HackerBox 0053: Chromalux: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Saluti agli hacker HackerBox di tutto il mondo! HackerBox 0053 esplora il colore e la luce. Configura la scheda microcontrollore Arduino UNO e gli strumenti IDE. Collega un Arduino Shield LCD a colori da 3,5 pollici con ingressi touchscreen ed esplora il codice demo di vernice touch. Collega un sensore di colore I2C per identificare i componenti di frequenza della luce riflessa, visualizzare i colori su LED indirizzabili, saldare uno scudo di prototipazione Arduino ed esplorare una varietà di componenti di input/output utilizzando uno scudo di sperimentazione Arduino multifunzione. Affina le tue abilità di saldatura a montaggio superficiale con un PCB Chaser LED. Dai uno sguardo introduttivo alla tecnologia delle reti neurali artificiali e al deep learning.

Questa guida contiene informazioni per iniziare con HackerBox 0053, che può essere acquistato qui fino ad esaurimento scorte. Se desideri ricevere un HackerBox come questo direttamente nella tua casella di posta ogni mese, iscriviti a HackerBoxes.com e unisciti alla rivoluzione!

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Passaggio 1: elenco dei contenuti per HackerBox 0053

• Schermo TFT da 3,5 pollici 480x320
• Arduino UNO Mega382P con MicroUSB
• Modulo sensore di colore GY-33 TCS34725
• Scudo sperimentale multifunzione per Arduino UNO
• OLED 0,96 pollici I2C 128x64
• Cinque LED RGB indirizzabili rotondi da 8 mm
• Schermatura PCB prototipo Arduino con pin
• Kit di saldatura per montaggio superficiale a LED Chaser
• Adesivo Hacker Man in the Middle
• Adesivo manifesto hacker

Alcune altre cose che saranno utili:

• Saldatore, saldatore e strumenti di saldatura di base
• Computer per l'esecuzione di strumenti software

Soprattutto, avrai bisogno di un senso di avventura, spirito hacker, pazienza e curiosità. Costruire e sperimentare con l'elettronica, sebbene molto gratificante, può essere complicato, impegnativo e persino frustrante a volte. L'obiettivo è il progresso, non la perfezione. Quando persisti e ti godi l'avventura, una grande soddisfazione può derivare da questo hobby. Fai ogni passo lentamente, presta attenzione ai dettagli e non aver paura di chiedere aiuto.

C'è una grande quantità di informazioni per i membri attuali e potenziali nelle FAQ di HackerBox. Quasi tutte le e-mail di supporto non tecnico che riceviamo hanno già una risposta lì, quindi apprezziamo davvero che tu abbia dedicato qualche minuto alla lettura delle FAQ.

Passaggio 2: Arduino UNO

Questo Arduino UNO R3 è stato progettato pensando alla facilità d'uso. La porta di interfaccia MicroUSB è compatibile con gli stessi cavi MicroUSB utilizzati con molti telefoni cellulari e tablet.

Specifica:

• Microcontrollore: ATmega328P (scheda tecnica)
• USB Seriale Bridge: CH340G (driver)
• Tensione di esercizio: 5V
• Tensione di ingresso (consigliata): 7-12V
• Tensione di ingresso (limiti): 6-20V
• Pin I/O digitali: 14 (di cui 6 forniscono uscita PWM)
• Pin di ingresso analogico: 6
• Corrente CC per pin I/O: 40 mA
• Corrente CC per pin da 3,3 V: 50 mA
• Memoria flash: 32 KB di cui 0,5 KB utilizzati dal bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Velocità di clock: 16 MHz

Le schede Arduino UNO sono dotate di un chip bridge USB/seriale integrato. Su questa particolare variante, il chip bridge è il CH340G. Per i chip USB/seriale CH340, sono disponibili driver per molti sistemi operativi (UNIX, Mac OS X o Windows). Questi possono essere trovati attraverso il link sopra.

Quando colleghi per la prima volta Arduino UNO a una porta USB del tuo computer, si accenderà una spia di alimentazione rossa (LED). Quasi subito dopo, un LED utente rosso di solito inizia a lampeggiare rapidamente. Ciò accade perché il processore è precaricato con il programma BLINK, di cui parleremo più avanti.

Se non hai ancora installato l'IDE Arduino, puoi scaricarlo da Arduino.cc e se desideri ulteriori informazioni introduttive per lavorare nell'ecosistema Arduino, ti suggeriamo di consultare la guida online per HackerBox Starter Workshop.

Collega l'UNO al tuo computer utilizzando un cavo MicroUSB. Avvia il software Arduino IDE.

Nel menu IDE, seleziona "Arduino UNO" in strumenti>scheda. Inoltre, seleziona la porta USB appropriata nell'IDE in tools>port (probabilmente un nome con "wchusb" all'interno).

Infine, carica un pezzo di codice di esempio:

File->Esempi->Base->Blink

Questo è in realtà il codice che è stato precaricato sull'UNO e dovrebbe essere in esecuzione in questo momento per far lampeggiare il LED utente rosso. Programma il codice BLINK nell'UNO facendo clic sul pulsante UPLOAD (l'icona a forma di freccia) appena sopra il codice visualizzato. Guarda sotto il codice per le informazioni sullo stato: "compiling" e poi "uploading". Alla fine, l'IDE dovrebbe indicare "Caricamento completato" e il LED dovrebbe ricominciare a lampeggiare, possibilmente a una velocità leggermente diversa.

