HackerBox 0050: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Pozdrav HackerBox hakerima širom svijeta! Za HackerBox 0050 sastavljamo i programiramo HB50 ugrađenu procesorsku ploču. HB50 podržava eksperimentiranje sa ESP32 mikrokontrolerima, ugrađenim IoT WiFi-jem, zvukom bita, RGB LED diodama, TFT LCD ekranima u boji, ulazima na ekranu osjetljivom na dodir, Bluetooth-om itd. HackerBox 0050 takođe istražuje maleno rešenje tastature za bilo koji ugrađeni projekat, I2C interfejse, budžetiranje energije i ćelijske automate.

Ovaj vodič sadrži informacije za početak rada s HackerBox -om 0050, koji se može kupiti ovdje dok traju zalihe. Ako želite svakog mjeseca primati ovakav HackerBox u svoje poštansko sanduče, pretplatite se na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

HackerBoxes je mjesečna pretplatnička usluga za hardverske hakere i ljubitelje elektronike i računarske tehnologije. Pridružite nam se u životu HACK LIFE -a.

Korak 1: Lista sadržaja za HackerBox 0050

• Ekskluzivna tiskana ploča HB50
• ESP-WROOM-32 dvojezgreni WiFi modul
• QVGA TFT LCD ekran u boji dijagonale 2,4 inča
• Integrisani ekran osetljiv na dodir sa olovkom
• Šest WS2812B RGB LED dioda
• Šest tipki za površinsko montiranje
• Piezo zujalica 12 mm SMD
• AMS1117 3.3V Linearni regulator SOT223
• Zaglavlje za odvajanje od 40 pinova pod pravim kutom
• Dva 22uF tantal kondenzatora 1206 SMD
• Dva 10K Ohm otpornika 0805 SMD
• CardKB Mini tastatura
• Grove to Female DuPont Breakout Cable
• CP2102 USB serijski modul
• DuPont džemperi žensko-ženski 10 cm
• Hokusai Great Wave PCB naljepnica
• Ekskluzivna HackerBox žičana naljepnica
• Ekskluzivni novčić HackerBox 50 Challenge

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

• Lemilica, lemljenje i osnovni alati za lemljenje
• Računar za pokretanje softverskih alata

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, hakerski duh, strpljenje i znatiželja. Izgradnja i eksperimentiranje s elektronikom, iako vrlo isplativo, ponekad može biti zeznuto, izazovno, pa čak i frustrirajuće. Cilj je napredak, a ne savršenstvo. Kad ustrajete i uživate u avanturi, iz ovog hobija može se steći veliko zadovoljstvo. Polako poduzimajte svaki korak, pazite na detalje i ne bojte se zatražiti pomoć.

U FAQ -u o HackerBoxima postoji mnogo informacija za sadašnje i buduće članove. Gotovo na sve e-poruke o tehničkoj podršci koje primamo već je odgovoreno, stoga zaista cijenimo što ste odvojili nekoliko minuta da pročitate FAQ.

Korak 2: HB50 štampana ploča

U spomen na HackerBox broj 0050, izdali smo ažuriranu verziju najpopularnije HackerBox ploče po popularnoj potražnji. Komplet znački HackerBox 0020 Summer Camp rasprodan je na DEF CON 25 za manje od dva sata. PCB datoteke se od tada često traže. Ploču su barem nekoliko puta preštampale treće strane. Dizajn je inspirirao pregršt drugih znački i ugrađenih IoT projekata kojih smo svjesni i nadamo se još nekoliko kojih nismo svjesni.

