HackerBox 0046 : Persistance : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Salutations aux HackerBox Hackers du monde entier ! Avec HackerBox 0046, nous expérimentons des affichages électroniques persistants sur papier, la génération de texte à persistance de vision (POV) LED, des plates-formes de microcontrôleurs Arduino, le prototypage électronique et des banques d'alimentation à batterie rechargeable.

Ce Instructable contient des informations pour démarrer avec HackerBox 0046, qui peuvent être achetés ici jusqu'à épuisement des stocks. Si vous souhaitez recevoir une HackerBox comme celle-ci directement dans votre boîte mail chaque mois, veuillez vous inscrire sur HackerBoxes.com et rejoignez la révolution !

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PIRATER LA PLANÈTE

Étape 1: Liste de contenu pour HackerBox 0046

• Module ePapier
• Arduino UNO avec MicroUSB
• Deux boucliers de prototypage UNO
• Banque d'alimentation de batterie USB 18650
• LED rouges diffuses de 5 mm
• Résistances 560 Ohms
• Fils de raccordement DuPont mâle-femelle
• Support de batterie 9V
• Autocollant de matériel ouvert
• Épinglette à matériel ouvert exclusif

Quelques autres choses qui seront utiles:

• Batterie 9V
• Fer à souder, soudure et outils de soudure de base
• Ordinateur pour exécuter des outils logiciels

Plus important encore, vous aurez besoin d'un sens de l'aventure, d'un esprit de hacker, de patience et de curiosité. Construire et expérimenter avec l'électronique, bien que très gratifiant, peut être délicat, stimulant et même parfois frustrant. Le but est le progrès, pas la perfection. Lorsque vous persistez et profitez de l'aventure, une grande satisfaction peut être tirée de ce passe-temps. Faites chaque pas lentement, faites attention aux détails et n'ayez pas peur de demander de l'aide.

Il y a une mine d'informations pour les membres actuels et potentiels dans la FAQ HackerBoxes. Presque tous les e-mails d'assistance non techniques que nous recevons y sont déjà répondus, nous apprécions donc vraiment que vous preniez quelques minutes pour lire la FAQ.

Étape 2: Arduino UNO

Cet Arduino UNO R3 est conçu pour être facile à utiliser. Le port d'interface MicroUSB est compatible avec les mêmes câbles MicroUSB utilisés avec de nombreux téléphones mobiles et tablettes.

Spécification:

• Microcontrôleur: ATmega328P (fiche technique)
• Pont série USB: CH340G (pilotes)
• Tension de fonctionnement: 5V
• Tension d'entrée (recommandée): 7-12V
• Tension d'entrée (limites): 6-20V
• Broches d'E/S numériques: 14 (dont 6 fournissent une sortie PWM)
• Broches d'entrée analogique: 6
• Courant continu par broche E/S: 40 mA
• Courant continu pour broche 3,3 V: 50 mA
• Mémoire flash: 32 Ko dont 0,5 Ko utilisé par le bootloader
• SRAM: 2 Ko
• EEPROM: 1 Ko
• Vitesse d'horloge: 16 MHz

Les cartes Arduino UNO disposent d'une puce de pont USB/série intégrée. Sur cette variante particulière, la puce de pont est la CH340G. Pour les puces USB/Série CH340, il existe des pilotes disponibles pour de nombreux systèmes d'exploitation (UNIX, Mac OS X ou Windows). Ceux-ci peuvent être trouvés via le lien ci-dessus.

Lorsque vous branchez pour la première fois l'Arduino UNO sur un port USB de votre ordinateur, un voyant d'alimentation rouge (DEL) s'allume. Presque immédiatement après, une LED utilisateur rouge commencera généralement à clignoter rapidement. Cela se produit parce que le processeur est préchargé avec le programme BLINK, dont nous parlerons plus loin.

Si vous n'avez pas encore installé l'IDE Arduino, vous pouvez le télécharger sur Arduino.cc et si vous souhaitez des informations d'introduction supplémentaires pour travailler dans l'écosystème Arduino, nous vous suggérons de consulter les instructions de l'atelier de démarrage HackerBoxes.

Branchez l'UNO à votre ordinateur à l'aide d'un câble MicroUSB. Lancez le logiciel Arduino IDE.

Dans le menu IDE, sélectionnez "Arduino UNO" sous Tools>board. Sélectionnez également le port USB approprié dans l'IDE sous tools>port (probablement un nom avec "wchusb" dedans).

