HackerBox 0051: MCU Lab: 10 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Χαιρετισμούς στους HackerBox Hackers σε όλο τον κόσμο! Το HackerBox 0051 παρουσιάζει το HackerBox MCU Lab. Το MCU Lab είναι μια πλατφόρμα ανάπτυξης για δοκιμή, ανάπτυξη και πρωτότυπο με μικροελεγκτές και μονάδες μικροελεγκτών. Ένα Arduino Nano, ESP32 Module και SMT32 Black Pill χρησιμοποιούνται για την εξερεύνηση των μπλοκ χαρακτηριστικών του MCU Lab. Τα μπλοκ λειτουργιών MCU Lab περιλαμβάνουν διακόπτες, κουμπιά, LED, οθόνη OLED, βομβητή, ποτενσιόμετρο, εικονοστοιχείο RGB, μετατροπέα λογικού επιπέδου, έξοδο VGA, είσοδο πληκτρολογίου PS/2, σειριακή διεπαφή USB και διπλές περιοχές πρωτότυπης χωρίς συγκόλληση.

Αυτός ο οδηγός περιέχει πληροφορίες για να ξεκινήσετε με το HackerBox 0051, οι οποίες μπορούν να αγοραστούν εδώ μέχρι εξαντλήσεως των αποθεμάτων. Αν θα θέλατε να λαμβάνετε ένα HackerBox όπως αυτό ακριβώς στο γραμματοκιβώτιό σας κάθε μήνα, εγγραφείτε στο HackerBoxes.com και λάβετε μέρος στην επανάσταση!

Το HackerBoxes είναι η μηνιαία συνδρομητική υπηρεσία κουτί για χάκερ υλικού και λάτρεις της ηλεκτρονικής και της τεχνολογίας υπολογιστών. Ελάτε μαζί μας για να ζήσετε το HACK LIFE.

Βήμα 1: Λίστα περιεχομένου για το HackerBox 0051

• MCU Ενότητα 1: Arduino Nano 5V, 16MHz
• MCU Ενότητα 2: WEMOS ESP32 Lite
• MCU Ενότητα 3: Μαύρο χάπι STM32F103C8T6
• Αποκλειστική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος MCU Lab
• Σειριακός προσαρμογέας USB FT232RL
• OLED 128x64 Οθόνη I2C 0,96 ίντσες
• Αμφίδρομος μετατροπέας λογικού επιπέδου 8-bit
• WS2812B RGB SMD LED
• Τέσσερα επιφανειακά κουμπιά αφής
• Τέσσερα κόκκινα LED διάχυτα 5mm
• Piezo Buzzer
• Συνδετήρας HD15 VGA
• Συνδετήρας πληκτρολογίου Mini-DIN PS/2
• Ποτενσιόμετρο 100K Ohm
• 8 Διακόπτης θέσης DIP
• AMS1117 Γραμμικός ρυθμιστής 3.3V SOT223
• Δύο πυκνωτές τανταλίου 22uF 1206 SMD
• Δέκα αντιστάσεις 680 Ohm
• Τέσσερα κολλητικά ελαστικά PCB πόδια
• Δύο μίνι Breadboards χωρίς κόλλα 170 σημείων
• Έντεκα υποδοχές γυναικείας κεφαλίδας 8 ακίδων
• Κεφαλίδα Breakaway 40 ακίδων
• Πακέτο 65 καλωδίων αρσενικού άλτη
• Αυτοκόλλητο πινάκων κυκλωμάτων ανυψωμένης πυγμής
• Hack The Planet Smiley Pirate Sticker
• Αποκλειστικό μπρελόκ HackerBox "Κατάργηση πριν από την πτήση"

Κάποια άλλα πράγματα που θα σας βοηθήσουν:

• Συγκολλητικό σίδερο, συγκόλληση και βασικά εργαλεία συγκόλλησης
• Υπολογιστής για τη λειτουργία εργαλείων λογισμικού

