HackerBox 0043: Il labirinto di Falken: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Saluti agli hacker HackerBox di tutto il mondo! HackerBox 0043 ci offre streaming webcam integrato, circuiti di condensatori, assemblaggi pan-tilt micro servo e molto altro. Questo Instructable contiene informazioni per iniziare con HackerBox 0043, 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!

Argomenti e obiettivi di apprendimento per HackerBox 0043:

• Configura ESP32-CAM per Arduino IDE
• Programma una demo della webcam per ESP32-CAM
• Misurare i condensatori ceramici
• Assemblare un badge da ciclismo a LED analogico
• Esplora i micro servi e gli assiemi pan-tilt

HackerBoxes è il servizio di box in abbonamento mensile per gli appassionati di elettronica e informatica - Hardware Hackers - I sognatori dei sogni.

HACK IL PIANETA

Passaggio 1: elenco dei contenuti per HackerBox 0043

• Modulo ESP32-CAM
• Arduino Nano 5V 16Mhz
• Assemblaggio pan-tilt con doppi micro servi
• Modulo adattatore seriale USB FT232RL
• Modulo di alimentazione USB 5V e 3.3V
• Kit condensatore ceramico
• Distintivo WOPR - Kit di saldatura
• Due pile a bottone al litio CR2032
• Tagliere senza saldatura in miniatura
• Maglioni DuPont Donna-Femmina
• Cavo MiniUSB
• Decalcomania Java
• HackerBox esclusivi Il gioco del labirinto di Falken
• Decalcomania esclusiva ispirata a WarGames

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: attraversa il labirinto di Falken

Il labirinto di Falken: teoria dei giochi, informatica e ispirazioni alla guerra fredda per WarGames

"Un gioco strano. L'unica mossa vincente è non giocare. Che ne dici di una bella partita a scacchi?"

-1983 Film WarGames

Passaggio 3: modalità di cablaggio ESP32-CAM

Il modulo ESP32-CAM combina un modulo ESP32-S, una fotocamera OV2640, uno slot per schede microSD, flash LED e diversi pin I/O. ESP32-CAM consente di configurare lo streaming video wireless, fornire un'interfaccia server Web, integrare una telecamera di sorveglianza wireless nel sistema di automazione domestica, eseguire il rilevamento/riconoscimento facciale e molto altro.

Installa la videocamera: il connettore della videocamera sull'ESP32 è uno slot bianco con uno snap marrone o nero più scuro sul bordo. Lo snap scuro ruota verso il basso dal PCB verso la parte bianca del connettore. Una volta aperto, il connettore flessibile viene inserito nello slot bianco con l'obiettivo rivolto verso l'esterno. Infine, lo snap scuro viene premuto nuovamente nel connettore dello slot. Si noti che l'obiettivo ha un foglio di copertura protettivo che può essere rimosso prima dell'uso.

MODALITÀ DI PROGRAMMAZIONE

Per programmare ESP32-CAM, collegare l'adattatore seriale USB FT232RL come mostrato. Assicurarsi di impostare il ponticello di alimentazione sull'adattatore seriale USB FT232RL su 3,3 V. Il cortocircuito tra i pin IO0 e GND viene utilizzato per mettere ESP32 in modalità programma. Questo cavo può essere rimosso per consentire a ESP32 di avviarsi in modalità di esecuzione.

MODALITÀ WEBCAM

Una volta programmato, l'ESP32-CAM deve solo avere 5V e GND collegati. È possibile utilizzare il modulo di alimentazione USB o qualsiasi altro alimentatore da 5 V in grado di fornire una corrente sufficiente.

SUPPORTO MONITOR SERIALE

Per eseguire ESP32-CAM mentre è ancora connesso a USB (ad esempio, per visualizzare l'uscita del monitor seriale) è sufficiente collegare contemporaneamente entrambi i moduli come mostrato qui, ma quindi rimuovere la massa IO0 una volta completata la programmazione. Ciò consentirà a ESP32 di eseguire e utilizzare la connessione USB/seriale fornendo allo stesso tempo una corrente sufficiente attraverso il pin 5V per alimentare completamente ESP32. Senza l'alimentazione a 5 V, l'uscita a 3,3 V dell'FT232RL non alimenterà completamente l'ESP32 e si verificherà un messaggio di errore "brownout".

