HackerBox 0052: Forma libre: 10 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¡Saludos a HackerBox Hackers de todo el mundo! HackerBox 0052 explora la creación de esculturas de circuitos de forma libre, incluido un ejemplo de perseguidor de LED y su elección de estructuras basadas en módulos LED WS2812 RGB. El Arduino IDE está configurado para Arduino Nano y experimentamos con la programación de microcontroladores ATtiny85 para nuestras esculturas de forma libre utilizando Arduino Nano. Las máquinas mentales se prueban para entrenar las ondas cerebrales para la relajación, la creatividad y la meditación. Los interruptores MOSFET se exploran para controlar cargas de alta corriente utilizando pines de E / S de microcontrolador simples.

Esta guía contiene información para comenzar con HackerBox 0052, que se puede comprar aquí hasta agotar existencias. Si desea recibir un HackerBox como este en su buzón cada mes, suscríbase en HackerBoxes.com y únase a la revolución.

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Paso 1: Lista de contenido para HackerBox 0052

• Arduino Nano
• Veinte módulos LED RGB WS2812B
• Microcontrolador ATtiny85 DIP8
• Lámpara LED USB (los colores varían)
• Chip temporizador 555
• Chip contador CD4017
• Placa de pruebas sin soldadura de 400 puntos
• Alambre de cobre para esculpir de forma libre 18G
• Cable USB macho-hembra
• Cable estéreo macho-hembra de 3,5 mm
• Conector PCB estéreo de 3,5 mm
• Dos MOSFET de canal P AOD417
• Dos MOSFET de canal N AOD514
• Potenciómetro 100K
• Potenciómetro de doble banda de 10K
• Quince LED verdes de 5 mm
• Clip de batería de 9 V con cables
• Tres condensadores electrolíticos de 10uF
• Un condensador electrolítico de 1uF
• Dos enchufes para chip DIP8
• Un zócalo de chip DIP16
• Resistencias: 680R, 1.5K y 4.7K Ohm
• Pegatina Teclado Guerrero Hacker
• Pegatina Phish Hook Hacker
• Gafas de sol deportivas exclusivas de HackerBox

Algunas otras cosas que serán útiles:

• Soldador, soldadura y herramientas de soldadura básicas
• Computadora para ejecutar herramientas de software

Lo más importante es que necesitará sentido de la aventura, espíritu hacker, paciencia y curiosidad. Construir y experimentar con la electrónica, aunque es muy gratificante, puede ser complicado, desafiante e incluso frustrante en ocasiones. El objetivo es el progreso, no la perfección. Cuando persiste y disfruta de la aventura, se puede derivar una gran satisfacción de este pasatiempo. Dé cada paso lentamente, preste atención a los detalles y no tema pedir ayuda.

Hay una gran cantidad de información para miembros actuales y potenciales en las preguntas frecuentes de HackerBoxes. Casi todos los correos electrónicos de soporte no técnico que recibimos ya están respondidos allí, por lo que realmente agradecemos que se tome unos minutos para leer las preguntas frecuentes.

Paso 2: circuitos de forma libre

Como se describe en esta Entrada de Hackaday, la técnica de ensamblar circuitos sin sustrato tiene muchos nombres: flywire, deadbug, cableado punto a punto o circuitos de forma libre. A veces, esta técnica se utiliza con fines prácticos, como corregir errores de diseño en la postproducción, pero probablemente lo más interesante es que se utilice para crear arte a partir de circuitos electrónicos.

Por lo general, construidos a partir de alambre de cobre, material de aluminio o varillas de latón, los componentes electrónicos de forma libre adoptan varias formas y pueden ser increíblemente hermosos y creativos, como se ve en estos ejemplos …

• Electrónica de forma libre como arte
• Prototipos de Deadbug y electrónica de forma libre
• Arte electrónico de Peter Vogel
• Joyas LED
• Esculturas electrónicas Eirik Brandal
• Circuitos de sintetizadores escultóricos
• Video de presentación de Mohit Bhoite de Hackaday Supercon
• Concurso de cultura del circuito Hackaday
• Esqueleto Ver video

¿Por qué no compartir algunas imágenes e ideas de sus propios intentos de escultura en circuito de forma libre?

Paso 3: perseguidor de LED de forma libre

Un circuito interesante para su primer intento de escultura de forma libre es un LED Chaser como el que se muestra en este video.