Το πιο σημαντικό, θα χρειαστείτε μια αίσθηση περιπέτειας, πνεύμα χάκερ, υπομονή και περιέργεια. Το να χτίζεις και να πειραματίζεσαι με τα ηλεκτρονικά, αν και είναι πολύ ανταποδοτικό, μπορεί να είναι δύσκολο, προκλητικό, ακόμη και απογοητευτικό κατά καιρούς. Ο στόχος είναι η πρόοδος και όχι η τελειότητα. Όταν επιμένεις και απολαμβάνεις την περιπέτεια, μπορεί να προκύψει μεγάλη ικανοποίηση από αυτό το χόμπι. Κάντε κάθε βήμα αργά, προσέξτε τις λεπτομέρειες και μην φοβάστε να ζητήσετε βοήθεια.

Υπάρχει μια πληθώρα πληροφοριών για τα τρέχοντα και τα υποψήφια μέλη στις Συνήθεις Ερωτήσεις για τα HackerBoxes. Σχεδόν όλα τα μηνύματα ηλεκτρονικής υποστήριξης που λαμβάνουμε έχουν ήδη απαντηθεί εκεί, γι 'αυτό εκτιμούμε πραγματικά τον χρόνο που αφιερώσατε για να διαβάσετε τις Συνήθεις Ερωτήσεις.

Βήμα 2: HackerBoxes MCU Lab

Το MCU Lab είναι μια συμπαγής, γυαλισμένη έκδοση μιας πλατφόρμας ανάπτυξης που χρησιμοποιούμε για να πρωτοτυπώσουμε και να δοκιμάσουμε διάφορα σχέδια που βασίζονται σε μικροελεγκτές (MCU). Είναι εξαιρετικά χρήσιμο για εργασία με μονάδες MCU (όπως Arduino Nano, ESP32 DevKit, κ.λπ.) ή μεμονωμένα πακέτα συσκευών MCU (όπως ATMEGA328s, ATtiny85s, PICs, κ.λπ.). Ένας στόχος MCU μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε από τις μίνι σανίδες ψύξης χωρίς συγκόλληση. Δύο MCU μπορούν να διασυνδεθούν μαζί χρησιμοποιώντας και τις δύο σανίδες ή ένας από τους χώρους του breadboard μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλα κυκλώματα.

Τα "μπλοκ χαρακτηριστικών" του εργαστηρίου MCU αναλύονται σε γυναικείες κεφαλίδες παρόμοιες με αυτές που βρέθηκαν σε ένα Arduino UNO. Οι γυναικείες κεφαλίδες είναι συμβατές με αρσενικούς πείρους.

Βήμα 3: Συναρμολογήστε το HackerBoxes MCU Lab

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ SMD ΣΤΟ ΠΙΣΩ

Ξεκινήστε τοποθετώντας τον γραμμικό ρυθμιστή AMS1117 (SOT 233 Package) και τους δύο πυκνωτές φίλτρου 22uF στην πίσω πλευρά του PCB. Σημειώστε ότι η μία πλευρά κάθε μεταξοτυπίας πυκνωτή είναι ορθογώνια και η άλλη πλευρά είναι οκταγωνική. Οι πυκνωτές πρέπει να είναι προσανατολισμένοι έτσι ώστε το σκούρο κορδόνι στη συσκευασία να ευθυγραμμίζεται με την οκταγωνική πλευρά μεταξοτυπίας.

ΣΥΝΕΧΙΣΤΕ ΜΕ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΜΠΡΟΣΤΑ ΣΤΟ ΔΙΣΚΟ

Συγκολλήστε το LED WS2812B RGB. Προσανατολίστε τη λευκή σηματοδοτημένη γωνία κάθε LED ώστε να αντιστοιχεί στη γωνία με καρτέλες όπως φαίνεται στην μεταξοτυπία PCB.