Ažuriranja pronađena u novom HB50 PCB kompletu uključuju zamjenu ESP-32 DEVkitC za kompaktniji ESP-WROOM-32 modul. Pet kapacitivnih tastera na dodir zamenjeno je mehaničkim taktilnim tasterima. Pet LED dioda RGB WS2812 koje su bile u bijelim paketima povećane su na šest i sada su u crnim pakovanjima. Piezo zujalica zamijenjena je kompaktnijom verzijom za površinsko postavljanje. Napajanje je pojednostavljeno. TFT ekran u boji povećan je sa 2,2 inča na 2,4 inča. PCB je kompaktniji i čak ima nekoliko IO pinova za vaše hakersko zadovoljstvo. Od vremena HackerBox -a 20, za ESP32 je dostupno još mnogo projekata, primjera i kodova, pa se spremimo za tutnjavu …

Karakteristike:

• ESP32 Dual Core procesor 160MHz
• 2,4 -inčni QVGA TFT LCD ekran u boji
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• Pet taktilnih tastera (+ jedno za resetovanje)
• Šest RGB WS2812 LED dioda
• Piezo Buzzer
• Linearni regulator 3.3V
• Zaglavlje proširenja

Kao i kod prethodnika, HB50 se može nositi na vezici, koristiti kao ručni uređaj, montirati na zid ili postaviti bilo gdje u bezbroj bežičnih i šarenih aplikacija.

Korak 3: Podignite ploču HB50

Da biste smanjili ili barem izolirali greške, predlažemo da se montaža započne popunjavanjem minimalnog broja komponenti na PC -u HB50 koje su potrebne za programiranje ESP32. Ovaj minimalno održiv pristup opisan je u ovim koracima:

1. Pogledajte ovaj video o lemljenju kasteliranih modula.
2. Lemite ESP-WROOM-32 modul na PCB. Uzmi si vremena. Ne brinite o centralnom uzemljenju ispod modula. Može se lemiti samo reflowom i služi samo za dodatnu termičku spregu.
3. Pomoću multimetra provjerite nema li kratkog spoja između 3V3 i GND. Ako postoji kratki spoj, mora se identificirati i ukloniti prije nego što se napajanje uključi na ploču ili bi dimno čudovište moglo izaći.
4. Lemite dva 10K otpornika tik iznad tipki EN i IO0.
5. Lemite dugmad EN i IO0. Ostala četiri dugmeta za sada se mogu izostaviti.
6. Odlomite 16 -polnu traku zaglavlja. Umetnite ga sa CPU strane PCB -a tako da pinovi budu usmjereni prema najbližem rubu PCB -a. Zatim zalemite zaglavlje na mjesto sa strane dugmeta na PCB -u.
7. Ponovno provjerite da nema kratkih hlača između 3V3 i GND.
8. Za povezivanje CP2102 modula upotrijebite četiri DuPont kratkospojne žice kako je prikazano. Imajte na umu da privremeno koristimo izvor napajanja 3V3 jer linearni regulator još nije popunjen na PCB -u.
9. Ako na vašem računaru još nije instaliran Arduino IDE, nabavite ga ovdje.
10. Konfigurirajte podršku za ESP32 unutar Arduino IDE -a pomoću ovog vodiča.
11. U IDE -u postavite tools> board na "ESP32 Wrover Module".
12. Uključite CP2102 modul u USB port na računaru.
13. U IDE -u postavite tools> port na odgovarajući USB port za CP2102.
14. Ako se novi port ne pojavi kada je umetnut CP2102 modul, instalirajte potrebni USB upravljački program iz Silicon Labs.
15. Uhvatite skicu button_demo.
16. Sastavite i otpremite skicu.
17. Kada otpremanje započne, pritisnite i EN i IO0 tipke. EN je u osnovi tipka za resetiranje, a IO0 je igla za pričvršćivanje za prisilno ponovno programiranje blica.
18. Nakon što se točke i crtice pojave u IDE -u, pustite tipku EN (otpustite reset), ali nastavite držati pritisnutu tipku IO0 sve dok programiranje bljeskalice ne počne biti sigurno da je iglica za pričvršćivanje prepoznata pri pokretanju.
19. Kada se programiranje dovrši, ponovo pritisnite dugme EN da biste resetovali i pokrenuli novo ispisani kôd.
20. Otvorite Arduino IDE serijski monitor i postavite ga na 115200 bauda.
21. Pritiskom na tipku IO0 trebala bi se generirati poruka na serijskom monitoru.