El cable de calibre 18 se puede formar en su lugar a mano o con unos alicates.

Las piezas más pesadas, como la batería de 9 V o el potenciómetro, se pueden ubicar en la parte inferior de la estructura para proporcionar una base estable.

Los enchufes DIP se pueden utilizar para los dos chips IC para evitar daños por calor durante la soldadura.

Paso 4: Arduino Nano

El Arduino Nano es uno de los módulos MCU favoritos. Los usamos para una variedad de experimentos y sistemas de bricolaje.

La placa Arduino Nano incluida incluye pines de encabezado que no vienen soldados al módulo. Deja las clavijas fuera por ahora. Realice las pruebas iniciales en el módulo Arduino Nano antes de soldar los pines del cabezal. Todo lo que se necesita es un cable MiniUSB y la placa Arduino Nano tal y como sale de la bolsa.

Si no ha utilizado un Arduino Nano recientemente, consulte la Guía para HackerBox 0051 para obtener información sobre el IDE de Arduino, el chip de puente USB / serie CH340G y cómo realizar la validación inicial del boceto "parpadeante" del módulo Arduino Nano y cadena de herramientas. Después de comprobar todo, suelde los pines del cabezal al Nano.

Si desea información introductoria adicional para trabajar en el ecosistema Arduino, consulte la Guía del Taller de inicio de HackerBoxes, que incluye varios ejemplos y un enlace a un libro de texto Arduino en PDF.

Paso 5: Programando ATtiny85 MCU usando Arduino Nano

Este video muestra cómo usar rápidamente el Arduino Nano (ejecutando ArduinoISP) y un capacitor para programar el microcontrolador ATtiny85 desde el Arduino IDE.

Paso 6: Módulos LED RGB de forma libre

Los módulos LED RGB (basados en componentes WS2812B) son un gran medio para ESCULTAR CIRCUITOS FREEFORM, especialmente cuando son impulsados por el MCU ATtiny85 de 8 pines. Se pueden soldar varias estructuras y se pueden programar patrones creativos de luz / color en la MCU.

Para nuestro ejemplo, lo instalamos en la biblioteca FastLED en el IDE de Arduino.

Comience con el boceto simple:

Ejemplos> FastLED> ColorPalette

Solo cambia:

#define LED_PIN a cualquier pin IO utilizado para LED "datos en"

#define NUM_LEDS según la cantidad de LED que haya en la cadena

#define BRILLO en un valor alrededor de 10-15 para ahorrar energía

y

#define LED_TYPE a WS2812B

Paso 7: Máquinas mentales

Según wikipedia, las máquinas mentales también se conocen como "máquinas cerebrales" o "máquinas de luz y sonido".

Las máquinas mentales suelen emplear un sonido rítmico pulsante y luces intermitentes para alterar la frecuencia de las ondas cerebrales del usuario. Esto puede inducir estados profundos de relajación, concentración y, en algunos casos, estados alterados de conciencia, que se han comparado con los obtenidos a partir de la meditación y la exploración chamánica.

Mind Machines puede generar señales para las luces pulsantes incrustadas en las gafas que usa el usuario que mira las luces a través de los párpados con los ojos cerrados.

Las máquinas mentales también generan estímulos de audio que incluyen latidos binaurales, que se perciben en la diferencia de frecuencia cuando dos ondas sinusoidales de tonos puros diferentes se presentan a un oyente de forma dicótica (una a través de cada oído). Por ejemplo, si se presenta un tono puro de 530 Hz al oído derecho de un sujeto, mientras que se presenta un tono puro de 520 Hz al oído izquierdo del sujeto, el oyente percibirá la ilusión auditiva de un tercer tono. El tercer sonido se llama latido binaural, y en este ejemplo tendría un tono percibido correlacionado con una frecuencia de 10 Hz, que es la diferencia entre los tonos puros de 530 Hz y 520 Hz presentados a cada oído.

AVISO DE SEGURIDAD IMPORTANTE:

Las luces que parpadean rápidamente pueden ser peligrosas para las personas con epilepsia fotosensible u otros trastornos nerviosos. Si es sensible a las luces intermitentes o tiene antecedentes de epilepsia, convulsiones u otros trastornos nerviosos, evite estos dispositivos o cualquier otro proyecto con luces intermitentes.