Τέσσερα απτά κουμπιά SMD

Τέσσερα κόκκινα LED με τέσσερις αντιστάσεις

Μετατροπέας επιπέδου με καρφίτσα VA πλησιέστερη σήμανση 3V3 και καρφίτσα VB πλησιέστερη σήμανση 5V. Η μονάδα Level Shifter μπορεί να τοποθετηθεί στο PCB συγκολλώντας τις κεφαλίδες στη μονάδα και στη συνέχεια σύροντας τα μαύρα πλαστικά διαχωριστικά από τις κεφαλίδες πριν τοποθετήσετε τη μονάδα στο PCB Lab MCU Lab. Το να αφήνεις τους αποστάτες ανοιχτό είναι επίσης καλό.

Δύο λωρίδες της κεφαλίδας μπορούν να σπάσουν για να συνδέσουν τη μονάδα FT232. Ένα μικρότερο τμήμα κεφαλίδας 4 ακίδων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κεφαλίδα 5V/GND ακριβώς δίπλα στη μονάδα FT232.

Προς το παρόν, συμπληρώστε τη θηλυκή κεφαλίδα VGA που βρίσκεται πιο κοντά στην υποδοχή HD15 VGA και στην υποδοχή πληκτρολογίου. Ωστόσο, ΜΗΝ ΔΗΜΟΣΙΕΥΕΤΕ την πρόσθετη κεφαλίδα δίπλα σε αυτήν ή τις πέντε αντιστάσεις μεταξύ αυτών των δύο κεφαλίδων. Συγκεκριμένες επιλογές για διασύνδεση σήματος βίντεο συζητούνται αργότερα.

Συμπληρώστε τις άλλες εννέα γυναίκες κεφαλίδες.

Αφαιρέστε την κόλλα από το πίσω μέρος και των δύο σανίδων ψύξης χωρίς κόλληση για να τις στερεώσετε στο PCB του MCU Lab.

Τοποθετήστε τα κολλητικά ελαστικά πόδια στο κάτω μέρος του PCB Lab MCU για να προστατεύσετε τον πάγκο εργασίας σας από γρατζουνιές.

ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΕΙΣΟΔΩΝ ΔΥΝΑΜΗΣ

Υπάρχουν τουλάχιστον δύο, και πιθανότατα έως και τέσσερα, μέρη όπου η ενέργεια μπορεί να εισέλθει στο εργαστήριο MCU. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, οπότε πάντα λάβετε προσεκτικά υπόψη τις ακόλουθες υποδείξεις:

Τα σημεία κεφαλίδας με την ένδειξη 5V είναι όλα συνδεδεμένα. Η ράγα 5V συνδέεται επίσης με την υποδοχή πληκτρολογίου, τον επιλογέα επιπέδου και το LED WS2812B RGB. Η τροφοδοσία μπορεί να τροφοδοτηθεί στη ράγα 5V συνδέοντας το FT232 σε USB, συνδέοντας την κεφαλίδα τροφοδοσίας τεσσάρων ακίδων σε εξωτερική τροφοδοσία ή συνδέοντας έναν βραχυκυκλωτήρα από έναν ακροδέκτη 5V του PCB σε μια τροφοδοτούμενη μονάδα 5V (συνήθως τροφοδοτείται από USB).

Ομοίως, οι ακίδες GND είναι όλες συνδεδεμένες. Συνδέονται στο USB GND στο FT232 (αν υποθέσουμε ότι το USB είναι συνδεδεμένο στο FT232). Μπορούν επίσης να συνδεθούν με τη γείωση χρησιμοποιώντας έναν βραχυκυκλωτήρα μεταξύ ενός από αυτούς και μια τροφοδοτούμενη μονάδα όπως συζητήθηκε για το δίκτυο 5V.

Η ράγα 3V3 κινείται από τον ρυθμιστή στο πίσω μέρος του PCB. Είναι μόνο πηγή και (σε αντίθεση με τη ράγα 5V) δεν πρέπει να οδηγείται από μονάδες ή άλλα κυκλώματα αφού οδηγείται απευθείας από τον ρυθμιστή στη ράγα 5V.

