HackerBox 0036: JumboTron: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το μήνα, οι HackerBox Hackers διερευνούν τις οθόνες jumbo LED matrix, τους υπολογιστές με ένα τσιπ ESP32 και τα χειριστήρια παιχνιδιών joystick. Αυτό το εγχειρίδιο περιέχει πληροφορίες για να ξεκινήσετε με το HackerBox #0036, οι οποίες μπορούν να αγοραστούν εδώ μέχρι εξαντλήσεως των αποθεμάτων. Επίσης, εάν θα θέλατε να λαμβάνετε ένα HackerBox όπως αυτό απευθείας στο γραμματοκιβώτιό σας κάθε μήνα, εγγραφείτε στο HackerBoxes.com και λάβετε μέρος στην επανάσταση!

Θέματα και μαθησιακοί στόχοι για το HackerBox 0036:

• Διαμορφώστε το Arduino IDE για να προγραμματίσετε το ESP32
• Χειριστήριο διεπαφής και είσοδοι ελέγχου κουμπιού
• Συνδέστε δεδομένα και τροφοδοτείτε τους πίνακες LED JumboTron
• Προγραμματίστε διάφορες εφαρμογές αξιοποιώντας οθόνες μήτρας

Το HackerBoxes είναι η μηνιαία υπηρεσία συνδρομής για ηλεκτρονικά είδη DIY και τεχνολογία υπολογιστών. Είμαστε χομπίστες, κατασκευαστές και πειραματιστές. Είμαστε οι ονειροπόλοι των ονείρων. ΧΑΚ ΣΤΟΝ ΠΛΑΝΗΤΗ!

Βήμα 1: HackerBox 0036: Περιεχόμενα κουτιού

• P3 RGB LED Matrix με 64x32 pixel
• ESP32 Αναπτυξιακός πίνακας
• Πίνακας ελεγκτή παιχνιδιών με Joystick
• Λουρί τροφοδοσίας για μήτρα LED
• DuPont Jumpers Γυναικεία-Γυναικεία 20εκ
• Αποκλειστικό HackerBoxes Glider Koozie
• Αποκλειστική Atari retro fan art Decal

Κάποια άλλα πράγματα που θα σας βοηθήσουν:

• Τροφοδοσία 5V DC (2-4 Amps)
• 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. Όλοι μας απολαμβάνουμε να μαθαίνουμε νέα τεχνολογία και ελπίζουμε να χτίζουμε μερικά υπέροχα έργα. Κάντε κάθε βήμα αργά, προσέξτε τις λεπτομέρειες και μην φοβάστε να ζητήσετε βοήθεια.

Υπάρχει μια πληθώρα πληροφοριών για τα τρέχοντα και μελλοντικά μέλη στις Συνήθεις Ερωτήσεις για τα HackerBoxes.

Το ανεμόπτερο είναι ένα μοτίβο που ταξιδεύει σε όλους τους τομείς στο παιχνίδι της ζωής του Conway. Έχει υιοθετηθεί χαλαρά ως έμβλημα που αντιπροσωπεύει την κουλτούρα των χάκερ από τότε που το κυψελοειδές αυτόματο παιχνίδι Game of Life απευθύνεται στους χάκερ και η έννοια του ανεμοπλάνου γεννήθηκε σχεδόν ταυτόχρονα με το Διαδίκτυο και το Unix. Μπορείτε να προγραμματίσετε το Game of Life του Conway στο 64x32 LED Matrix;

Βήμα 2: ESP32 και Arduino IDE

Το ESP32 είναι ένας υπολογιστής με ένα τσιπ. Είναι εξαιρετικά ενσωματωμένο με Wi-Fi 2,4 GHz και Bluetooth. Το ESP32 ενσωματώνει τον διακόπτη κεραίας, το RF balun, τον ενισχυτή ισχύος, τον ενισχυτή λήψης χαμηλού θορύβου, τα φίλτρα και τις μονάδες διαχείρισης ισχύος. Ως εκ τούτου, ολόκληρη η λύση καταλαμβάνει ελάχιστη περιοχή τυπωμένου κυκλώματος (PCB).

Υπάρχουν μερικοί τύποι πινάκων ανάπτυξης ESP32. Αυτό που χρησιμοποιείται εδώ είναι μια παραλλαγή στο "DOIT ESP32 DevKit". Οι περισσότερες ακίδες εισόδου/εξόδου εξαντλούνται στις επικεφαλίδες των ακίδων και στις δύο πλευρές για εύκολη διασύνδεση. Ένα τσιπ διεπαφής USB και ένας ρυθμιστής τάσης είναι ενσωματωμένα στη μονάδα. Το ESP32 υποστηρίζεται στο οικοσύστημα Arduino και το IDE, το οποίο είναι ένας πολύ γρήγορος και εύκολος τρόπος εργασίας με το ESP32.

