HackerBox 0043: Falken's Maze: 9 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¡Saludos a HackerBox Hackers de todo el mundo! HackerBox 0043 nos ofrece transmisión de cámara web incorporada, circuitos de condensadores, ensamblajes de giro e inclinación de micro servo y mucho más. Este Instructable contiene información para comenzar con HackerBox 0043, 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.

Temas y objetivos de aprendizaje para HackerBox 0043:

• Configure el ESP32-CAM para Arduino IDE
• Programe una demostración de cámara web para ESP32-CAM
• Medir condensadores cerámicos
• Montar una insignia de ciclismo LED analógica
• Explore Micro Servos y Ensambles Pan-Tilt

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HACKEAR EL PLANETA

Paso 1: Lista de contenido para HackerBox 0043

• Módulo ESP32-CAM
• Arduino Nano 5V 16Mhz
• Conjunto de giro e inclinación con micro servos duales
• Módulo adaptador de serie USB FT232RL
• Módulo de alimentación USB 5V y 3.3V
• Kit de condensador cerámico
• Insignia WOPR - Kit de soldadura
• Dos pilas de moneda de litio CR2032
• Placa de pruebas sin soldadura en miniatura
• Jerséis DuPont mujer-mujer
• Cable MiniUSB
• Etiqueta de Java
• Exclusivo juego de laberinto de HackerBoxes Falken
• Calcomanía inspirada en WarGames exclusiva

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: atraviesa el laberinto de Falken

Falken's Maze: teoría de juegos, informática y las inspiraciones de la Guerra Fría para WarGames

"Un juego extraño. El único movimiento ganador es no jugar. ¿Qué tal un buen juego de ajedrez?"

-1983 Películas WarGames

Paso 3: Modos de cableado de ESP32-CAM

El módulo ESP32-CAM combina un módulo ESP32-S, una cámara OV2640, una ranura para tarjeta microSD, flash LED y varios pines de E / S. La ESP32-CAM le permite configurar la transmisión inalámbrica de video, proporcionar una interfaz de servidor web, integrar una cámara de vigilancia inalámbrica en su sistema de automatización del hogar, realizar detección / reconocimiento facial y mucho más.

Instale la cámara: el conector de la cámara en el ESP32 es una ranura blanca con un broche de presión marrón o negro más oscuro en el borde. Las bisagras oscuras a presión se alejan de la PCB hacia la parte blanca del conector. Una vez abierto, el conector flexible se inserta en la ranura blanca con la lente hacia afuera. Finalmente, el broche oscuro se vuelve a presionar en el conector de ranura. Tenga en cuenta que la lente tiene una hoja protectora que se puede quitar antes de su uso.

MODO DE PROGRAMACIÓN

Para programar el ESP32-CAM, conecte el adaptador de serie USB FT232RL como se muestra. Asegúrese de configurar el puente de alimentación del adaptador en serie USB FT232RL en 3.3V. El corto entre los pines IO0 y GND se usa para poner el ESP32 en modo de programa. Este cable se puede quitar para permitir que el ESP32 arranque en modo de ejecución.

MODO WEBCAM

Una vez programado, el ESP32-CAM solo necesita tener 5V y GND conectados. Se puede utilizar el módulo de fuente de alimentación USB o cualquier otra fuente de 5 V capaz de proporcionar suficiente corriente.

SOPORTE DE MONITOR SERIE

Para ejecutar el ESP32-CAM mientras aún está conectado a USB (por ejemplo, para ver la salida del monitor en serie) simplemente conecte ambos módulos como se muestra aquí al mismo tiempo, pero luego retire la tierra IO0 una vez que se complete la programación. Esto permitirá que el ESP32 se ejecute y use la conexión USB / serie al mismo tiempo que proporciona suficiente corriente a través del pin de 5V para alimentar completamente el ESP32. Sin el suministro de 5 V, la salida de 3,3 V del FT232RL no alimentará completamente el ESP32 y se producirá un mensaje de falla de "caída de tensión".

