HackerBox 0038: TeknoDactyl: Hatua 17

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Wadukuzi wa HackerBox wanachunguza utambuzi wa alama za vidole za elektroniki na vifaa vya kuchezea vya mitambo ya spinner na microcontroller ya juu-mlima na nyaya za LED. Inayoweza kufundishwa ina habari ya kuanza na HackerBox # 0038, ambayo inaweza kununuliwa hapa wakati vifaa vinadumu. Pia, ikiwa ungependa kupokea HackerBox kama hii kwenye sanduku lako la barua kila mwezi, tafadhali jiandikishe kwenye HackerBoxes.com na ujiunge na mapinduzi!

Mada na Malengo ya Kujifunza ya HackerBox 0038:

• Gundua utambuzi wa alama za vidole za elektroniki
• Sanidi na upangilie mdhibiti mdogo wa Arduino Nano
• Sura za moduli za sensorer ya kidole kwa watawala wadogo
• Unganisha sensorer za vidole kwenye mifumo iliyoingia
• Jizoeze mbinu za kutengeneza mlima
• Kukusanya mradi wa fidget spinner ya akriliki ya LED
• Sanidi na upange Mdhibiti mdogo wa Digispark
• Jaribu na malipo ya sindano ya sindano ya kitufe cha USB

HackerBoxes ni huduma ya sanduku la usajili la kila mwezi kwa vifaa vya elektroniki vya DIY na teknolojia ya kompyuta. Sisi ni watendaji wa hobby, watunga, na majaribio. Sisi ndio waotaji wa ndoto.

HACK Sayari

Hatua ya 1: HackerBox 0038: Yaliyomo ndani ya kisanduku

• Moduli ya Sensorer ya alama za vidole
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• Kitanda cha Solder ya Spidner ya Spidner ya LED
• Seli za Sarafu za CR1220 za Kit Spinner
• USB Digispark Microcontroller Moduli
• Vijana vya ESD
• Kusuka Usukaji
• Shifters mbili za kiwango cha Voltage Nne
• Cable ya Ugani wa USB
• Kipengele cha kipekee cha HackerBox Forging
• Kipekee "Quad Kata Up" Hacker Decal
• Kipande cha kipekee cha Iron-On Patch

Vitu vingine ambavyo vitasaidia:

• Chuma cha kulehemu, solder, na zana za msingi za kutengenezea
• Flux ya Soldering (mfano)
• Kikuza taa (mfano)
• Kompyuta ya kuendesha zana za programu
• Vidole kwa kuzunguka kwa fidget
• Vidole kwa majaribio ya alama za vidole

Jambo muhimu zaidi, utahitaji hali ya kujifurahisha, roho ya wadukuzi, uvumilivu, na udadisi. Kuunda na kujaribu majaribio ya elektroniki, wakati kunafurahisha sana, kunaweza kuwa ngumu, changamoto, na hata kukatisha tamaa wakati mwingine. Lengo ni maendeleo, sio ukamilifu. Unapoendelea na kufurahiya raha hiyo, kuridhika sana kunaweza kupatikana kutoka kwa burudani hii. Chukua kila hatua pole pole, fikiria maelezo, na usiogope kuomba msaada.

Kuna utajiri wa habari kwa washiriki wa sasa, na wanaotazamiwa katika Maswali Yanayoulizwa Sana ya HackerBoxes. Karibu barua pepe zote za msaada ambazo sio za kiufundi ambazo tunapokea tayari zimejibiwa hapo, kwa hivyo thamini sana kuchukua kwako dakika chache kusoma Maswali Yanayoulizwa Sana.

Hatua ya 2: Utambuzi wa Alama ya vidole

Skena za vidole ni mifumo ya usalama wa biometriska ya kuchambua matuta ya msuguano kutoka kwa kidole cha mwanadamu, pia inajulikana kama alama ya kidole (dactylograph). Skena hizi hutumiwa katika utekelezaji wa sheria, usalama wa kitambulisho, udhibiti wa ufikiaji, kompyuta, na simu za rununu.