Το αποθετήριο github Arduino ESP32 περιλαμβάνει οδηγίες εγκατάστασης για Linux, OSX και Windows. Κάντε κλικ σε αυτόν τον σύνδεσμο και ακολουθήστε τις οδηγίες που αντιστοιχούν στο λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή σας.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟΥ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

Για να ελέγξετε ότι το IDE έχει ρυθμιστεί σωστά πριν προχωρήσετε, φορτώστε το παράδειγμα BLINK για να αναβοσβήνει η ενδεικτική λυχνία του υπολογιστή. Αλλάξτε τις τιμές καθυστέρησης για να δοκιμάσετε διαφορετικές συχνότητες αναλαμπής και βεβαιωθείτε ότι ο κώδικας επαναφορτώνεται αποτελεσματικά στην πλακέτα ESP32.

Κατά τον προγραμματισμό του ESP32, πατήστε και κρατήστε πατημένο το κουμπί "BOOT" στον πίνακα ανάπτυξης ESP32 πριν πατήσετε το κουμπί μεταφόρτωσης στο Arduino IDE. Μόλις εμφανιστεί το μήνυμα "Connecting _ _ _ …" στο Arduino IDE, μπορείτε να αφήσετε το κουμπί "BOOT" και ο προγραμματισμός πρέπει να ξεκινήσει.

Βήμα 3: Πίνακας ελεγκτή παιχνιδιών με Joystick

Αυτός ο ελεγκτής παιχνιδιού "breakout board" περιλαμβάνει ένα αναλογικό χειριστήριο χειριστηρίου και τέσσερα κουμπιά. Το μέγεθος και το σχήμα του είναι κατάλληλα για χειροκίνητη λειτουργία.

Ο έλεγχος αναλογικής θέσης βασίζεται σε δύο ποτενσιόμετρα (ένα για x και ένα για y) τα οποία είναι συνδεδεμένα στην τυπική διαμόρφωση "διαχωριστή τάσης". Κατά συνέπεια, το OUTX και το OUTY πρέπει να διαβαστούν ως αναλογικές τιμές και να κλιμακωθούν κατάλληλα, όπως φαίνεται στον κωδικό επίδειξης. Το OUTZ και τα τέσσερα κουμπιά είναι απλοί ψηφιακοί διακόπτες ενεργοποίησης/απενεργοποίησης που κανονικά ανοίγουν και βραχυκυκλώνουν στο GND όταν είναι ενεργοποιημένοι.

Η πλακέτα μπορεί να συνδεθεί στο ESP32 χρησιμοποιώντας τους JP Jump στις ακόλουθες ακίδες:

ESP32 Game Controller

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

Δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερο σε αυτές τις εργασίες pin, αλλά είναι αυτές που χρησιμοποιούνται στον κώδικα επίδειξης. Δεδομένου ότι ορισμένες ακίδες IO στο ESP32 εξάγονται μόνο, ίσως θελήσετε να το κρατήσετε απλό και να χρησιμοποιήσετε αυτές τις ίδιες τιμές.

Βήμα 4: Πίνακας 64x32 RGB LED Matrix P3

Με 2048 έγχρωμα LED RGB LED, αυτή η μήτρα μοιάζει με τη δική σας προσωπική "μίνι" οθόνη jumbotron. Αυτοί οι πίνακες είναι στην πραγματικότητα ο ίδιος τύπος που χρησιμοποιείται στις οθόνες jumbo LED όπως πιθανότατα μπορείτε να καταλάβετε από τη βιομηχανική πλεξούδα ισχύος. Τα LED είναι τοποθετημένα σε πλέγμα πίσσας 3 mm (εξ ου και ο χαρακτηρισμός P3). Οδηγούνται με ρυθμό σάρωσης 1:16.

Θα χρησιμοποιήσουμε τη βιβλιοθήκη PxMatrix για το Arduino IDE. Προχωρήστε και εγκαταστήστε αυτήν τη βιβλιοθήκη τώρα. Υπάρχει επίσης ένας τόνος λεπτομερειών θεωρίας λειτουργίας σε αυτόν τον σύνδεσμο εάν ενδιαφέρεστε να το ελέγξετε.

Υπάρχουν τρεις υποδοχές στο πίσω μέρος του πίνακα LED Matrix. Αυτές περιλαμβάνουν δύο διπλές κεφαλίδες 16 ακίδων (με σήμανση IN και OUT) και επίσης μια μικρή κεφαλίδα ισχύος. Υπάρχουν τρία διαφορετικά σετ καλωδίων για σύνδεση με αυτά, όπως περιγράφεται παρακάτω.

FINE άλτες από DATA IN σε DATA OUT

ΜΕΣΑ ΕΞΩ

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

Εννέα άλτες από το ESP32 στο DATA IN

ESP IN

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

Power Harness

Η παρεχόμενη πλεξούδα ισχύος πρέπει να συνδεθεί σε παροχή 5VDC. Εάν σκοπεύετε να φωτίσετε όλες τις λυχνίες LED σε πλήρη φωτεινότητα, ο πίνακας θα αντλήσει έως και 4Α περίπου. Εάν έχετε μια αξιοπρεπή "παροχή πάγκου" που θα πρέπει να ισχύει για την παροχή 4Α. Για τυπική μέση λειτουργία, το 2Α μπορεί να είναι αρκετό. Για παράδειγμα, δοκιμάσαμε μια τροφοδοσία USB 2.5A (μπαταρία), η οποία λειτούργησε καλά. Συγκολλήσαμε μια υποδοχή USB στη θέση των βιδωτών ωτίδων στην πλεξούδα τροφοδοσίας επιτρέποντάς της να συνδεθεί στην τροφοδοσία USB.