Passaggio 4: server di streaming webcam ESP32-CAM

1. Assicurarsi che il ponticello di alimentazione del modulo FT232RL sia impostato su 3,3 V
2. Se non è già installato, prendi l'IDE Arduino
3. Seguire le istruzioni di installazione per il pacchetto di supporto della scheda IDE Arduino ESP32
4. In Strumenti IDE, imposta Board su ESP32 Wrover Module
5. In Strumenti IDE, imposta Schema di partizione su Enorme APP
6. In IDE Tools, imposta la porta sull'adattatore seriale USB FT232RL
7. In File IDE, apri Esempi> ESP32> Fotocamera> CameraWebServer
8. Cambia il modello della fotocamera #define in "CAMERA_MODEL_AI_THINKER"
9. Modifica le stringhe SSID e Password in modo che corrispondano alla tua rete WiFi
10. Compila e carica l'esempio modificato
11. Rimuovere il ponticello IO0
12. Conferma che anche l'alimentazione a 5 V è collegata o ESP32 potrebbe "saltare"
13. Aprire il monitor seriale (115200 baud)
14. Premi il pulsante di ripristino sul modulo ESP32-CAM
15. Copia l'indirizzo IP dall'uscita del monitor seriale
16. Incolla l'indirizzo IP nel tuo browser web
17. L'interfaccia della webcam ESP32-CAM dovrebbe essere visualizzata
18. Fare clic sul pulsante "Avvia streaming" nell'interfaccia della webcam

Passaggio 5: condensatori ceramici

Un condensatore ceramico è un condensatore a valore fisso in cui il materiale ceramico funge da dielettrico. È costituito da due o più strati alternati di ceramica e uno strato di metallo che funge da elettrodi. La composizione del materiale ceramico definisce il comportamento elettrico del condensatore. (Wikipedia)

Circuit Basics ha una discussione utile che copre la misurazione della capacità, inclusi alcuni esempi di misurazione dei condensatori utilizzando hardware e programmi Arduino. Scorri verso il basso fino alla sezione "MISURATORE DI CAPACITÀ PER CONDENSATORI DA 470 UF A 18 PF" per una demo che può essere utilizzata con il tipo di condensatori ceramici nel kit condensatore ceramico. Sebbene la demo rappresenti un Arduino UNO, è possibile utilizzare anche Arduino Nano. Dopo aver impostato l'IDE Arduino per programmare Arduino Nano, incolla semplicemente "IL CODICE PER L'USCITA MONITOR SERIALE" dalla pagina collegata nell'IDE e compila/scarica il codice incollato nel Nano.

Per ulteriori informazioni sulla configurazione e la programmazione di Arduino Nano, dai un'occhiata alla guida online per HackerBoxes Starter Workshop.

Passaggio 6: kit badge WOPR

Questo badge WOPR presenta diciotto LED con cicli di colore controllati interamente da oscillatori temporizzati a condensatore analogici. Gli esempi precedenti di HackerBox hanno utilizzato questo tipo di circuito analogico per applicazioni di lampeggio LED simili. Il design ci ricorda che i microcontrollori, per quanto li amiamo, non sempre sono necessari per ottenere risultati interessanti. L'assieme del circuito stampato completato può essere indossato come un badge LED lampeggiante.

Contenuto del kit:

• Circuito stampato WOPR personalizzato
• Due clip per celle a bottone CR2032
• Sei LED rossi da 3 mm
• Sei LED arancioni da 3 mm
• Sei LED verdi da 3 mm
• Tre transistor NPN 9014
• Tre condensatori da 22uF
• Tre resistori da 1K ohm (marrone-nero-rosso)
• Tre resistori da 10K ohm (marrone-nero-arancio)
• Interruttore a scorrimento
• Due anelli spaccati

Il design presenta tre oscillatori in cascata per controllare il ciclo di colore dei LED. Ciascuno dei resistori da 10K e dei condensatori da 22uF forma un oscillatore RC che spinge periodicamente il transistor associato. I tre oscillatori RC sono collegati in cascata in una catena per mantenerli fuori fase, il che fa apparire casuale il lampeggio intorno alla scheda. Quando il transistor è "acceso", la corrente passa attraverso il suo banco di 6 LED e il loro resistore di limitazione della corrente da 1K, facendo lampeggiare quel banco di 6 LED.