Kila mtu ana alama kwenye vidole vyake. Hawawezi kuondolewa au kubadilishwa. Alama hizi zina muundo unaoitwa alama ya kidole. Kila alama ya kidole ni maalum, na ni tofauti na nyingine yoyote duniani. Kwa sababu kuna mchanganyiko mwingi, alama za vidole zimekuwa njia bora ya kitambulisho.

Mfumo wa skana ya vidole una kazi mbili za kimsingi. Kwanza, inachukua picha ya kidole. Ifuatayo, huamua ikiwa muundo wa matuta na mabonde kwenye picha hii unalingana na muundo wa matuta na mabonde katika picha zilizotanguliwa kabla. Sifa maalum tu, ambazo ni za kipekee kwa kila alama ya kidole, huchujwa na kuhifadhiwa kama kitufe kilichofichwa cha biometriska au uwakilishi wa hisabati. Hakuna picha ya alama ya kidole iliyookolewa, ni safu tu za nambari (nambari ya binary), ambayo hutumiwa kwa uthibitishaji. Algorithm haiwezi kubadilishwa ili kubadilisha habari iliyosimbwa kuwa picha ya alama ya kidole. Hii inafanya iwezekane kabisa kutoa au kurudia alama za vidole zinazoweza kutumika kutoka kwa habari ya picha iliyosimbwa.

(Wikipedia)

Hatua ya 3: Jukwaa la Microcontroller la Arduino Nano

Arduino Nano, au bodi kama hiyo ya microcontroller, ni chaguo bora kwa kuingiliana na moduli za skana za vidole. Bodi iliyojumuishwa ya Arduino Nano inakuja na pini za kichwa, lakini hazijauzwa kwa moduli. Acha pini mbali kwa sasa. Fanya majaribio haya ya awali ya moduli ya Arduino Nano PRIOR ili kuunganisha pini za kichwa Arduino Nano. Yote ambayo inahitajika kwa hatua kadhaa zifuatazo ni kebo ya microUSB na Arduino Nano kama inavyotoka kwenye begi.

Arduino Nano ni mlima wa uso, wa kupendeza wa mkate, bodi ya Arduino yenye miniaturized na USB iliyojumuishwa. Ni ya kushangaza kamili iliyoonyeshwa na rahisi kudukua.

vipengele:

• Mdhibiti Mdogo: Atmel ATmega328P
• Voltage: 5V
• Pini za I / O za Dijitali: 14 (6 PWM)
• Pini za Kuingiza Analog: 8
• DC ya sasa kwa Pin ya I / O: 40 mA
• Kiwango cha Kumbukumbu: 32 KB (2KB kwa bootloader)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Kasi ya Saa: 16 MHz
• Vipimo: 17mm x 43mm

Tofauti hii ya Arduino Nano ni muundo mweusi wa Robotdyn. Muunganisho huo ni kwa bandari ya MicroUSB iliyo kwenye bodi ambayo inaambatana na nyaya zile zile za MicroUSB zinazotumiwa na simu nyingi na vidonge.

Nanos za Arduino zinajumuisha chip ya daraja la USB / Serial. Kwenye tofauti hii, chip ya daraja ni CH340G. Kumbuka kuwa kuna aina zingine za chipu za daraja za USB / Serial zinazotumiwa kwenye aina anuwai za bodi za Arduino. Chips hizi hukuruhusu bandari ya USB ya kompyuta kuwasiliana na kiolesura cha serial kwenye chip ya processor ya Arduino.

Mfumo wa uendeshaji wa kompyuta unahitaji Dereva wa Kifaa kuwasiliana na chip ya USB / Serial. Dereva anaruhusu IDE kuwasiliana na bodi ya Arduino. Dereva maalum ya kifaa ambayo inahitajika inategemea toleo la OS na pia aina ya chip ya USB / Serial. Kwa CH340 USB / Serial chips, kuna madereva yanayopatikana kwa mifumo mingi ya uendeshaji (UNIX, Mac OS X, au Windows). Mtengenezaji wa CH340 hutoa madereva haya hapa.