Βήμα 4: Μονάδα Arduino Nano MCU

Μια από τις πιο συνηθισμένες μονάδες MCU αυτές τις μέρες είναι το Arduino Nano. Ο συμπεριλαμβανόμενος πίνακας Arduino Nano συνοδεύεται από καρφίτσες κεφαλίδας, αλλά δεν συγκολλούνται στη μονάδα. Αφήστε τις καρφίτσες για τώρα. Εκτελέστε αυτές τις αρχικές δοκιμές στη μονάδα Arduino Nano πριν από τη συγκόλληση στις καρφίτσες κεφαλίδας. Το μόνο που χρειάζεται είναι ένα καλώδιο microUSB και η πλακέτα Arduino Nano όπως βγαίνει από την τσάντα.

Το Arduino Nano είναι μια επιτοίχια, φιλική προς το ψωμί, μικρογραφική πλακέτα Arduino με ενσωματωμένο USB. Είναι εκπληκτικά πλήρως εξοπλισμένο και εύκολο να χακάρει.

Χαρακτηριστικά:

• Μικροελεγκτής: Atmel ATmega328P
• Τάση: 5V
• Digitalηφιακές ακίδες εισόδου/εξόδου: 14 (6 PWM)
• Αναλογικές ακίδες εισόδου: 8
• Ρεύμα DC ανά καρφίτσα εισόδου/εξόδου: 40 mA
• Μνήμη Flash: 32 KB (2KB για εκκίνηση)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Ταχύτητα ρολογιού: 16 MHz
• Διαστάσεις: 17mm x 43mm

Η συγκεκριμένη παραλλαγή του Arduino Nano είναι η μαύρη Robotdyn Nano. Περιλαμβάνει ενσωματωμένη θύρα MicroUSB συνδεδεμένη σε τσιπ USB/Serial bridge CH340G. Λεπτομερείς πληροφορίες για το CH340 (και προγράμματα οδήγησης, εάν χρειάζεται) μπορείτε να βρείτε εδώ.

Όταν συνδέετε για πρώτη φορά το Arduino Nano σε μια θύρα USB του υπολογιστή σας, η πράσινη λυχνία τροφοδοσίας θα ανάψει και λίγο μετά το μπλε LED θα αρχίσει να αναβοσβήνει αργά. Αυτό συμβαίνει επειδή το Nano είναι προ-φορτωμένο με το πρόγραμμα BLINK, το οποίο λειτουργεί με το ολοκαίνουργιο Arduino Nano.

ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ: Εάν δεν έχετε ακόμη εγκαταστήσει το Arduino IDE, μπορείτε να το κατεβάσετε από το Arduino.cc

Συνδέστε το Nano στο καλώδιο MicroUSB και το άλλο άκρο του καλωδίου σε μια θύρα USB του υπολογιστή. Εκκινήστε το λογισμικό Arduino IDE. Επιλέξτε "Arduino Nano" στο IDE κάτω από εργαλεία> πίνακα και "ATmega328P (παλιός φορτωτής εκκίνησης)" κάτω από εργαλεία> επεξεργαστής. Επιλέξτε την κατάλληλη θύρα USB στα εργαλεία> θύρα (πιθανότατα είναι όνομα με "wchusb").

Τέλος, φορτώστε ένα κομμάτι παραδείγματος κώδικα: Αρχείο-> Παραδείγματα-> Βασικά-> Αναλαμπή

Το Blink είναι στην πραγματικότητα ο κώδικας που είχε προφορτωθεί στο Nano και θα έπρεπε να λειτουργεί τώρα για να αναβοσβήνει αργά το μπλε LED. Συνεπώς, αν φορτώσουμε αυτόν τον παράδειγμα κώδικα, τίποτα δεν θα αλλάξει. Αντ 'αυτού, ας τροποποιήσουμε λίγο τον κώδικα.

