HackerBox 0046: دوام: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

درود بر هکرهای HackerBox در سراسر جهان! با HackerBox 0046 ، ما در حال آزمایش صفحه نمایش های الکترونیکی مداوم کاغذ ، تولید متن با دوام LED بینایی (POV) ، سیستم عامل های میکروکنترلر آردوینو ، نمونه سازی الکترونیکی و پاوربانک های قابل شارژ هستیم.

این دستورالعمل حاوی اطلاعاتی برای شروع کار با HackerBox 0046 است ، که می توانید تا آخرین منبع آن را در اینجا خریداری کنید. اگر می خواهید هر ماه یک HackerBox مانند این را در صندوق پستی خود دریافت کنید ، لطفاً در HackerBoxes.com مشترک شوید و به انقلاب بپیوندید!

HackerBoxes سرویس ماهانه جعبه اشتراک برای علاقه مندان به الکترونیک و فناوری رایانه است - هکرهای سخت افزاری - رویاپردازان رویاها.

سیاره را هک کنید

مرحله 1: فهرست محتوا برای HackerBox 0046

• ماژول ePaper
• آردوینو UNO با MicroUSB
• دو سپر نمونه اولیه سازمان ملل متحد
• پاوربانک باتری USB 18650
• LED های 5 میلی متری قرمز پراکنده
• مقاومت 560 اهم
• زن و مرد DuPont Jumper Wires
• نگهدارنده باتری 9 ولت
• برچسب سخت افزار را باز کنید
• پین بازکن سخت افزاری اختصاصی باز

برخی موارد دیگر که مفید خواهد بود:

• باتری 9 ولت
• آهن لحیم کاری ، لحیم کاری و ابزارهای اصلی لحیم کاری
• کامپیوتر برای اجرای ابزارهای نرم افزاری

مهمتر از همه ، شما نیاز به حس ماجراجویی ، روحیه هکر ، صبر و کنجکاوی دارید. ساختن و آزمایش با وسایل الکترونیکی ، در حالی که بسیار سودمند است ، می تواند گاهی سخت ، چالش برانگیز و حتی ناامید کننده باشد. هدف پیشرفت است نه کمال. وقتی پافشاری می کنید و از ماجراجویی لذت می برید ، می توانید رضایت زیادی از این سرگرمی به دست آورید. هر قدم را به آرامی بردارید ، به جزئیات توجه کنید و از درخواست کمک نترسید.

در س FAالات متداول HackerBoxes اطلاعات زیادی برای اعضای فعلی و آینده نگر وجود دارد. تقریباً همه ایمیل های پشتیبانی غیر فنی که دریافت می کنیم قبلاً در آنجا پاسخ داده شده است ، بنابراین ما واقعاً قدردانی می کنیم که چند دقیقه وقت گذاشتید و سوالات متداول را مطالعه کردید.

مرحله 2: Arduino UNO

این Arduino UNO R3 با سهولت استفاده طراحی شده است. پورت رابط MicroUSB با همان کابل های MicroUSB سازگار با بسیاری از تلفن های همراه و رایانه های لوحی سازگار است.

مشخصات:

• میکروکنترلر: ATmega328P (برگه داده)
• USB Serial Bridge: CH340G (درایورها)
• ولتاژ کار: 5 ولت
• ولتاژ ورودی (توصیه می شود): 7-12 ولت
• ولتاژ ورودی (محدوده): 6-20V
• پین های ورودی/خروجی دیجیتال: 14 عدد (از این تعداد 6 عدد خروجی PWM را ارائه می دهند)
• پین های ورودی آنالوگ: 6
• جریان DC در هر پین ورودی/خروجی: 40 میلی آمپر
• جریان DC برای پین 3.3V: 50 میلی آمپر
• حافظه فلش: 32 کیلوبایت که 0.5 کیلوبایت آن توسط بوت لودر استفاده می شود
• SRAM: 2 کیلوبایت
• EEPROM: 1 کیلوبایت
• سرعت ساعت: 16 مگاهرتز

بردهای Arduino UNO دارای تراشه داخلی USB/Serial Bridge هستند. در این نوع خاص ، تراشه پل CH340G است. برای تراشه های CH340 USB/Serial ، درایورهای موجود برای بسیاری از سیستم عامل ها (UNIX ، Mac OS X یا Windows) وجود دارد. این موارد را می توانید از طریق پیوند بالا پیدا کنید.