Enfin, chargez un exemple de code:

Fichier->Exemples->Bases->Clignote

Il s'agit en fait du code qui a été préchargé sur l'UNO et devrait être en cours d'exécution pour faire clignoter la LED utilisateur rouge. Programmez le code BLINK dans l'UNO en cliquant sur le bouton UPLOAD (l'icône en forme de flèche) juste au-dessus du code affiché. Regardez ci-dessous le code pour les informations d'état: "compilation" puis "téléchargement". Finalement, l'IDE devrait indiquer "Téléchargement terminé" et votre LED devrait recommencer à clignoter - éventuellement à un rythme légèrement différent.

Une fois que vous êtes en mesure de télécharger le code BLINK d'origine et de vérifier le changement de vitesse de la LED. Regardez attentivement le code. Vous pouvez voir que le programme allume la LED, attend 1000 millisecondes (une seconde), éteint la LED, attend encore une seconde, puis recommence - pour toujours. Modifiez le code en changeant les deux instructions "delay(1000)" en "delay(100)". Cette modification fera clignoter la LED dix fois plus vite, non ?

Chargez le code modifié dans l'UNO et votre LED devrait clignoter plus rapidement. Si oui, félicitations ! Vous venez de pirater votre premier morceau de code intégré. Une fois que votre version à clignotement rapide est chargée et en cours d'exécution, pourquoi ne pas voir si vous pouvez modifier à nouveau le code pour que la LED clignote rapidement deux fois, puis attendez quelques secondes avant de répéter ? Essaie! Que diriez-vous d'autres modèles? Une fois que vous avez réussi à visualiser le résultat souhaité, à le coder et à l'observer fonctionner comme prévu, vous avez fait un énorme pas en avant pour devenir un programmeur intégré et un pirate informatique.

Étape 3: Technologie d'affichage papier électronique

Les technologies de papier électronique, ePaper, encre électronique ou e-ink permettent aux dispositifs d'affichage qui imitent l'apparence de l'encre ordinaire sur le papier. L'affichage électronique du papier est généralement persistant en ce que l'image reste visible même sans alimentation ou avec les circuits de commande retirés ou éteints. Contrairement aux écrans plats rétroéclairés classiques qui émettent de la lumière, les écrans électroniques en papier réfléchissent la lumière comme du papier. Cela peut les rendre plus confortables à lire et offrir un angle de vision plus large que la plupart des écrans électroluminescents.

Le rapport de contraste se rapproche du journal avec des écrans nouvellement développés (depuis 2008) étant encore légèrement meilleur. Un écran ePaper idéal peut être lu à la lumière directe du soleil sans que l'image semble s'estomper.

Le papier électronique flexible utilise des substrats en plastique souples et des composants électroniques en plastique pour le fond de panier de l'écran. Il existe une concurrence permanente entre les fabricants pour fournir un support papier électronique en couleur.

(Wikipédia)

Étape 4: Module EPaper multicolore

Le module ePaper de 1,54 pouce MH-ET LIVE peut afficher à la fois de l'encre noire et rouge. Le module est désigné dans l'exemple et la documentation sous le nom d'affichage papier électronique (EPD) noir/blanc/rouge (n/b/r) 200x200.

La technologie d'affichage est l'affichage électrophorétique microencapsulé (MED), qui utilise de minuscules sphères où les pigments de couleur chargés sont en suspension dans l'huile transparente et apparaissent en fonction des charges électroniques appliquées.

L'écran ePaper peut afficher des motifs en réfléchissant la lumière ambiante, il fonctionne donc sans rétroéclairage. Même en plein soleil, l'écran ePaper offre une haute visibilité avec un angle de vision de 180 degrés.

Utilisation du module MH-ET avec Arduino UNO:

1. Installez Arduino IDE (s'il n'est pas déjà installé)
2. Utilisez Library Manager (Outils-> Gérer les bibliothèques) pour installer la bibliothèque Adafruit GFX
3. Utilisez Library Manager pour installer GxEPD (PAS GxEPD2)
4. Ouvrir le fichier->exemples->GxEPD>GxEPD_Example
5. Décommentez la ligne pour inclure GxGDEW0154Z04 (1,54" n/b/r 200x200)
6. Câblez UNO à EPD: Occupé=7, DC=8, Reset=9, CS=10, DIN=11, CLK=13, GND=GND, VCC=5V
7. Réglez les commutateurs EPD BOTH sur « L »
8. Téléchargez le croquis GxEPD_Example d'IDE vers UNO comme d'habitude

Une autre bibliothèque avec le code de démonstration (fournie par le fabricant EPD) peut être trouvée ici. Notez que ces démos (et quelques autres exemples disponibles en ligne) ont des affectations de broches différentes de celles utilisées ci-dessus dans l'exemple GxEPD. Plus particulièrement, les broches 8 et 9 sont souvent inversées.

