HackerBox 0025: Flair Ware: 15 pasos

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

Flair Ware: este mes, los hackers de HackerBox están creando una variedad de estilo electrónico para usar como dispositivos portátiles, demostraciones o incluso adornos navideños. Este Instructable contiene información para trabajar con HackerBox # 0025, que puede recoger 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 0025:

• Ensamble una placa de circuito simple alimentada por una celda de moneda con LED que parpadean automáticamente
• Explore osciladores analógicos en cascada para implementar una placa de identificación portátil
• Experimente con varios dispositivos Digispark para proyectos Arduino en miniatura
• Interconecte módulos LilyPad portátiles que incluyen LED NeoPixel a todo color
• Programe microcontroladores ATtiny85 en blanco usando USBasp

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 0025: Contenido de la caja

• Tarjeta de referencia coleccionable HackerBoxes # 0025
• Kit portátil LED Star
• Kit de placa de identificación de ciclo de color
• Kit portátil BitHead ATtiny85
• DevBoard de Digispark conectable
• Microcontrolador adicional ATtiny85 8DIP
• Módulo CJMCU LilyTiny Digispark
• Tres módulos LilyPad NeoPixel
• Módulo de celda de moneda LilyPad
• Pilas de botón de litio CR2032
• Programador USBasp Atmel AVR USB
• Tablero de Prototipos Verde 4x6cm
• Pin de solapa en la espalda
• Tubo retráctil - Variedad de 100 piezas
• Caja de proyecto de hojalata
• Calcomanía exclusiva de HackerBoxes
• Gorra de punto exclusiva de HackerBoxes

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 de bricolaje y curiosidad por los piratas informáticos. La electrónica incondicional de bricolaje no es una actividad trivial, y no la estamos diluyendo para usted. El objetivo es el progreso, no la perfección. Cuando persiste y disfruta de la aventura, se puede obtener una gran satisfacción al aprender nuevas tecnologías y, con suerte, hacer que algunos proyectos funcionen. Sugerimos dar cada paso lentamente, prestando atención a los detalles y sin dudar nunca en pedir ayuda.

PREGUNTAS FRECUENTES: Necesitamos un gran favor de los miembros de HackerBox. Tómese unos minutos para revisar las preguntas frecuentes en el sitio web de HackerBoxes antes de ponerse en contacto con el soporte. Si bien obviamente queremos ayudar a todos los miembros tanto como sea necesario, la mayoría de nuestros correos electrónicos de soporte involucran problemas administrativos simples que se tratan claramente en las Preguntas frecuentes. ¡Gracias por entender!

Paso 2: exprésate con wearables

Necesitamos hablar sobre tu estilo. Los dispositivos electrónicos portátiles pueden ser una forma llamativa de aprender sobre miniaturización, reducción de energía y diseño estético de PCB. Realmente puedes expresarte con proyectos como estos. Úselos, decore su espacio de trabajo o incluso utilícelos como adornos navideños. ¡Sea creativo y comparta su propio país de las maravillas de invierno con el mundo!

Paso 3: LED Star Wearable

Comencemos con un ejemplo que es bastante elegante en su simplicidad. Este diseño cuenta con cinco LED de 5 mm que parpadean automáticamente. Dado que estos LED parpadean automáticamente, no se requieren circuitos de control externos. Las únicas otras partes son un clip de celda de moneda CR2032 y un interruptor de encendido / apagado.

Montaje: Oriente el clip de la celda de moneda y los cinco LED de acuerdo con las marcas en la serigrafía de la placa de circuito impreso. Tenga en cuenta que cada LED tiene un "lado plano" que se muestra en la placa. Antes de colocar el clip de la batería, estañe completamente las tres almohadillas con soldadura. Aunque nada se suelda a la almohadilla central, un poco de estañado ayuda a construir un poco la almohadilla para asegurar un buen contacto con la superficie negativa de la celda de botón. Después de soldar, opere el interruptor varias veces para limpiar los contactos de suciedad u oxidación.

Paso 4: Kit de placa de identificación de ciclo de color

Esta placa de identificación en miniatura cuenta con dieciocho LED con ciclos de color controlados completamente por osciladores analógicos. Este diseño analógico 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 placa de identificación parpadeante.