Korak 4: Dugmad, zujalice i LED diode, O MOJ

JOŠ TIPKI

Nakon što je početni korak programiranja uspješan, isključite ploču HB50 i lemite preostala četiri gumba. Ista skica button_demo sada bi trebala prijaviti svih pet gumba (IO0, A, B, C i D) serijskom monitoru kada se pritisnu.

BUZZER

Isključite ploču HB50 i lemite zujalicu na podloge. Orijentirajte točku na zujalici tako da bude najbliža podlozi "+" na ploči HB50. Programirajte buzzer_demo skicu i resetirajte ploču da radi. Zvuči dobro?

WS2812B RGB LED diode

Isključite ploču HB50 i lemite šest LED dioda na njihove jastučiće. Orijentirajte bijeli označeni ugao svake LED diode tako da odgovara uglu sa karticama kako je prikazano na sitotisku na PCB -u.

Iz Arduino IDE alata> Upravljanje bibliotekama instalirajte FastLED biblioteku.

Otvorite skicu: Datoteka> Primjeri> FastLED> Paleta boja.

U kodu skice promijenite LED_PIN na 13, NUM_LEDS na 6 i LED_TYPE na WS2812B.

Otpremite skicu i resetirajte ploču (EN) kako bi se pustila da radi. Uživajte u blistavim svetlima svih boja.

LINEARNI REGULATOR SNAGE

Dok su LED diode u igri (a posebno kada je omogućen WiFi odašiljač), HB50 crpi veliku struju iz napajanja 3V3. Poboljšajmo kapacitet napajanja 3,3 V lemljenjem linearnog regulatora AMS1117 (paket SOT 233) na mjesto. Također popunite dva kondenzatora filtera od 22uF pored regulatora. Imajte na umu da je jedna strana svakog sitotiska kondenzatora pravokutna, a druga strana osmerokutna. Kondenzatori bi trebali biti orijentirani tako da se tamna linija na pakiranju poravna sa osmerokutnom stranom svilene mreže. Regulator će sada pretvoriti dio 5V napajanja u 3.3V i sam može osigurati mnogo više struje od CP2102 modula. Da biste sada napajali HB50 putem napajanja od 5 V, pomaknite OBA KRAJA 3V3 DuPont kratkospojnika na 5V. To jest, izvor 5V iz CP2102 modula u jedan od 5V ulaznih pinova na zaglavlju HB50. Imajte na umu da se 5V pin može isporučiti bilo kojim naponom između 3.5V i 5V.

Korak 5: ILI9341 QVGA TFT LCD ekran u boji

Ekran MSP2402 (stranica lcdwiki) je modul sabirnice SPI baziran na čipu ILI9341. Čip pokreće 2,4 -inčni ekran u boji koji podržava 65 000 boja i rezoluciju 320X240 piksela (QVGA).

Modul takođe sadrži ulaz na ekranu osetljivom na dodir i utor za SD karticu.

I/O PIN-ovi ZA PREDTESTIRANJE

Ako ste do sada imali problema sa lemljenjem pinova ESP-WROOM-32, možda bi bilo dobro da prethodno testirate I/O pinove modula ekrana prije lemljenja modula ekrana na mjesto. Kao što je prikazano ispod i na shematskom dijagramu PCB -a, ESP32 IO -i u igri su 19, 23, 18, 5, 22, 21 i 15. Imajte na umu da su ovo IO brojevi, a ne brojevi pinova. Pinovi se mogu testirati pisanjem malog programa koji postavlja sve te IO -ove kao izlaze, a zatim se petljajući kruži kroz IO -ove, pa svaki za redom uključuje i isključuje svaki s drugom ili dvije zakašnjenja između. Jednostavna LED sa priključenim otpornikom za ograničavanje struje može se koristiti kao sonda kako bi se osiguralo da je svaki IO pin preslikan na zaglavlja zaslona (vidi shemu) pravilno uključen i isključen i da nijedan od njih nije spojen zajedno.