وقتی برای اولین بار Arduino UNO را به پورت USB رایانه خود وصل می کنید ، چراغ قرمز روشن (LED) روشن می شود. تقریباً بلافاصله بعد ، LED قرمز کاربر معمولاً سریع چشمک می زند. این اتفاق می افتد زیرا پردازنده با برنامه BLINK از قبل بارگیری شده است ، که در ادامه بیشتر در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

اگر هنوز Arduino IDE را نصب نکرده اید ، می توانید آن را از Arduino.cc بارگیری کنید و اگر می خواهید اطلاعات مقدماتی بیشتری برای کار در اکوسیستم Arduino داشته باشید ، پیشنهاد می کنیم دستورالعمل های کارگاه راه اندازی HackerBoxes را بررسی کنید.

UNO را با استفاده از کابل MicroUSB به رایانه خود وصل کنید. نرم افزار Arduino IDE را اجرا کنید.

در منوی IDE ، "Arduino UNO" را در زیر tools> board انتخاب کنید. همچنین ، پورت USB مناسب را در IDE در زیر tools> port (احتمالاً نامی با "wchusb" در آن انتخاب کنید).

در نهایت ، یک قطعه کد نمونه را بارگذاری کنید:

فایل-> مثالها-> مبانی-> پلک زدن

این در واقع کدی است که از قبل روی UNO بارگذاری شده بود و باید در حال حاضر اجرا شود تا LED کاربر قرمز چشمک بزند. با کلیک روی دکمه UPLOAD (نماد پیکان) درست بالای کد نمایش داده شده ، کد BLINK را در UNO برنامه ریزی کنید. در زیر کد اطلاعات مربوط به وضعیت را مشاهده کنید: "کامپایل" و سپس "بارگذاری". در نهایت ، IDE باید "بارگذاری کامل" را نشان دهد و LED شما دوباره شروع به چشمک زدن کند - احتمالاً با سرعت کمی متفاوت.

هنگامی که بتوانید کد اصلی BLINK را بارگیری کرده و تغییر سرعت LED را تأیید کنید. کد را از نزدیک ببینید. می بینید که برنامه LED را روشن می کند ، 1000 میلی ثانیه (یک ثانیه) منتظر می ماند ، LED را خاموش می کند ، یک ثانیه دیگر منتظر می ماند و سپس همه چیز را دوباره انجام می دهد - برای همیشه. کد را با تغییر هر دو عبارت "تاخیر (1000)" به "تاخیر (100)" تغییر دهید. این اصلاح باعث می شود LED ده برابر سریعتر چشمک بزند ، درست است؟

کد اصلاح شده را در UNO بارگذاری کنید و LED شما باید سریعتر چشمک بزند. اگر چنین است ، تبریک می گویم! شما به تازگی اولین قطعه کد جاسازی شده خود را هک کرده اید. هنگامی که نسخه چشمک زن سریع شما بارگیری و اجرا می شود ، چرا نمی بینید که آیا می توانید دوباره کد را تغییر دهید تا LED دوبار سریع چشمک بزند و سپس چند ثانیه صبر کنید تا تکرار شود؟ آن را امتحان کنید! در مورد برخی الگوهای دیگر چطور؟ هنگامی که موفق به تجسم یک نتیجه دلخواه ، کدگذاری آن و مشاهده عملکرد مطابق برنامه شده اید ، گام بزرگی در جهت تبدیل شدن به یک برنامه نویس و هکر سخت افزاری برداشته اید.