Questo esempio include una bella spiegazione di questo concetto di oscillatore analogico utilizzando un singolo stadio (un oscillatore e un transistor).

Passaggio 7: assemblaggio del kit badge WOPR

NOTA MOLTO IMPORTANTE SULL'ORIENTAMENTO DEI COMPONENTI: Il badge ha un aspetto migliore se assemblato con i componenti a foro passante sul "lato anteriore" del PCB dove viene visualizzata la grafica del WOPR. Tuttavia, i contorni dei componenti sono sul retro e questi determinano il corretto orientamento dei componenti. Questo può essere particolarmente confuso per quanto riguarda i transistor TO-92, che dovrebbero essere inseriti dalla parte anteriore del PCB con la parte piatta rivolta verso l'alto, che viene capovolta dall'orientamento richiesto se inseriti dal retro del PCB. I transistor TO-92 possono anche essere posati con la superficie piana contro la parte anteriore del PCB come mostrato nell'esempio.

Notare che ci sono due diversi valori di resistori. Non sono intercambiabili. I resistori non sono polarizzati. Possono essere inseriti in entrambe le direzioni.

Notare che ci sono tre "banchi" di LED D1-D6, D7-D12 e D13-D18. Ogni banco dovrebbe essere tutto di un colore per bilanciare il carico corrente e anche per un bell'effetto visivo. Ad esempio, i LED D1-D6 potrebbero essere tutti (R)ED, D7-D12 tutti (G)REEN e D13-D18 tutti (O)RANGE.

I condensatori sono polarizzati. Notare il "+" sulla serigrafia del PCB. Il segno "-" (e il pin corto) sul condensatore deve essere inserito nell'ALTRO foro.

I LED sono anche polarizzati. Notare il lato piatto del LED mostrato sulla serigrafia del PCB. Il pin corto (catodo o cavo negativo) del LED dovrebbe trovarsi nel foro più vicino al "lato piatto" della serigrafia LED.

Stagnare completamente tutti e tre i pad per ciascuna delle clip delle pile a bottone con saldatura. Anche se nulla viene saldato ai pad centrali, la stagnatura aiuta a costruire il pad per garantire un buon contatto con la rispettiva pila a bottone.

Dopo la saldatura, azionare più volte l'interruttore per eliminare i contatti da detriti o ossidazione.

Fare attenzione a non cortocircuitare le due clip delle pile a bottone mentre si indossa il badge WOPR.

Passaggio 8: Assemblaggio Pan-Tilt Micro Servo

Il gruppo Pan-Tilt è costituito da due micro servi, quattro elementi meccanici in plastica stampata e hardware assortito. L'assemblaggio può essere acquistato da Adafruit dove puoi trovare anche un'ottima guida che illustra come funziona l'assemblaggio.

La libreria servo di Arduino può essere utilizzata per controllare uno dei micro servi per eseguire la panoramica del gruppo attorno al suo asse centrale e l'altro micro servo per inclinare il gruppo su e giù. Questo Instructable fornisce un esempio dettagliato per posizionare i due servi utilizzando il codice Arduino.

Il gruppo Pan-Tilt può essere utilizzato per posizionare display, laser, luci, telecamere o qualsiasi cosa. Come al solito, vediamo cosa ti viene in mente!

Una sfida interessante, se sei all'altezza, è aggiungere due controlli a scorrimento (panoramica e inclinazione) all'interfaccia web dell'esempio "CameraWebCamera" che spingono i parametri di posizione al firmware ESP32-CAM che a sua volta imposta i due servi su posizionare la webcam durante lo streaming.

Passaggio 9: vivere l'hackLife

Ci auguriamo che il viaggio di questo mese nell'elettronica e nella tecnologia informatica vi sia piaciuto. Raggiungi e condividi il tuo successo nei commenti qui sotto o sul gruppo Facebook HackerBoxes. Certamente fateci sapere se avete domande o avete bisogno di aiuto con qualsiasi cosa.

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