Paso 8: plataforma DIY Mind Machine

Se puede ensamblar una plataforma Mind Machine como se muestra aquí usando el Arduino Nano programado con el boceto mind_demo adjunto. El boceto se entrena para ondas cerebrales alfa de 9Hz utilizando luces y ritmos binaurales. Las ondas cerebrales alfa pueden promover una relajación profunda, como se explica aquí. El código se puede cambiar y expandir para explorar otras frecuencias de ondas cerebrales o patrones de entrenamiento.

Tenga en cuenta que mind_demo requiere dos bibliotecas: FastLED y ToneLibrary, las cuales se pueden encontrar usando Herramientas> Administrar bibliotecas dentro del IDE de Arduino. Se requiere la biblioteca de tonos especial porque la funcionalidad de tono estándar de Arduino no puede generar dos tonos diferentes a la vez.

Dos de los módulos WS2812B (en una cadena de dos) son perfectos para colocar en las lentes de las gafas de sol. Se pueden conectar al circuito del controlador mediante el cable de audio de 3,5 mm. El cable de audio de 3,5 mm se puede cortar cerca del extremo hembra. El extremo hembra está conectado al circuito MCU y el cable largo con el extremo macho se puede conectar a los LED de las gafas. Esto hace una bonita interfaz enchufable para las gafas LED.

Un poco de cinta adhesiva o cianoacrilato funciona muy bien para fijar los LED en las gafas. El pegamento termofusible suele tener dificultades para adherirse al plástico liso, como las lentes de los anteojos de sol. Si desea lucir sus tonos Exclusive HackerBox como tonos reales, simplemente golpee su guantera, cajón de basura o tienda local de un dólar para obtener algunas gafas de sol diferentes para sacrificarse por este proyecto.

El circuito de audio de doble banda funciona bien para controlar auriculares o audífonos estándar conectados al conector de PCB de 3,5 mm.

Paso 9: MOSFET para conmutar cargas de alta corriente

¿Alguna vez ha querido controlar dispositivos que consumen más corriente de la que admiten los pines IO de su MCU? ¿Qué tal controlar dispositivos a diferentes voltajes que el MCU?

Vale la pena ver este video de Andreas Spiess. Andreas repasa (la mayoría de) los detalles sangrientos para determinar qué tipos de transistores debemos tener a mano para cambiar las cargas de energía de nuestros proyectos digitales / MCU. Se reduce a tener:

FET de canal N para cambiar cargas de lado bajo, y

FET de canal P para conmutar cargas de lado alto.

Se incluyen un par de cada uno para experimentar con el encendido y apagado de una carga USB (lámpara LED). Corte el cable de extensión USB para abrirlo. Utilice un FET de canal P (pines D y S) para cambiar el cable rojo (lado alto). O use un FET de canal N (pines D y S) para cambiar el cable negro (lado bajo). Conecte la señal de control de la MCU a través de una de las resistencias de 680 ohmios al pin de la puerta (G) del FET y controle. También pruebe las "manos mágicas" en el pin G como se muestra en el video. Tenga en cuenta que las "manos mágicas" solo funcionan en una dirección, pero un cortocircuito rápido de la puerta a 5V o GND activará el interruptor FET.

Después de experimentar con estos escenarios de alimentación USB para la conmutación FET, puede reutilizar los dos "pigtails" USB colocando pinzas de cocodrilo en los cables rojo y negro. El lado de la toma USB se puede acoplar a una fuente de 5V y luego usarse para alimentar cualquier dispositivo USB que conecte a la toma. El lado del conector USB se puede usar para alimentar los clips (y cualquier cosa a la que estén conectados) desde cualquier fuente USB o verruga de pared. Estas trenzas con clip de cocodrilo son útiles para una variedad de escenarios de prueba y medición, por lo que es posible que desee tenerlas a mano en su banco de trabajo.

Paso 10: Tengo que usar tonos

El futuro de la electrónica, la tecnología informática y la seguridad de la información es tan brillante que debe usar sus cortinas HackerBox.

Recuerde compartir sus proyectos de HackerBox 0052 en los comentarios a continuación o en el grupo de Facebook de HackerBoxes. Además, recuerde que puede enviar un correo electrónico a [email protected] en cualquier momento si tiene una pregunta o necesita ayuda.

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