Κοιτάζοντας προσεκτικά, μπορείτε να δείτε ότι το πρόγραμμα ανάβει τη λυχνία LED, περιμένει 1000 χιλιοστά του δευτερολέπτου (ένα δευτερόλεπτο), απενεργοποιεί τη λυχνία LED, περιμένει ένα δευτερόλεπτο και μετά τα κάνει όλα ξανά - για πάντα.

Τροποποιήστε τον κώδικα αλλάζοντας και τις δύο δηλώσεις "καθυστέρηση (1000)" σε "καθυστέρηση (100)". Αυτή η τροποποίηση θα κάνει το LED να αναβοσβήνει δέκα φορές πιο γρήγορα, σωστά;

Ας φορτώσουμε τον τροποποιημένο κώδικα στο Nano κάνοντας κλικ στο κουμπί UPLOAD (το εικονίδιο με το βέλος) ακριβώς πάνω από τον τροποποιημένο κώδικα. Παρακολουθήστε παρακάτω τον κωδικό για τις πληροφορίες κατάστασης: "μεταγλώττιση" και στη συνέχεια "μεταφόρτωση". Τελικά, το IDE θα πρέπει να υποδεικνύει "Ολοκλήρωση φόρτωσης" και το LED σας θα αναβοσβήνει γρηγορότερα.

Αν ναι, συγχαρητήρια! Μόλις παραβιάσατε το πρώτο σας κομμάτι ενσωματωμένου κώδικα.

Μόλις φορτωθεί και εκτελεστεί η έκδοση γρήγορης αναλαμπής, γιατί να μην δείτε εάν μπορείτε να αλλάξετε ξανά τον κωδικό για να κάνετε το LED να αναβοσβήνει γρήγορα δύο φορές και στη συνέχεια να περιμένετε μερικά δευτερόλεπτα πριν επαναλάβετε; Δοκίμασε το! Τι λέτε για κάποια άλλα μοτίβα; Μόλις επιτύχετε να απεικονίσετε ένα επιθυμητό αποτέλεσμα, να το κωδικοποιήσετε και να το παρατηρήσετε να λειτουργεί όπως έχει προγραμματιστεί, έχετε κάνει ένα τεράστιο βήμα προς το να γίνετε ικανός χάκερ υλικού.

Τώρα που επιβεβαιώσατε τη λειτουργία της μονάδας Nano, προχωρήστε και κολλήστε τις καρφίτσες κεφαλίδας σε αυτήν. Μόλις συνδεθούν οι κεφαλίδες, η μονάδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα σε έναν από τους πίνακες ψύξης χωρίς συγκόλληση του Εργαστηρίου MCU. Αυτή η διαδικασία δοκιμής μιας μονάδας MCU με λήψη κάποιου απλού δοκιμαστικού κώδικα, τροποποίηση και λήψη ξανά είναι μια βέλτιστη πρακτική κάθε φορά που χρησιμοποιείτε μια νέα μονάδα MCU διαφορετικού τύπου.

Εάν θέλετε πρόσθετες εισαγωγικές πληροφορίες για εργασία στο οικοσύστημα Arduino, προτείνουμε να δείτε τον Οδηγό για το HackerBoxes Starter Workshop, ο οποίος περιλαμβάνει πολλά παραδείγματα και έναν σύνδεσμο σε ένα PDF Arduino Textbook.

Βήμα 5: Εξερευνήστε το MCU Lab με το Arduino Nano

ΠΟΤΕΝΣΙΟΜΕΤΡΟ

Συνδέστε τον κεντρικό πείρο του ποτενσιόμετρου στο Nano Pin A0.

Φόρτωση και εκτέλεση: Παραδείγματα> Αναλογικό> AnalogInput

Το παράδειγμα είναι προεπιλεγμένο για το ενσωματωμένο LED του Nano. Γυρίστε το ποτενσιόμετρο για να αλλάξετε την ταχύτητα αναλαμπής.

Τροποποιώ:

Στον κώδικα, αλλάξτε το LedPin = 13 σε 4

Άλμα από Nano Pin 4 (και GND) σε ένα από τα κόκκινα LED του εργαστηρίου MCU.