Paso 4: Servidor de transmisión de cámara web ESP32-CAM

1. Asegúrese de que el puente de alimentación del módulo FT232RL esté configurado en 3.3V
2. Si aún no está instalado, tome el IDE de Arduino
3. Siga las instrucciones de instalación para el paquete de soporte de la placa ESP32 Arduino IDE
4. En IDE Tools, configure Board en ESP32 Wrover Module
5. En IDE Tools, configure Partition Scheme en Huge APP
6. En IDE Tools, establezca el puerto en el adaptador de serie USB FT232RL
7. En Archivos IDE, abra Ejemplos> ESP32> Cámara> CameraWebServer
8. Cambiar el modelo de cámara #define a "CAMERA_MODEL_AI_THINKER"
9. Cambie las cadenas de SSID y contraseña para que coincidan con su red WiFi
10. Compile y cargue el ejemplo modificado
11. Retire el puente IO0
12. Confirme que el suministro de 5 V también esté conectado o ESP32 puede "apagarse"
13. Abra el monitor en serie (115200 baudios)
14. Presione el botón de reinicio en el módulo ESP32-CAM
15. Copie la dirección IP de la salida del monitor serie
16. Pegue la dirección IP en su navegador web
17. La interfaz de la cámara web ESP32-CAM debería aparecer
18. Haga clic en el botón "Iniciar transmisión" en la interfaz de la cámara web.

Paso 5: condensadores cerámicos

Un capacitor cerámico es un capacitor de valor fijo donde el material cerámico actúa como dieléctrico. Está construido con dos o más capas alternas de cerámica y una capa de metal que actúa como electrodos. La composición del material cerámico define el comportamiento eléctrico del condensador. (Wikipedia)

Circuit Basics tiene una discusión útil que cubre la medición de capacitancia, incluidos algunos ejemplos de medición de condensadores que utilizan hardware y programas Arduino. Desplácese hacia abajo hasta el título de la sección "MEDIDOR DE CAPACIDAD PARA CONDENSADORES DE 470 UF A 18 PF" para ver una demostración que se puede utilizar con el tipo de condensadores cerámicos del kit de condensadores cerámicos. Si bien la demostración muestra un Arduino UNO, también se puede usar el Arduino Nano. Después de configurar el IDE de Arduino para programar el Arduino Nano, simplemente pegue "EL CÓDIGO PARA LA SALIDA DEL MONITOR EN SERIE" de la página vinculada en el IDE y compile / descargue el código pegado en el Nano.

Para obtener información adicional sobre la configuración y programación del Arduino Nano, consulte la guía en línea del Taller de inicio de HackerBoxes.

Paso 6: Kit de insignias WOPR

Esta insignia WOPR cuenta con dieciocho LED con ciclos de color controlados completamente por osciladores analógicos temporizados por capacitores. Los ejemplos anteriores de HackerBox han utilizado este tipo de circuito analógico para aplicaciones similares de parpadeo de LED. El diseño nos recuerda que los microcontroladores, por mucho que los amemos, no siempre son necesarios para obtener resultados interesantes. El conjunto completo de la placa de circuito se puede usar como una insignia de LED parpadeante.

Contenido del kit:

• Placa de circuito impreso WOPR personalizada
• Dos pinzas para pilas de monedas CR2032
• Seis LED rojos de 3 mm
• Seis LED naranjas de 3 mm
• Seis LED verdes de 3 mm
• Tres transistores NPN 9014
• Tres condensadores de 22uF
• Tres resistencias de 1K ohmios (marrón-negro-rojo)
• Tres resistencias de 10K ohmios (marrón-negro-naranja)
• Interruptor deslizante
• Dos anillos partidos

El diseño presenta tres osciladores en cascada para controlar el ciclo de color del LED. Cada una de las resistencias de 10K y los condensadores de 22uF forman un oscilador RC que activa periódicamente el transistor asociado. Los tres osciladores RC están conectados en cascada en una cadena para mantenerlos fuera de fase, lo que hace que el parpadeo parezca aleatorio alrededor del tablero. Cuando el transistor está "encendido", la corriente pasa a través de su banco de 6 LED y su resistencia limitadora de corriente de 1K, lo que hace que ese banco de 6 LED parpadee.