Étape 5: Bouclier de prototypage Arduino UNO

Un blindage de prototypage Arduino UNO s'adapte directement sur une carte Arduino UNO (ou compatible) comme n'importe quel autre blindage. Cependant, le bouclier de prototypage Arduino UNO a une zone "perf-board" à usage général au milieu où vous pouvez souder vos propres composants pour construire votre propre bouclier personnalisé. Il suffit de souder les embases sur les rangées extérieures du blindage de manière à ce qu'il puisse se brancher juste au-dessus de l'UNO. Les trous plaqués à côté des en-têtes se connectent aux signaux des en-têtes afin que les lignes de l'UNO puissent être facilement connectées à votre circuit personnalisé.

Étape 6: Configuration de sept LED sur le bouclier prototype

Un Arduino Prototype Shield peut être utilisé pour prendre en charge le circuit illustré. Le circuit a des broches d'E/S 1 à 7 de l'Arduino connectées à sept LED. Chaque LED est câblée en ligne avec sa propre résistance de limitation de courant, qui dans cet exemple sont des résistances de 560 Ohm.

Notez que la broche courte de chaque LED doit être orientée vers la broche GND de l'Arduino. Les résistances peuvent être orientées chacune dans un sens ou dans l'autre. Le support de batterie 9V peut être connecté pour rendre le projet "portable" mais doit être câblé à la broche Vin (pas à 5V ou 3,3V).

Une fois que les LED et les résistances du circuit sont câblées, expérimentez avec l'exemple d'esquisse de clignotement en modifiant le numéro de broche en différentes valeurs entre 1 et 7.

Enfin, essayez le croquis knight_rider.ino joint ici pour un retour en arrière des années 80.

Étape 7: Persistance de la vision

La persistance de la vision [VIDÉO] fait référence à l'illusion d'optique qui se produit lorsque la perception visuelle d'un objet ne cesse pas pendant un certain temps après que les rayons lumineux qui en proviennent ont cessé de pénétrer dans l'œil. L'illusion est également décrite comme « la persistance rétinienne », « la persistance des impressions » ou simplement « la persistance ». (Wikipédia)

Essayez le croquis POV.ino inclus ici sur la configuration matérielle "Seven LED" de la dernière étape. Dans l'esquisse, expérimentez avec différents textes de message et paramètres de synchronisation pour obtenir divers effets.

Inspiration: Projet Arduino POV d'Ahmad Saeed.

Crédit photo: Charles Marshall

Étape 8: Banque d'alimentation par batterie USB 18650

Insérez simplement une cellule Lithium-Ion 18650 dans ce bébé pour créer votre propre "Power Bank" rechargeable à utiliser avec divers projets 5V et 3V !

Vous pouvez trouver ces cellules lithium-ion 18650 courantes auprès de diverses sources, y compris celle d'Amazon.

Spécifications du module de banque d'alimentation:

• Alimentation d'entrée (charge): 5 à 8 V via un port micro USB jusqu'à 0,5 A

• Puissance de sortie:

  • 5V via un port USB de type A
  • 3 connecteurs pour délivrer 3V jusqu'à 1A
  • 3 connecteurs pour délivrer 5V jusqu'à 2A

• Indicateur d'état LED

  • Vert = batterie chargée
  • Rouge = charge)
• Protection de la batterie (surcharge ou décharge excessive)
• ATTENTION: Il n'y a pas de protection contre l'inversion de polarité !

Étape 9: Vivez la HackLife

Nous espérons profiter de l'aventure HackerBox de ce mois-ci dans l'électronique et la technologie informatique. Contactez-nous et partagez votre succès dans les commentaires ci-dessous ou sur le groupe Facebook HackerBoxes. N'oubliez pas non plus que vous pouvez envoyer un e-mail à [email protected] à tout moment si vous avez une question ou avez besoin d'aide.

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