Υπάρχουν δύο κεφαλίδες τεσσάρων ακίδων στην πλεξούδα ισχύος. Αυτά είναι για την τροφοδοσία δύο πάνελ. Μια από τις κεφαλίδες μπορεί να αφαιρεθεί εάν θέλετε να τακτοποιήσετε τα πράγματα, απλώς φροντίστε να τυλίξετε τα κομμένα άκρα σύρματος (με ταινία ή σωλήνες) για να αποφύγετε βραχυκύκλωμα στο τροφοδοτικό.

Κοινή τροφοδοσία σε πίνακα LED και ESP32

Κόψτε το ένα άκρο ενός άλτη DuPont. Απογυμνώστε και κολλήστε το σύρμα για να το συνδέσετε με μια κόκκινη γραμμή της πλεξούδας. Μια εύκολη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε μία από τις γραμμές όπου αφαιρέσαμε την επιπλέον κεφαλίδα ισχύος τεσσάρων ακίδων. Και πάλι, φροντίστε να τυλίξετε τις συνδέσεις ρεύματος για να αποφύγετε βραχυκύκλωμα. Αφού προγραμματιστεί το ESP32 και αφαιρεθεί το καλώδιο USB, το θηλυκό βύσμα DuPont στο άλλο άκρο του συνδεδεμένου σύρματος μπορεί να τοποθετηθεί στον πείρο VIN (όχι τον ακροδέκτη 3V3) της πλακέτας ESP32. Αυτό θα τροφοδοτήσει την κάρτα ESP32 και τη μήτρα LED από την ίδια παροχή 5V, κάνοντας μια στενή και φορητή διαμόρφωση για λειτουργία με μπαταρία.

Βήμα 5: Πρόγραμμα επίδειξης Matrix

Προγραμματίστε το συνημμένο σκίτσο jumbotrondemo.ino στο ESP32.

Βεβαιωθείτε ότι η βιβλιοθήκη PxMatrix είναι εγκατεστημένη.

Οι τέσσερις λειτουργίες του προγράμματος επίδειξης επιλέγονται χρησιμοποιώντας το Κ1 - Κ4. Ο κώδικας πρέπει να είναι αρκετά αυτονόητος για επέκταση στα δικά σας έργα.

Βήμα 6: 1 2 3 ΠΑΜΕ

Τι θα φτιάξετε με την Έγχρωμη οθόνη 64x32 και τον ελεγκτή παιχνιδιών σας; Ξεκινήστε το brainstorming με κάποια έμπνευση από άλλα παραδείγματα έργων…

• Έργο Morphing Digital Clock
• Πόροι προβολής Adafruit Matrix
• Διδάσιμο με έργα LED Matrix
• Προσθήκη ελέγχου Android BLE
• Τι λέτε για ένα ωραίο παιχνίδι Tetris;
• Παιχνίδια CHIP-8 (αρχικά για οθόνες 64x32)
• Βιβλιοθήκη για χρήση με το ESP32 IDF (όχι Arduino)
• Δέκα μεγάλα ηλεκτρονικά παιχνίδια DIY από την WIRED

Παρακαλώ στείλτε ένα σύνδεσμο για το έργο σας, ώστε να το μοιραστούμε με τους άλλους παρακάτω:

• Παιχνίδι Φυσικής από το JeffG
• Παιχνίδι φιδιού από την Collene
• Πηγαίνετε γρήγορα στρίψτε αριστερά στο παιχνίδι από το ppervink
• Κρυπτονόμισμα Ticker από το ananseMugen
• Χριστουγεννιάτικο ρολόι αντίστροφης μέτρησης από το rznazn

Βήμα 7: HACK THE PLANET

Αν σας άρεσε αυτό το Instructable και θα θέλατε να έχετε ένα δροσερό κουτί ηλεκτρονικών ηλεκτρονικών υπολογιστών και έργων τεχνολογίας υπολογιστών στο γραμματοκιβώτιό σας κάθε μήνα, συμμετάσχετε στην επανάσταση κάνοντας σέρφινγκ στο HackerBoxes.com και εγγραφείτε για να λάβετε το μηνιαίο κουτί έκπληξης.

Προσεγγίστε και μοιραστείτε την επιτυχία σας στα παρακάτω σχόλια ή στη σελίδα του HackerBoxes στο Facebook. Σίγουρα ενημερώστε μας εάν έχετε απορίες ή χρειάζεστε βοήθεια για οτιδήποτε. Σας ευχαριστούμε που συμμετέχετε στο HackerBoxes!