Nakon što su svi pinovi provjereni, TFT ekran se može zalemiti na mjesto pomoću dugih i kratkih zaglavlja.

INSTALIRAJTE I KONFIGURIRAJTE TFT BIBLIOTEKU

Iz Arduino IDE -a: alati> Upravljanje bibliotekama instalirajte TFT_eSPI biblioteku

Idite u fasciklu Arduino biblioteke. Otvorite fasciklu TFT_eSPI i uredite datoteku User_Setup.h da biste konfigurirali čip upravljačkog programa modula, rezoluciju piksela i IO pinove. Učinite to tako da provjerite jesu li definicije (ne) komentirane kao što je prikazano u nastavku i postavljene na vrijednosti kao što je prikazano. Možete provjeriti odgovaraju li veze u shemi PCB -a.

// Odjeljak 1.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // Odjeljak 2. // Za ESP32 Dev ploču #define TFT_MISO 19 #define TFT_MOSI 23 #define TFT_SCLK 18 #define TFT_CS 5 #define TFT_ 21 TFT_RST -1 // #definiraj TFT_BL 32 #definiraj TOUCH_CS 15

Otvorite i otpremite skicu:

Datoteka> Primjeri> TFT_eSPI> 320 x 240> Cellular_Automata

Ova skica je cool vizualna demonstracija Conwayjeve igre života.

Hakerska jedrilica bi mogla evoluirati u postojanje … pazite!

PRIKAŽI HACKERBOX LOGO NA TFT LCD -u

Isprobajte BitHeadDemo skicu.

Korak 6: Korisnički unos ekrana osjetljivog na dodir

Sljedeća skica može se koristiti za konfiguriranje i testiranje funkcionalnosti ekrana osjetljivog na dodir:

Datoteka> Primjeri> TFT_eSPI> 320 x 240> Tastatura_240x320

Dugme "pošalji" prenosi uneti broj na serijski monitor na 9600 bauda.

Korak 7: CardKB I2C tastatura

Ova mala ploča implementira potpuno opremljenu QWERTY tastaturu koja se može koristiti s bilo kojim od vaših projekata mikrokontrolera. Tastatura komunicira koristeći GROVE A port (I2C interfejs) na adresi 0x5F. Kombinacije tipki (Sym+Key, Shift+Key, Fn+Key) su podržane za izlaz bogatih vrijednosti ključeva.

Počnite s jednostavnim primjerom CardKB_Serial skice, koja komunicira s tipkovnicom preko GROVE I2C i odjekuje pritiscima tipki na serijski monitor. Skica se može izvoditi na ESP32 (poput HB50), Arduino UNO, Arduino Nano ili bilo kojoj platformi koja podržava I2C.

Imajte na umu da postoje dva različita poziva Wire.begin za ESP32 i za UNO/Nano. Dekomentirajte odgovarajuću jednu od tih linija za host koji koristite. Spojite žuto -bijele GROVE prekidne žice na pinove navedene u toj liniji koda. Ožičite crvenu GROVE prekidnu žicu na 5V, a crnu GROVE žicu na GND.

Stranica sa dokumentacijom proizvođača. Imajte na umu da je, iako je ugrađeni mikrokontroler CardKB unaprijed programiran, izvor firmvera dostupan ako želite hakirati tastaturu.

Korak 8:

Nadamo se da ćete uživati u ovomjesečnoj HackerBox avanturi u elektronici i računarskoj tehnologiji. Javite se i podijelite svoj uspjeh u komentarima ispod ili na Facebook grupi HackerBoxes. Također zapamtite da u bilo kojem trenutku možete poslati e -poruku na [email protected] ako imate pitanje ili vam je potrebna pomoć.

Šta je sledeće? Pridružite se revoluciji. Živite HackLife. Nabavite hladnu kutiju opreme za hakiranje koja se isporučuje svakog mjeseca direktno u vaše poštansko sanduče. Pređite na stranicu HackerBoxes.com i prijavite se za mjesečnu pretplatu na HackerBox.