Contenido del kit:

• Placa de circuito impresa púrpura personalizada
• Dos pinzas para pilas de monedas CR2032
• Seis LED ROJOS de 3 mm
• Seis LED naranjas de 3 mm
• Seis LED amarillos de 3 mm
• Tres transistores NPN 9014
• Tres condensadores de 47uF (tenga en cuenta que también hay un condensador de 10uF)
• Tres resistencias de 1K ohmios (marrón-negro-rojo)
• Tres resistencias de 10K ohmios (marrón-negro-naranja)
• Interruptor deslizante
• Zócalo JST-PH con coleta
• Calcomanía con tres caras de señales intercambiables

Paso 5: Teoría de funcionamiento de la placa de identificación

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 47uF 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 signo. 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.

Aquí hay una buena explicación del concepto básico usando una sola etapa (un oscilador y un transistor).

Paso 6: Ensamblaje del kit de placa de identificación

Utilice el esquema y el diagrama de ubicación de la placa de circuito impreso mientras ensambla el kit de placa de identificación.

Hay dos valores diferentes de resistencias. No son intercambiables. Para mantenerlos rectos, anote los valores en el esquema y los números de pieza en el diagrama de ubicación. 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 rojos, D7-D12 todos naranjas y D13-D18 todos amarillos.

Los condensadores están polarizados. Observe la marca "+" en el diagrama de ubicación y la marca "-" en el condensador. Estos indican pines opuestos, obviamente.

Los LED también están polarizados. Observe la marca "+" en el diagrama de ubicación. El pin largo del LED debe estar en ese agujero "+". El "lado plano" del LED debe estar adyacente al otro orificio.

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.

Una de las calcomanías se puede colocar en el centro de la placa de identificación completa.

Pueden pegarse alfileres o imanes en la parte posterior de la placa de identificación.

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

Paso 7: Digispark

Digispark es un proyecto de código abierto financiado originalmente a través de Kickstarter. Es una placa compatible con Arduino basada en ATtiny superminiatura que utiliza Atmel ATtiny85. El ATtiny85 es un microcontrolador de 8 pines que es un primo cercano del chip Arduino típico, el ATMega328P. El ATtiny85 tiene aproximadamente una cuarta parte de la memoria y solo seis pines de E / S. Sin embargo, se puede programar desde Arduino IDE y aún puede ejecutar código Arduino sin problemas.

Al ser un diseño de código abierto, hay muchas variaciones en Digispark. Aquí se muestran algunos de los más comunes. Trabajaremos con un par de estos.

La revisión del esquema debería plantear inmediatamente la pregunta: "¿Dónde está el chip USB?"

Micronucleus es la pieza de magia que permite que el diseño de Digispark funcione sin un chip de interfaz USB. Micronucleus es un cargador de arranque diseñado para microcontroladores AVR ATtiny con una interfaz USB mínima, herramienta de carga de programas multiplataforma basada en libusb y un fuerte énfasis en la compacidad del cargador de arranque. Es, con mucho, el cargador de arranque USB más pequeño para el AVR ATtiny.

CONDUCTOR LIBUSB

libusb es una biblioteca C que proporciona acceso genérico a dispositivos USB. Está destinado a ser utilizado por desarrolladores para facilitar la producción de aplicaciones que se comunican con hardware USB. La funcionalidad de libusb debería estar disponible automáticamente en Linux y OSX. Es posible que se requiera un controlador, como zadig, para las máquinas con Windows.

Paso 8: Digispark como patito de goma USB

El USB Rubber Ducky es una de las herramientas favoritas de los piratas informáticos. Es un dispositivo de inyección de pulsaciones de teclas disfrazado de unidad flash genérica. Las computadoras lo reconocen como un teclado normal y aceptan automáticamente las cargas útiles de pulsaciones de teclas preprogramadas a más de 1000 palabras por minuto. Siga el enlace para aprender todo sobre los patitos de goma de Hak5, donde también puede comprar el trato real. Mientras tanto, este video tutorial muestra cómo usar un Digispark como un patito de goma. Otro video tutorial muestra cómo convertir Rubber Ducky Scripts para que se ejecuten en Digispark.

Paso 9: CJMCU LilyTiny y NeoPixels

El CJMCU LilyTiny usa el mismo diseño de hardware y cargador de arranque que el Digispark. Sin embargo, LilyTiny está construida sobre un PCB violeta en forma de disco que recuerda a las placas LilyPad. Lea más sobre los wearables LilyPad aquí.