ΒΟΜΒΗΤΗΣ

Μπλουζάκι από το Buzzer στο Nano Pin 8. Βεβαιωθείτε ότι η πλακέτα GND είναι συνδεδεμένη με την GND του Nano που τροφοδοτείται, καθώς η γείωση του βομβητή συνδέεται σκληρά με το δίχτυ GND της πλακέτας.

Φόρτωση και εκτέλεση: Παραδείγματα> Digitalηφιακό> toneMelody

OLED DISPLAY

Στο Arduino IDE, χρησιμοποιήστε τον διαχειριστή βιβλιοθήκης για να εγκαταστήσετε το "ssd1306" από τον Alexey Dyna.

Συνδέστε OLED: GND σε GND, VCC σε 5V, SCL στο A5 του Nano, SDA στο A4 του Nano

Φόρτωση και εκτέλεση: Παραδείγματα> ssd1306> demos> ssd1306_demo

WS2812B RGB LED

Στο Arduino IDE, χρησιμοποιήστε τον διαχειριστή βιβλιοθήκης για να εγκαταστήσετε το FastLED

Συνδέστε τον πείρο κεφαλίδας του WS2812 με τον πείρο 5 του Nano.

Φόρτωση: Παραδείγματα> FastLED> ColorPalette

Αλλάξτε NUM_LEDS σε 1 και LED_TYPE σε WS2812B

Μεταγλώττιση και εκτέλεση

ΓΡΑΦΤΕ ΚΑΠΟΙΟ ΚΩΔΙΚΟ ΓΙΑ ΑΣΚΗΣΗ ΤΩΝ ΚΟΥΜΠΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΑΓΕΣ

Θυμηθείτε να χρησιμοποιήσετε το pinMode (INPUT_PULLUP) για να διαβάσετε ένα κουμπί χωρίς να προσθέσετε αντίσταση.

ΣΥΝΔΥΣΤΕ ΜΕΡΙΚΑ ΑΠΟ ΑΥΤΑ ΤΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Για παράδειγμα, κυκλώστε τις εξόδους με κάποιο ενδιαφέρον τρόπο και δείξτε καταστάσεις ή τιμές εισόδου στο OLED ή τη σειριακή οθόνη.

Βήμα 6: WEMOS ESP32 Lite

Ο μικροελεγκτής ESP32 (MCU) είναι ένα σύστημα χαμηλού κόστους και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας σε ένα τσιπ (SOC) με ενσωματωμένο Wi-Fi και Bluetooth διπλής λειτουργίας. Το ESP32 χρησιμοποιεί πυρήνα Tensilica Xtensa LX6 και περιλαμβάνει ενσωματωμένους διακόπτες κεραίας, RF balun, ενισχυτή ισχύος, ενισχυτή λήψης χαμηλού θορύβου, φίλτρα και μονάδες διαχείρισης ενέργειας. (wikipedia)

Η μονάδα WEMOS ESP32 Lite είναι πιο συμπαγής από την προηγούμενη έκδοση, γεγονός που καθιστά ευκολότερη τη χρήση σε ένα ψωμί χωρίς συγκόλληση.

Πραγματοποιήστε την αρχική δοκιμή της μονάδας WEMOS ESP32 προτού συγκολλήσετε τις καρφίτσες κεφαλίδας στη μονάδα.

Ρυθμίστε το πακέτο υποστήριξης ESP32 στο Arduino IDE.

Στην ενότητα εργαλεία> πίνακας, φροντίστε να επιλέξετε το "WeMos LOLIN32"

Φορτώστε τον παράδειγμα κώδικα στα Αρχεία> Παραδείγματα> Βασικά> Blink και προγραμματίστε τον στο WeMos LOLIN32

Το παράδειγμα προγράμματος πρέπει να αναβοσβήνει το LED της μονάδας. Πειραματιστείτε με την τροποποίηση των παραμέτρων καθυστέρησης για να αναβοσβήνει το LED με διαφορετικά μοτίβα. Αυτή είναι πάντα μια καλή άσκηση για να χτίσετε εμπιστοσύνη στον προγραμματισμό μιας νέας μονάδας μικροελεγκτή.