مرحله 3: فناوری نمایش کاغذ الکترونیکی

کاغذ الکترونیکی ، کاغذ الکترونیکی ، جوهر الکترونیکی یا جوهر الکترونیکی دستگاه های نمایشی را فعال می کنند که ظاهر جوهر معمولی روی کاغذ را تقلید می کند. صفحه نمایش کاغذ الکترونیکی عموماً از این نظر پایدار است که تصویر حتی بدون قدرت یا با حذف مدار کنترل یا خاموش شدن قابل مشاهده است. بر خلاف نمایشگرهای معمولی با صفحه تخت که نور ساطع می کنند ، صفحه های کاغذ الکترونیکی مانند کاغذ نور را منعکس می کنند. این می تواند خواندن آنها را راحت تر کرده و زاویه دید وسیع تری را نسبت به اکثر نمایشگرهای ساطع کننده نور ارائه دهد.

نسبت کنتراست به روزنامه نزدیک می شود و صفحه نمایش های تازه توسعه یافته (از سال 2008) کمی بهتر است. یک صفحه نمایش ePaper ایده آل را می توان در زیر نور مستقیم خورشید خواند بدون اینکه تصویر محو شود.

کاغذ الکترونیکی انعطاف پذیر از بسترهای پلاستیکی قابل انعطاف و لوازم الکترونیکی پلاستیکی برای صفحه پشتی صفحه نمایش استفاده می کند. رقابت بین تولیدکنندگان برای ارائه پشتیبانی کامل از کاغذ الکترونیکی رنگی وجود دارد.

(ویکیپدیا)

مرحله 4: ماژول EPaper چند رنگ

ماژول ePaper 1.54 اینچی MH-ET LIVE می تواند جوهر سیاه و قرمز را نمایش دهد. ماژول در مثال و مستندات به عنوان صفحه نمایش کاغذ الکترونیکی سیاه/سفید/قرمز (b/w/r) 200x200 (EPD) ذکر شده است.

فناوری صفحه نمایش از نوع Microphensulated Electrophoretic Display (MED) است که از کره های کوچکی استفاده می کند که در آن رنگدانه های رنگی در روغن شفاف معلق هستند و بسته به بارهای الکترونیکی اعمال شده ، به نظر می رسند.

صفحه ePaper می تواند الگوها را با بازتاب نور محیط نمایش دهد ، بنابراین بدون نور پس زمینه کار می کند. حتی در زیر نور شدید خورشید ، صفحه ePaper دید خوبی با زاویه دید 180 درجه فراهم می کند.

استفاده از ماژول MH-ET با Arduino UNO:

1. نصب Arduino IDE (اگر قبلاً نصب نشده است)
2. برای نصب کتابخانه Adafruit GFX از مدیر کتابخانه (ابزارها-> مدیریت کتابخانه ها) استفاده کنید
3. برای نصب GxEPD (NOT GxEPD2) از مدیر کتابخانه استفاده کنید
4. فایل را باز کنید-> نمونه ها>> GxEPD> GxEPD_Example
5. این خط را شامل GxGDEW0154Z04 (1.54 اینچ b/w/r 200x200) نکنید
6. سیم UNO به EPD: مشغول = 7 ، DC = 8 ، بازنشانی = 9 ، CS = 10 ، DIN = 11 ، CLK = 13 ، GND = GND ، VCC = 5V
7. سوئیچ های EPD را هم روی "L" تنظیم کنید
8. بارگیری GxEPD_Example از IDE به UNO طبق معمول

کتابخانه دیگری با کد نمایشی (ارائه شده از سازنده EPD) در اینجا یافت می شود. توجه داشته باشید که این نسخه های نمایشی (و برخی دیگر از نمونه های موجود در اینترنت) دارای تخصیص پین متفاوتی نسبت به موارد فوق در مثال GxEPD هستند. مهمتر از همه ، پین 8 و 9 اغلب معکوس هستند.

مرحله 5: Arduino UNO Prototyping Shield

Arduino UNO Prototyping Shield به طور مستقیم بر روی برد Arduino UNO (یا سازگار) مانند سایر سپرها قرار می گیرد. با این حال ، Arduino UNO Prototyping Shield دارای یک منطقه عمومی "perf-board" در وسط است که می توانید روی اجزای خود لحیم کنید تا سپر سفارشی خود را بسازید. به سادگی سرصفحه ها را در ردیف های خارجی سپر بچسبانید تا بتواند دقیقاً روی UNO متصل شود. سوراخ های آبکاری شده در کنار هدرها به سیگنال های سرصفحه متصل می شوند تا خطوط UNO به راحتی به مدارهای سفارشی شما متصل شوند.