Wakati wa kwanza kuziba Arduino Nano kwenye bandari ya USB ya kompyuta yako, taa ya nguvu ya kijani inapaswa kuwaka na muda mfupi baada ya mwangaza wa bluu kuanza kuangaza polepole. Hii hufanyika kwa sababu Nano imepakiwa mapema na programu ya BLINK, ambayo inaendesha Arduino Nano mpya kabisa.

Hatua ya 4: Mazingira ya Jumuishi ya Maendeleo ya Arduino (IDE)

Ikiwa bado haujaweka IDE ya Arduino, unaweza kuipakua kutoka Arduino.cc

Ikiwa ungependa maelezo ya ziada ya utangulizi ya kufanya kazi katika mazingira ya Arduino, tunashauri kuangalia mwongozo wa Warsha ya Starter ya HackerBoxes.

Chomeka Nano kwenye kebo ya MicroUSB na mwisho mwingine wa kebo kwenye bandari ya USB kwenye kompyuta, uzindue programu ya Arduino IDE, chagua bandari inayofaa ya USB kwenye IDE chini ya zana> bandari (jina linalowezekana na "wchusb" ndani yake). Chagua pia "Arduino Nano" katika IDE chini ya zana> bodi.

Mwishowe, pakia kipande cha nambari ya mfano:

Faili-> Mifano-> Misingi-> Blink

Kwa kweli hii ni nambari ambayo ilipakiwa mapema kwenye Nano na inapaswa kuendeshwa sasa hivi ili kupepesa polepole LED ya samawati. Ipasavyo, ikiwa tutapakia nambari hii ya mfano, hakuna kitu kitabadilika. Badala yake, wacha tubadilishe nambari kidogo.

Kuangalia kwa karibu, unaweza kuona kuwa programu inawasha LED, inasubiri milliseconds 1000 (sekunde moja), inazima LED, inasubiri sekunde nyingine, halafu inafanya tena - milele.

Rekebisha msimbo kwa kubadilisha taarifa zote mbili za "kuchelewesha (1000) kuwa" kuchelewesha (100) ". Marekebisho haya yatasababisha LED kuangaza kwa kasi mara kumi, sivyo?

Wacha tupakie nambari iliyobadilishwa kwenye Nano kwa kubofya kitufe cha "PAKUA" (aikoni ya mshale) juu tu ya nambari yako iliyobadilishwa. Tazama hapa chini nambari ya maelezo ya hali: "kuandaa" na kisha "kupakia". Hatimaye, IDE inapaswa kuonyesha "Kupakia Kukamilisha" na LED yako inapaswa kuangaza haraka.

Ikiwa ndivyo, hongera! Umebadilisha tu kipande chako cha kwanza cha nambari iliyoingizwa.

Mara tu toleo lako la kupepesa haraka likiwa limebeba na kufanya kazi, kwanini usione ikiwa unaweza kubadilisha nambari tena ili kusababisha LED kuangaza haraka mara mbili kisha subiri sekunde kadhaa kabla ya kurudia? Jaribu! Je! Vipi kuhusu mifumo mingine? Mara tu unapofanikiwa kuibua matokeo unayotaka, kuiweka kificho, na kuyatazama ili kufanya kazi kama ilivyopangwa, umechukua hatua kubwa kuelekea kuwa mwindaji mahiri wa vifaa.

Hatua ya 5: Kuuza Pini za Kichwa cha Arduino Nano

Sasa kwa kuwa kompyuta yako ya maendeleo imesanidiwa kupakia nambari kwa Arduino Nano na Nano imejaribiwa, toa kebo ya USB kutoka Nano na uwe tayari kutengenezea pini za kichwa. Ikiwa ni mara yako ya kwanza kwenye kilabu cha kupigana, lazima uingize.