PARPADEO LED PARPADEO

Nuestro primer paso será flashear LilyTiny con el ejemplo de parpadeo de LED solo para asegurarnos de que nuestras herramientas estén en orden.

Si no tiene el IDE de Arduino instalado, hágalo primero.

Siga las instrucciones aquí para cargar el soporte de volcado digital en el IDE de Arduino.

Cargue el código de ejemplo "Inicio":

Archivo-> Ejemplos-> Digispark_Examples-> Iniciar

Presiona el botón de carga. El IDE le indicará que conecte su placa de destino. Una vez que lo haga, el programador de Digispark escaneará los puertos USB y programará el ATtiny85.

Una vez completada la carga, el LED debería parpadear.

Como prueba, puede cambiar AMBAS declaraciones "delay (1000)" para que sean "delay (100)" y reflash.

Ahora el LED debería parpadear diez veces más rápido (la demora cambió de 1000 a 100).

MÓDULOS DE NEOPÍXEL LILYPAD

Conecte los tres módulos NeoPixel como se muestra aquí.

Cargue el código de demostración de strandtest en el IDE:

Archivo-> Ejemplos -> (para Digispark) -> NeoPixel-> strandtest

En el código: Cambie el parámetro 1 (número de píxeles en la tira) a 3 Cambie el parámetro 2 (número de pin de Arduino) a 3

Sube y disfruta del espectáculo de luces, ¡todo sin chips USB!

Paso 10: USBasp - Programador USB Atmel AVR

Cuando compra un chip ATtiny85 sin procesar (como los dos chips DIP de 8 pines en esta caja) de Mouser o DigiKey, está completamente en blanco. Los chips no tienen micronúcleos ni ningún otro cargador de arranque. Necesitarán ser programados. Por ejemplo, utilizando un ISP (programador en circuito).

USBasp es un programador en circuito USB para controladores Atmel AVR. Simplemente consta de un ATMega88 o un ATMega8 y un par de componentes pasivos. El programador utiliza un controlador USB solo de firmware, no se necesita un controlador USB especial.

Inserte el ATtiny85 en la placa de desarrollo enchufable (tenga en cuenta el indicador del pin uno) y conecte la placa a la USBasp como se muestra aquí.

Agregue soporte ATtiny a su Arduino IDE (vea los detalles en High-LowTech):

En preferencias, agregue una entrada a la lista de URL del administrador del tablero para:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json

En Herramientas-> Tableros-> Administradores de tablero, agregue el paquete del administrador de tablero de ATtiny por David A. Mellis.

Esto agregará tableros ATtiny a la lista de tableros, donde ahora puede seleccionar …

Placa: ATtiny25 / 45/85 Procesador: ATtiny85 Reloj: Interno 1 MHz

[NOTA IMPORTANTE: Nunca configure el reloj en un reloj externo a menos que el chip tenga una fuente de reloj externa].

Cargue el ejemplo de código para "parpadear"

Cambie LED_BUILTIN a 1 en tres lugares en ese boceto y cárguelo al ATtiny85 usando USBasp.

El LED de DevBoard conectable ahora debería parpadear tal como lo hizo el LED LilyTiny al salir de la caja.

Nota al pie: Uso de DevBoard conectable como Digispark:

Técnicamente, estamos usando el DevBoard conectable aquí como una ruptura para conectar el USBasp, no como un Digispark. Para usarlo como Digispark, el microcontrolador deberá estar programado con la carga de arranque de micronúcleos que se puede descargar aquí.

Paso 11: Kit portátil BitHead ATtiny85

BitHead es la calavera mascota súper sexy de HackerBox. Este mes, viene en forma de PCB listo para usar un micro ATtiny85, un zumbador piezoeléctrico y un par de globos oculares NeoPixel.

