HackerBox 0036: JumboTron: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este mes, los hackers de HackerBox están explorando pantallas de matriz LED gigantes, computadoras de un solo chip ESP32 y controles de juegos con joystick. Este Instructable contiene información para comenzar con HackerBox # 0036, que se puede comprar aquí hasta agotar existencias. Además, 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 0036:

• Configure el IDE de Arduino para programar el ESP32
• Interfaz de entrada de control mediante joystick y pulsador
• Cablee datos y energía a paneles LED JumboTron
• Programe varias aplicaciones aprovechando las pantallas matriciales

HackerBoxes es el servicio de caja de suscripción mensual para electrónica de bricolaje y tecnología informática. Somos aficionados, creadores y experimentadores. Somos los soñadores de sueños. ¡HACKE EL PLANETA!

Paso 1: HackerBox 0036: Contenido de la caja

• Matriz LED P3 RGB con 64x32 píxeles
• Placa de desarrollo ESP32
• Tablero del controlador de juego con joystick
• Arnés de fuente de alimentación para matriz de LED
• Jerséis DuPont Mujer-Mujer 20cm
• Exclusivo planeador Koozie de HackerBoxes
• Calcomanía de fan art retro exclusiva de Atari

Algunas otras cosas que serán útiles:

• Fuente de alimentación de 5 V CC (2-4 amperios)
• 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. Todos disfrutamos aprendiendo nuevas tecnologías y, con suerte, construyendo algunos proyectos interesantes. 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.

El planeador es un patrón que viaja a través del tablero en el Juego de la vida de Conway. Ha sido adoptado libremente como un emblema para representar la cultura hacker desde que el autómata celular Game of Life atrae a los hackers y el concepto del planeador nació casi al mismo tiempo que Internet y Unix. ¿Puede programar Game of Life de Conway en la matriz LED de 64x32?

Paso 2: ESP32 y Arduino IDE

El ESP32 es una computadora de un solo chip. Está altamente integrado con Wi-Fi de 2.4 GHz y Bluetooth. El ESP32 integra el interruptor de antena, el balun de RF, el amplificador de potencia, el amplificador de recepción de bajo ruido, los filtros y los módulos de administración de energía. Como tal, toda la solución ocupa un área mínima de la placa de circuito impreso (PCB).

Hay algunos tipos de placas de desarrollo ESP32. El que se utiliza aquí es una variación del "DOIT ESP32 DevKit". La mayoría de los pines de E / S se extienden hasta los encabezados de los pines en ambos lados para facilitar la interconexión. Un chip de interfaz USB y un regulador de voltaje están integrados en el módulo. El ESP32 es compatible con el ecosistema Arduino y el IDE, que es una forma muy rápida y fácil de trabajar con el ESP32.

El repositorio de github de Arduino ESP32 incluye instrucciones de instalación para Linux, OSX y Windows. Haga clic en ese enlace y siga las instrucciones que correspondan con el sistema operativo de su computadora.

PROGRAMACIÓN DE LA JUNTA DE DESARROLLO

Para probar que el IDE está configurado correctamente antes de continuar, cargue el ejemplo de BLINK para hacer parpadear el LED integrado. Cambie los valores de retardo para probar diferentes frecuencias de parpadeo y asegúrese de que el código se esté recargando efectivamente en la placa ESP32.

Al programar el ESP32, presione y mantenga presionado el botón "BOOT" en la placa de desarrollo ESP32 antes de presionar el botón de carga en el IDE de Arduino. Una vez que aparezca el mensaje "Conectando _ _ _ …" en el IDE de Arduino, puede soltar el botón "BOOT" y la programación debería comenzar.

Paso 3: tablero del controlador del juego con joystick

Este "tablero de distribución" del controlador de juego incluye un control de joystick analógico y cuatro botones. Su tamaño y forma son adecuados para la operación manual.

El control de posición analógico se basa en dos potenciómetros (uno para xy otro para y) que están conectados en la configuración estándar de "divisor de voltaje". En consecuencia, OUTX y OUTY deben leerse como valores analógicos y escalar adecuadamente como se muestra en el código de demostración. OUTZ y los cuatro botones son simples interruptores digitales de encendido / apagado que normalmente flotan abiertos y en corto a GND cuando se activan.