Kuna miongozo mingi na video mkondoni juu ya kutengenezea (kwa mfano). Ikiwa unahisi kuwa unahitaji msaada wa ziada, jaribu kupata kikundi cha watengenezaji wa eneo au nafasi ya wadukuzi katika eneo lako. Pia, vilabu vya redio vya amateur daima ni vyanzo bora vya uzoefu wa umeme.

Solder vichwa viwili vya safu moja (pini kumi na tano kila moja) kwa moduli ya Arduino Nano. Kontakt sita ya siri ya ICSP (in-circuit serial programming) haitatumika katika mradi huu, kwa hivyo acha tu pini hizo. Mara tu soldering imekamilika, angalia kwa uangalifu kwa madaraja ya solder na / au viungo baridi vya solder. Mwishowe, inganisha Arduino Nano nyuma kwenye kebo ya USB na uhakikishe kuwa kila kitu bado kinafanya kazi vizuri.

Hatua ya 6: Moduli ya Sensorer ya alama ya kidole

Moduli ya sensa ya alama za vidole ina kiolesura cha serial na kuifanya iwe rahisi sana kuongeza kwenye miradi yako. Moduli imejumuisha kumbukumbu ya FLASH kuhifadhi alama yoyote ya vidole ambayo imefundishwa kutambua, mchakato unaojulikana kama uandikishaji. Unganisha tu waya nne kwa microcontroller yako kama inavyoonyeshwa hapa. Kumbuka kuwa VCC ni 3.3V (sio 5V).

Adafruit ilichapisha Maktaba nzuri sana ya Arduino kwa sensorer za vidole. Maktaba inajumuisha michoro muhimu. Kwa mfano, "Register.ino" inaonyesha jinsi ya kuandikisha (kufundisha) alama za vidole kwenye moduli. Baada ya mafunzo, "alama ya kidole.ino" inaonyesha jinsi ya kukagua alama ya kidole na kuitafuta dhidi ya data iliyofunzwa. Nyaraka za Adafruit kwa maktaba zinaweza kupatikana hapa. Unaweza kupata wasomaji wa ziada wa vidole hapo au angalia moduli za manyoya.

UTANGANISHO

Sensorer za alama za vidole zinaweza kuongezwa kwa miradi anuwai pamoja na mifumo ya usalama, kufuli kwa milango, mifumo ya mahudhurio ya muda, na kadhalika. Kwa mfano, hufanya sasisho la kushangaza kwa miradi kutoka Lockerport ya Locksport.

Video hii inaonyesha mfumo wa mfano unaofanya kazi na sensa ya alama ya vidole.

Hatua ya 7: Fidget Spinner LED Kit

Kitanda cha LED kinachozunguka hutumia vidhibiti viwili vya Microchip PIC na LED 24 kuonyesha mifumo anuwai ya kupendeza. Mifumo hiyo inaonekana kwa kutumia mbinu ya Uvumilivu wa Maono (POV). Mifumo inaweza kubadilishwa kwa kubonyeza kitufe.

Kabla ya kuanza, angalia vipande vyote vilivyoorodheshwa hapo juu. Labda kuna vipingaji vya ziada, capacitors, LEDs, screws, na vipande vya akriliki kwenye kit, kwa hivyo usiruhusu hiyo ikuchanganye. Hata kama kit chako kilijumuisha karatasi ya maagizo, maagizo hapa yanapaswa kuwa rahisi kufuata.

Hatua ya 8: Fidget Spinner LED Kit - Schematic na PCB

Swali letu la kwanza wakati tunaangalia mpango huu unapaswa kuwa: Je! Unaendeshaje taa za 24 na laini kumi tu za I / O? Uchawi? Ndio, uchawi wa Charlieplexing.

KUMBUKA KWA MAELEZO YA SOMO. Kagua kwa karibu mchoro wa alama za polarity ya PCB. Mdhibiti mdogo lazima azungushwe kwenye mwelekeo sahihi. Pia, LED zina polarized na zinahitaji kuelekezwa kwa usahihi. Katika mkataba, vipinga na capacitors zinaweza kuuzwa kwa mwelekeo wowote. Kitufe kinafaa tu kwa njia moja.