Μόλις είστε ικανοποιημένοι με τη λειτουργία της μονάδας και τον τρόπο προγραμματισμού της, συγκολλήστε προσεκτικά τις δύο σειρές ακίδων κεφαλίδας στη θέση τους και δοκιμάστε ξανά τα προγράμματα φόρτωσης.

Βήμα 7: Δημιουργία βίντεο ESP32

Αυτό το βίντεο παρουσιάζει τη βιβλιοθήκη ESP32 VGA και ένα πολύ ωραίο, απλό σεμινάριο από το εργαστήριο του bitluni.

Η επίδειξη εφαρμογής 3-bit (8 χρώματα) χρησιμοποιεί απευθείας βραχυκυκλωτήρες μεταξύ της μονάδας ESP32 και της υποδοχής VGA. Η δημιουργία αυτών των συνδέσεων στην κεφαλίδα VGA του MCU Lab είναι αρκετά εύκολη, καθώς δεν εμπλέκονται πρόσθετα εξαρτήματα.

Ανάλογα με το ποιο MCU χρησιμοποιείται, το επίπεδο τάσης, τις αναλύσεις των εικονοστοιχείων και το επιθυμητό βάθος χρώματος, υπάρχουν διάφοροι συνδυασμοί ενσωματωμένων αντιστάσεων και δικτύων αντιστάσεων που μπορούν να τοποθετηθούν μεταξύ του MCU και της κεφαλίδας VGA. Εάν αποφασίσετε να χρησιμοποιήσετε μόνιμα εσωτερικές αντιστάσεις, μπορείτε να τις κολλήσετε στο PCB Lab MCU Lab. Εάν θέλετε να διατηρήσετε την ευελιξία και ειδικά αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε πιο πολύπλοκες λύσεις, συνιστάται να μην κολλήσετε αντιστάσεις στη θέση τους και απλώς να χρησιμοποιήσετε τις σανίδες χωρίς συγκόλληση και την κεφαλίδα VGA για να συνδέσετε τις απαραίτητες αντιστάσεις.

Για παράδειγμα, για την υλοποίηση της έγχρωμης λειτουργίας 14 bit του bituni που εμφανίζεται στο τέλος του βίντεο, η μονάδα ESP32 μπορεί να τοποθετηθεί σε μία από τις μίνι πλακέτες χωρίς κόλληση και η άλλη πλακέτα χωρίς συγκόλληση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση των σκαλών των αντιστάσεων.

Ακολουθούν μερικά άλλα παραδείγματα:

Στο HackerBox 0047 ένα Arduino Nano οδηγεί μια απλή έξοδο VGA με 4 αντιστάσεις.

Ένας εξομοιωτής VIC20 εφαρμόζεται στο ESP32 χρησιμοποιώντας FabGL και 6 αντιστάσεις.

Εφαρμόστε έναν ΒΑΣΙΚΟ Η / Υ χρησιμοποιώντας ESP32 και 3 αντιστάσεις.

Παίξτε Space Invaders στο ESP32 χρησιμοποιώντας FabGL και 6 αντιστάσεις.

Δημιουργήστε έξοδο VGA στο STM32 με 6 αντιστάσεις.

Ταυτόχρονα επίπεδα κειμένου και γραφικών στο STM32 με επίδειξη βίντεο.

Βήμα 8: Μονάδα STM32F103C8T6 Black Pill MCU

Το Black Pill είναι μια μονάδα MCU που βασίζεται σε STM32. Είναι μια βελτιωμένη παραλλαγή στο κοινό μπλε χάπι και το λιγότερο κοινό κόκκινο χάπι.