La placa se puede conectar al ESP32 usando puentes de DuPont en los siguientes pines:

Controlador de juego ESP32

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 KEY1 32 KEY2 33 KEY3 25 KEY4

No hay nada especial en estas asignaciones de pines, pero son las que se utilizan en el código de demostración. Dado que ciertos pines IO en el ESP32 solo se emiten, es posible que desee mantenerlo simple y solo usar estos mismos valores.

Paso 4: Panel P3 de matriz de LED RGB 64x32

Con 2048 LED RGB a todo color, esta matriz es como su propia pantalla "mini" jumbotron personal. Estos paneles son en realidad del mismo tipo que se utilizan en las pantallas LED gigantes, como probablemente pueda ver en el arnés de potencia industrial. Los LED se colocan en una cuadrícula de paso de 3 mm (de ahí la designación P3). Se manejan con una velocidad de escaneo de 1:16.

Usaremos la biblioteca PxMatrix para el IDE de Arduino. Continúe e instale esa biblioteca ahora. También hay un montón de detalles de la teoría operativa en ese enlace si está interesado en comprobarlo.

Hay tres conectores en la parte posterior del panel de matriz de LED. Estos incluyen dos encabezados duales de 16 pines (etiquetados IN y OUT) y también un pequeño encabezado de alimentación. Hay tres juegos diferentes de cables para conectarlos como se describe a continuación.

Jumpers FINE de DATA IN a DATA OUT

EN FUERA

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NUEVE Jumpers del ESP32 a DATA IN

ESP IN

13 R1 22 LAT 19 A 23 B 18 C 5 D 2 OE 14 CLK GND GND

Arnés de poder

El arnés de alimentación proporcionado debe conectarse a una fuente de 5 VCC. Si planea iluminar todos los LED a su máximo brillo, el panel consumirá aproximadamente 4A. Si tiene un "suministro de banco" decente, debe aplicarlo para proporcionar 4A. Para una operación promedio típica, 2A podría ser suficiente. Por ejemplo, probamos un banco de energía USB de 2.5A (paquete de baterías), que funcionó bien. Soldamos un conector USB en lugar de las orejetas roscadas en el arnés de alimentación, lo que permite conectarlo al banco de alimentación USB.

Hay dos cabezales de cuatro clavijas en el arnés de alimentación. Estos son para alimentar dos paneles. Uno de los encabezados se puede quitar si desea ordenar las cosas, solo asegúrese de envolver los extremos de los cables cortados (con cinta o tubo) para evitar un cortocircuito en la fuente de alimentación.

Fuente de alimentación común para panel LED y ESP32

Corta un extremo de un suéter de DuPont. Pele y estañe el cable para conectarlo a una línea roja del arnés. Una opción fácil es usar una de las líneas donde quitamos el cabezal de alimentación adicional de cuatro pines. Nuevamente, asegúrese de envolver los empalmes de energía para evitar cortocircuitos. Después de programar el ESP32 y quitar el cable USB, el enchufe DuPont hembra en el otro extremo del cable empalmado se puede colocar en el pin VIN (no en el pin 3V3) de la placa ESP32. Esto suministrará energía a la placa ESP32 y a la matriz de LED desde la misma fuente de 5 V, lo que hará una configuración compacta y portátil para funcionar con batería.

Paso 5: Programa de demostración de Matrix

Programe el boceto jumbotrondemo.ino adjunto en el ESP32.

Asegúrese de que la biblioteca PxMatrix esté instalada.

Los cuatro modos del programa de demostración se seleccionan utilizando K1 - K4. El código debe ser bastante autoexplicativo para extenderlo a sus propios proyectos.

Paso 6: 1 2 3 ¡VAYA

¿Qué vas a hacer con tu pantalla a color de 64x32 y tu controlador de juegos? Empiece a hacer una lluvia de ideas inspirándose en otros proyectos de ejemplo …

• Proyecto Morphing Digital Clock
• Recursos de Adafruit Matrix Display
• Instructable con proyectos de matriz LED
• Agregar control BLE de Android
• ¿Qué tal un buen juego de Tetris?
• Juegos CHIP-8 (originalmente para pantallas de 64x32)
• Biblioteca para usar con ESP32 IDF (no Arduino)
• Diez grandes juegos electrónicos de bricolaje de WIRED

Envíe un enlace a su proyecto para que podamos compartirlo con los demás a continuación:

• Juguete de física de JeffG
• Juego de serpientes de Collene
• Ir rápido, girar a la izquierda, juego de ppervink
• Ticker de criptomonedas de ananseMugen
• Reloj de cuenta atrás navideño de rznazn

Paso 7: HACKEAR EL PLANETA

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