مرحله 6: راه اندازی هفت LED در Prototype Shield

می توان از Arduino Prototype Shield برای پشتیبانی از مدار تصویر استفاده کرد. مدار دارای پین های I/O 1-7 آردوینو است که به هفت LED متصل شده است. هر LED به صورت خطی با مقاومت محدودکننده خاص خود سیم کشی شده است ، که در این مثال مقاومتهای 560 اهم هستند.

توجه داشته باشید که پین کوتاه هر LED باید به سمت پین GND آردوینو جهت گیری کند. مقاومتها را می توان در هر جهت جهت داد. نگهدارنده خمیر 9 ولت می تواند متصل شود تا پروژه "قابل حمل" شود ، اما باید به پین Vin (نه به 5 ولت یا 3.3 ولت) متصل شود.

پس از اتصال LED ها و مقاومتهای مدار ، با تغییر شماره پین به مقادیر مختلف بین 1 تا 7 ، با طرح مثال چشمک زدن آزمایش کنید.

سرانجام ، طرح knight_rider.ino را که در اینجا ضبط شده است ، برای بازگشت به عقب از دهه 80 امتحان کنید.

مرحله 7: تداوم بینایی

تداوم بینایی [ویدئو] به توهم نوری اطلاق می شود که هنگامی رخ می دهد که ادراک بصری یک جسم برای مدتی پس از توقف ورود اشعه نور از چشم به آن متوقف نمی شود. این توهم همچنین به عنوان "پایداری شبکیه" ، "تداوم برداشت" یا به سادگی "استقامت" توصیف می شود. (ویکیپدیا)

طرح POV.ino موجود در اینجا را در تنظیمات سخت افزاری "Seven LED" از آخرین مرحله امتحان کنید. در طرح ، متن متن مختلف و پارامترهای زمان بندی را آزمایش کنید تا جلوه های متنوعی به دست آورید.

الهام: پروژه آردوینو POV از احمد سعید.

اعتبار عکس: چارلز مارشال

مرحله 8: پاوربانک USB 18650 باتری

کافیست یک سلول 18650 لیتیوم-یون به این نوزاد بیفزایید تا "پاور بانک" قابل شارژ خود را برای استفاده در پروژه های مختلف 5 ولت و 3 ولت بسازید!

شما می توانید این 18650 سلول لیتیوم یون معمولی را از منابع مختلف ، از جمله این یکی از آمازون ، بیابید.

مشخصات ماژول پاور بانک:

• ورودی (شارژ) منبع تغذیه: 5 تا 8 ولت از طریق درگاه میکرو USB تا 0.5A

• توان خروجی:

  • 5 ولت از طریق درگاه USB نوع A
  • 3 کانکتور برای ارائه ولتاژ 3 ولت تا 1 آمپر
  • 3 کانکتور برای ارائه 5V تا 2A

• نشانگر وضعیت LED

  • سبز = شارژ باتری
  • قرمز = شارژ)
• حفاظت از باتری (شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از حد)
• توجه: هیچ حفاظت قطبی معکوس وجود ندارد!

مرحله 9: زندگی در HackLife

امیدواریم از ماجراجویی HackerBox این ماه در زمینه الکترونیک و فناوری رایانه لذت ببریم. با ما در ارتباط باشید و موفقیت خود را در نظرات زیر یا در گروه فیس بوک HackerBoxes به اشتراک بگذارید. همچنین ، به یاد داشته باشید که در صورت داشتن هرگونه سوال یا نیاز به کمک می توانید در هر زمان به [email protected] ایمیل بزنید.

بعدش چی؟ به انقلاب بپیوندید. با HackLife زندگی کنید هر ماه یک جعبه خنک از وسایل قابل هک مستقیم به صندوق پستی خود تحویل دهید. به HackerBoxes.com سر بزنید و برای اشتراک ماهانه HackerBox خود ثبت نام کنید.