Το Black Pill διαθέτει τον μικροελεγκτή STM32F103C8T6 32bit ARM M3 (φύλλο δεδομένων), μια κεφαλίδα ST-Link τεσσάρων ακίδων, μια θύρα MicroUSB και ένα LED χρήστη στο PB12. Η σωστή αντίσταση έλξης στο PA12 είναι εγκατεστημένη για τη σωστή λειτουργία της θύρας USB. Αυτό το pull-up απαιτούσε τυπικά μια τροποποίηση πλακέτας σε άλλα Pill Boards.

Ενώ μοιάζει σε εμφάνιση με το Arduino Nano, το Black Pill είναι πολύ πιο ισχυρό. Ο μικροελεγκτής 32bit STM32F103C8T6 ARM μπορεί να λειτουργεί στα 72 MHz. Μπορεί να εκτελέσει πολλαπλασιασμό ενός κύκλου και διαίρεση υλικού. Διαθέτει 64 Kbytes μνήμης Flash και 20 Kbytes SRAM.

Προγραμματισμός του STM32 από το Arduino IDE.

Βήμα 9: TXS0108E 8-Bit Logic Level Shifter

Το TXS0108E (φύλλο δεδομένων) είναι ένας 8-bit αμφίδρομος λογικός επιλογέας επιπέδου. Η μονάδα έχει ρυθμιστεί για σήματα μετατόπισης στάθμης μεταξύ 3,3V και 5V.

Δεδομένου ότι τα κανάλια επιπέδου σήματος είναι αμφίδρομα, οι κυμαινόμενες είσοδοι μπορούν να προκαλέσουν ακούσια οδήγηση των αντίστοιχων εξόδων. Παρέχεται ένας έλεγχος ενεργοποίησης εξόδου (OE) για προστασία σε τέτοια σενάρια. Θα πρέπει να ληφθεί μέριμνα ανάλογα με τον τρόπο σύνδεσης του μοχλού αλλαγής ταχυτήτων για να βεβαιωθείτε ότι μια έξοδος από το μηχανισμό αλλαγής ταχυτήτων (είτε "σκόπιμη" είτε λόγω μιας πλωτής εισόδου στην άλλη πλευρά) δεν επιτρέπεται ποτέ να διασταυρώνει μια έξοδο από άλλη συσκευή.

Ο πείρος OE παραμένει αποσυνδεδεμένος στα ίχνη PCB. Μια κεφαλίδα δύο ακίδων παρέχεται κάτω από τη μονάδα για τη σύνδεση OE και 3V3. Η βραχυκύκλωση της κεφαλίδας δύο ακίδων (χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι σύρμα ή ένα μπλοκ βραχυκυκλωτήρα) συνδέει το OE με το 3V3, το οποίο επιτρέπει στο IC να οδηγεί τις εξόδους του. Ένας πτυσσόμενος αντιστάτης και ένας λογικός έλεγχος μπορούν επίσης να συνδεθούν με τον ακροδέκτη OE.

Βήμα 10: HackLife

Ελπίζουμε να απολαμβάνετε την περιπέτεια HackerBox αυτού του μήνα στα ηλεκτρονικά και την τεχνολογία υπολογιστών. Απευθυνθείτε και μοιραστείτε την επιτυχία σας στα παρακάτω σχόλια ή στην Ομάδα Facebook HackerBoxes. Επίσης, να θυμάστε ότι μπορείτε να στείλετε μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου στη διεύθυνση [email protected] ανά πάσα στιγμή εάν έχετε κάποια ερώτηση ή χρειάζεστε βοήθεια.

Τι έπεται? Ελάτε στην επανάσταση. Ζήστε το HackLife. Αποκτήστε ένα δροσερό κουτί με εργαλεία που μπορούν να σπάσουν και παραδίδονται απευθείας στο γραμματοκιβώτιό σας κάθε μήνα. Περιηγηθείτε στο HackerBoxes.com και εγγραφείτε για τη μηνιαία συνδρομή σας στο HackerBox.