Este ejemplo incluye una buena explicación de este concepto de oscilador analógico usando una sola etapa (un oscilador y un transistor).

Paso 7: Ensamblaje del kit de insignias WOPR

NOTA MUY IMPORTANTE SOBRE LA ORIENTACIÓN DE LOS COMPONENTES: La placa se ve mejor cuando se ensambla con los componentes del orificio pasante en el "lado frontal" de la PCB donde se muestra la ilustración del WOPR. Sin embargo, los contornos de los componentes están en el reverso y estos dictan la orientación adecuada de los componentes. Esto puede ser particularmente confuso con respecto a los transistores TO-92, que deben insertarse desde la parte frontal de la PCB con la parte plana hacia arriba, que se cambia de la orientación requerida si se inserta desde la parte posterior de la PCB. Los transistores TO-92 también se pueden colocar con la superficie plana contra el frente de la PCB como se muestra en el ejemplo.

Tenga en cuenta que hay dos valores diferentes de resistencias. No son intercambiables. Las resistencias no están polarizadas. Pueden insertarse en cualquier dirección.

Tenga en cuenta que hay tres "bancos" de LED D1-D6, D7-D12 y D13-D18. Cada banco debe ser de un solo color para equilibrar la carga actual y también para un efecto visual agradable. Por ejemplo, los LED D1-D6 podrían ser todos (R) ED, D7-D12 todos (G) REEN y D13-D18 todos (O) RANGE.

Los condensadores están polarizados. Tenga en cuenta la marca "+" en la serigrafía de la placa de circuito impreso. La marca "-" (y la patilla corta) del condensador debe insertarse en el OTRO orificio.

Los LED también están polarizados. Tenga en cuenta el lado plano del LED que se muestra en la serigrafía de la PCB. El pin corto (cátodo o cable negativo) del LED debe estar en el orificio más cercano al "lado plano" de la serigrafía LED.

Estañe completamente las tres almohadillas para cada uno de los clips de celda de moneda con soldadura. A pesar de que nada se suelda a las almohadillas centrales, el estañado ayuda a construir la almohadilla para asegurar un buen contacto con la celda de botón respectiva.

Después de soldar, opere el interruptor varias veces para limpiar los contactos de suciedad u oxidación.

Tenga cuidado de no hacer cortocircuitos entre los dos clips de celda de moneda mientras se lleva la insignia WOPR.

Paso 8: Ensamblaje Micro Servo Pan-Tilt

El conjunto Pan-Tilt consta de dos micro servos, cuatro elementos mecánicos de plástico moldeado y hardware variado. El ensamblaje se puede comprar en Adafruit, donde también puede encontrar una gran guía que ilustra cómo funciona el ensamblaje.

La biblioteca de servos Arduino se puede utilizar para controlar uno de los micro servos para mover el conjunto alrededor de su eje central y el otro micro servo para inclinar el conjunto hacia arriba y hacia abajo. Este Instructable proporciona un ejemplo detallado para posicionar los dos servos usando el código Arduino.

El conjunto Pan-Tilt se puede utilizar para colocar pantallas, láseres, luces, cámaras o casi cualquier cosa. Como de costumbre, ¡veamos qué se te ocurre!

Un desafío interesante, si está preparado para ello, es agregar dos controles deslizantes (panorámica e inclinación) a la interfaz web del ejemplo "CameraWebCamera" que empujan los parámetros de posición al firmware ESP32-CAM que a su vez configura los dos servos para coloque la cámara web mientras transmite.

Paso 9: Viviendo HackLife

Esperamos que haya disfrutado del viaje de este mes hacia la electrónica y la tecnología informática. Comuníquese y comparta su éxito en los comentarios a continuación o en el grupo de Facebook de HackerBoxes. Ciertamente, háganos saber si tiene alguna pregunta o necesita ayuda con algo.

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