bele odklopne žice GROVE na nožice, navedene v tej vrstici kode. Rdečo prekinitveno žico GROVE priključite na 5 V, črno žico GROVE pa na GND.

Stran z dokumentacijo proizvajalca. Upoštevajte, da je vgrajen mikrokrmilnik CardKB vnaprej programiran, vendar je vir vdelane programske opreme na voljo, če želite vdreti v tipkovnico.

8. korak:

Upamo, da boste v tem mesecu uživali v HackerBoxovi pustolovščini na področju elektronike in računalniške tehnologije. Dosezite in delite svoj uspeh v spodnjih komentarjih ali na Facebook skupini HackerBoxes. Ne pozabite tudi, da lahko kadar koli pošljete e -pošto na [email protected], če imate vprašanje ali potrebujete pomoč.

Kaj je naslednje? Pridružite se revoluciji. Živi HackLife. Vsak mesec dobite kul škatlo opreme, ki jo je mogoče vdreti, in jo dostavite neposredno v nabiralnik. Pojdite na HackerBoxes.com in se prijavite za mesečno naročnino na HackerBox.