Una volta che sei in grado di scaricare il codice BLINK originale e verificare la modifica della velocità del LED. Dai un'occhiata da vicino al codice. Puoi vedere che il programma accende il LED, aspetta 1000 millisecondi (un secondo), spegne il LED, aspetta un altro secondo e poi ripete tutto - per sempre. Modificare il codice modificando entrambe le istruzioni "delay(1000)" in "delay(100)". Questa modifica farà lampeggiare il LED dieci volte più velocemente, giusto?

Carica il codice modificato nell'UNO e il LED dovrebbe lampeggiare più velocemente. Se è così, congratulazioni! Hai appena hackerato il tuo primo pezzo di codice incorporato. Una volta che la tua versione con lampeggio veloce è stata caricata e funzionante, perché non vedere se riesci a cambiare di nuovo il codice per far lampeggiare velocemente il LED due volte e poi aspettare un paio di secondi prima di ripetere? Provaci! Che ne dici di altri modelli? Una volta che sei riuscito a visualizzare un risultato desiderato, codificarlo e osservarlo per funzionare come previsto, hai fatto un enorme passo avanti per diventare un programmatore integrato e un hacker hardware.

Passaggio 3: schermo tattile TFT LCD a colori 480x320

Il Touch Screen Shield è dotato di un display TFT da 3,5 pollici con risoluzione 480x320 a 16 bit (65K) di colore intenso.

Lo shield si collega direttamente ad Arduino UNO come mostrato. Per un facile allineamento, basta allineare il pin da 3,3 V dello shield con il pin da 3,3 V dell'Arduino UNO.

Vari dettagli sullo scudo possono essere trovati alla pagina lcdwiki.

Dall'IDE di Arduino, installa la libreria MCUFRIEND_kvb usando il Gestore della libreria.

Apri File > Esempi > MCUFRIEND_kvb > GLUE_Demo_480x320

Carica e goditi la demo grafica.

Lo schizzo Touch_Paint.ino qui incluso utilizza la stessa libreria per una demo del programma di pittura dai colori vivaci.

Condividi le applicazioni colorate che crei per questo schermo TFT.

Passaggio 4: modulo sensore di colore

Il modulo sensore di colore GY-33 si basa sul sensore di colore TCS34725. Il modulo sensore di colore GY-33 funziona con alimentazione 3-5V e comunica le misurazioni su I2C. Il dispositivo TCS3472 fornisce un ritorno digitale dei valori di rilevamento della luce rossa, verde, blu (RGB) e chiara. Un filtro di blocco IR, integrato sul chip e localizzato nei fotodiodi di rilevamento del colore, riduce al minimo la componente spettrale IR della luce in ingresso e consente di effettuare misurazioni del colore con precisione.

Lo schizzo GY33.ino può leggere il sensore su I2C, inviare i valori RGB rilevati come testo al monitor seriale e anche visualizzare il colore rilevato su un LED RGB WS2812B. La libreria FastLED è necessaria.

AGGIUNGI UN DISPLAY OLED: Lo schizzo GY33_OLED.ino mostra come visualizzare anche i valori RGB su un OLED I2C 128x64. Basta collegare l'OLED al bus I2C (pin UNO A4/A5) in parallelo insieme al GY33. Entrambi i dispositivi possono essere collegati in parallelo poiché si trovano a indirizzi I2C diversi. Collega anche 5V e GND all'OLED.

LED MULTIPLI: Il pin LED inutilizzato nel diagramma è "Data Out" se si desidera collegare a margherita due o più LED indirizzabili insieme, è sufficiente collegare Data_Out dal LED N a Data_In del LED N+1.

SCHERMO PCB PROTOTIPO: il modulo GY-33, il display OLED e uno o più LED RGB possono essere saldati allo schermo di prototipazione per costruire uno schermo per strumenti di rilevamento del colore che può essere facilmente collegato e scollegato dall'Arduino UNO.

Passaggio 5: Scudo di sperimentazione Arduino multifunzione

Lo scudo di sperimentazione Arduino multifunzione può essere collegato all'Arduino UNO per sperimentare una varietà di componenti tra cui: indicatore LED rosso, indicatore LED blu, due pulsanti di input utente, pulsante di ripristino, sensore di temperatura e umidità DHT11, potenziometro di ingresso analogico, cicalino piezoelettrico, LED RGB, fotocellula per rilevare la luminosità della luce, sensore di temperatura LM35D e ricevitore a infrarossi.

I pin Arduino per ogni componente sono mostrati sulla serigrafia dello scudo. Inoltre, i dettagli e il codice demo possono essere trovati qui.

Passaggio 6: Pratica di saldatura a montaggio superficiale: LED Chaser

Hai avuto fortuna a costruire il LED Chaser a forma libera da HackerBox 0052?

Ad ogni modo, è tempo per un'altra sessione pratica di saldatura SMT. Questo è lo stesso circuito LED Chaser di HackerBox 0052 ma costruito utilizzando componenti SMT su un PCB invece di utilizzare componenti freeform/deadbug.

Innanzitutto, un discorso di incoraggiamento di Dave Jones nel suo EEVblog sulla saldatura dei componenti a montaggio superficiale.

Passaggio 7: cos'è una rete neurale?

Una rete neurale (wikipedia) è una rete o un circuito di neuroni, o in senso moderno, una rete neurale artificiale, composta da neuroni o nodi artificiali. Quindi una rete neurale è una rete neurale biologica, composta da veri neuroni biologici, o una rete neurale artificiale, per risolvere problemi di intelligenza artificiale (AI).