Contenido del kit:

• Placa de circuito impresa BitHead negra personalizada
• Dos pinzas para pilas de monedas CR2032
• Zócalo DIP de 8 pines
• Circuito integrado DIP ATtiny85 de 8 pines
• Zumbador piezoeléctrico pasivo
• Dos LED NeoPixel redondos de 8 mm
• Condensador 10uf
• Interruptor deslizante
• Zócalo JST-PH con coleta

Paso 12: Ensamblaje portátil de BitHead

Dado que la serigrafía de PCB se utiliza para obras de arte, los indicadores de serigrafía típicos no están presentes en la PCB. En cambio, se muestran aquí como un diagrama de ensamblaje. Oriente con cuidado el zumbador, el condensador, el zócalo DIP8 y ambos NeoPixels de acuerdo con las marcas en este diagrama de ensamblaje. Los cables de los NeoPixels tienen una punta ancha unos pocos milímetros hacia abajo desde la cúpula de plástico. Estos son difíciles de pasar a través de los orificios de la placa de circuito impreso, por lo que puede ayudar a cortar los cables justo por encima de estos antes de la inserción. Asegúrese de dejar suficientes cables para que se extiendan a través de la PCB para soldar.

Recuerde estañar completamente las tres almohadillas de los clips de celda de moneda con soldadura. Aunque nada se suelda a las almohadillas centrales, estañarlas ayuda a construir la almohadilla para asegurar un buen contacto.

Paso 13: Programación portátil de BitHead

El boceto adjunto "WearableSkull.ino" demuestra cómo controlar el zumbador y los LED de BitHead desde un ATtiny85.

Utilice el DevBoard conectable para programar el boceto en el ATtiny85.

Para usar la biblioteca NeoPixel, necesitamos aumentar la frecuencia del reloj interno de 1MHz a 8MHz en Herramientas-> Reloj. Siempre que realice un cambio en la frecuencia del reloj, debe realizar una operación de "Grabar cargador de arranque" en las herramientas, así que hágalo ahora también.

Cargue el programa de demostración de BitHead en el ATtiny85, saque con cuidado el chip con un destornillador de punta plana, conecte el chip (orientación mental) en BitHead, encienda el interruptor y, si todo está bien … ¡ESTÁ VIVO!

Puedes jugar con las luces y los sonidos. Vea cuánto tiempo se tarda en cansarse del ciclo de "quemar y aprender" de introducir y sacar el chip. Bienvenido de nuevo a la década de 1980.

Paso 14: Mini placa de PCB BitHead

Esta aplicación alternativa de la PCB de la mascota BitHead requiere dos LED de parpadeo automático de 5 mm para los ojos en lugar de dos NeoPixels. Dado que los LED parpadean automáticamente, no se requieren circuitos de control.

PREPARAR LOS LED

Los cables de los dos LED tienen un punto ancho unos pocos milímetros hacia abajo desde la cúpula de plástico. Son difíciles de pasar a través de los orificios de la placa de circuito impreso. Corte los cables justo por encima de los puntos anchos como se muestra en la imagen. Asegúrese de dejar suficientes cables para que se extiendan a través de la PCB para soldar.

LADO TRASERO DE PCB

Los LED que parpadean automáticamente solo requieren uno de los dos clips de la batería. Corta las almohadillas superiores de la batería como se muestra en la imagen. Utilice uno de los cables recortados de los LED como cable de cortocircuito.

Estañe las tres almohadillas del clip de celda de moneda inferior con soldadura. Aunque nada se suelda a la almohadilla central, estañarla ayuda a construir la almohadilla para asegurar un buen contacto con la celda de botón.

Oriente el clip de la celda de moneda como se muestra en la serigrafía y suelde las dos pestañas en su lugar.

LADO FRONTAL DE PCB

Oriente con cuidado los LED recortados de acuerdo con las marcas de "punto plano" en la imagen. Los cables entran en los dos orificios centrales, dejando los dos orificios exteriores sin usar. Apriete ligeramente los cables para que coincidan con el espaciado de los orificios y luego mueva el LED suavemente hasta colocarlo en su lugar.

Con los LED y el interruptor insertados desde la parte frontal de la PCB. Suelde sus cables en la parte posterior de la PCB.

ÚLTIMOS RETOQUES

Cables soldados cortados al ras de la parte posterior de la PCB.

Inserte la celda de moneda.

Opere el interruptor varias veces para limpiar los contactos de suciedad u oxidación.

TRATAMIENTO OPCIONAL

Debido a que no se usa el clip de celda de moneda superior, hay espacio para perforar un orificio para sujetar una cadena de bolas o un cordón.

Paso 15: piratea el planeta

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