Hatua ya 9: Spidner ya Fidget - Kuanzia na Soldering ya SMT

Kitanda cha spinner cha fidget ni teknolojia ya kupanda juu (SMT), ambayo kawaida ni ngumu sana kwa solder. Walakini, mpangilio wa PCB na uteuzi wa sehemu hufanya hii kitanda cha SMT iwe rahisi kutengenezea. Ikiwa haujawahi kufanya kazi na SMT soldering, kuna video nzuri ya demo mkondoni (kwa mfano).

ANZA KUUZA: Kitufe na kipinzani chake cha 10K ("103") labda ni mahali rahisi kuanza kwa kuwa kuna nafasi nyingi karibu nao. Chukua muda wako na ujipatie vifaa hivi viwili mahali.

Kumbuka kwamba hata ikiwa soldering yako haifanikiwa kabisa, safari nje ya eneo lako la faraja ndio mazoezi bora. Pia, kitanda kilichokusanyika bado kitatumika kama spinner inayoongozwa na elektroniki iliyoonekana baridi hata ikiwa LED hazifanyi kazi kikamilifu.

Hatua ya 10: Fidget Spinner - Microcontroller Soldering

Solder microcontrollers mbili (angalia kuashiria mwelekeo). Fuata na capacu mbili za 0.1uF ambazo ziko karibu tu na watawala wadogo. Capacitors si polarized na inaweza kuelekezwa kwa njia yoyote.

Hatua ya 11: Spidner ya Fidget - Soldering ya LED

Kuna safu mbili za LED kwenye PCB na vipande viwili vya vifaa vya LED. Kila ukanda ni rangi tofauti (nyekundu na kijani), kwa hivyo weka taa za LED kutoka kila ukanda pamoja kwenye safu moja kwenye PCB. Haijalishi ni safu gani ya kijani kibichi na ambayo ni nyekundu, lakini LED za rangi zile zile zinahitaji kuwa pamoja katika safu moja.

Kuna alama ya "-" kwenye kila pedi ya PCB kwa LED. Alama hizi hubadilisha pande unapoendelea na safu ya pedi, ambayo inamaanisha mwelekeo wa LED kwenye safu utabadilika kwenda mbele. Alama za kijani upande mmoja wa kila LED zinapaswa kuelekezwa kwa kutengeneza "-" kwa pedi hiyo ya LED.

Hatua ya 12: Fidget Spinner - Maliza Soldering

Solder sita 200 Ohm ("201") Resistors. Hizi hazijagawanywa na zinaweza kuwekwa katika mwelekeo wowote.

Solder vipande vitatu vya betri ya seli ya kiini kwa kuziingiza chini ya PCB na kisha unganisha kwenye mashimo mawili kutoka juu ya ubao.

Ingiza seli tatu za sarafu na bonyeza kitufe ili ujaribu LED. Hutaweza kuona mifumo ya POV wakati PCB iko lakini utagundua mwangaza tofauti kati ya benki mbili za LED unapozunguka kupitia njia za maonyesho. Kumbuka kuwa mashinikizo mafupi na mashinikizo marefu yana athari tofauti.

Hatua ya 13: Spidner ya Fidget - Andaa Nyumba ya Acrylic

Ondoa karatasi ya kinga kutoka kwa vipande vya akriliki.

Weka vipande vitano vya akriliki na PCB kama ilivyohesabiwa kwenye picha. Hii inawakilisha kuagiza kwa stack ya mwisho.

Angalia miduara mitatu midogo katika kila kipande. Geuza vipande vyovyote mpaka miduara midogo iwe imeelekezwa kwa mwelekeo huo huo.

Anza na safu ya 2, ambayo ndiyo iliyo na miduara yenye ukubwa wa sarafu katika kila moja ya mikono hiyo mitatu.

Weka kuzaa katikati ya safu ya 2 na uilazimishe kwenye shimo kubwa. Hii itachukua nguvu nyingi. Jaribu kupasua akriliki wakati unafanya hivyo. Hiyo ilisema, ufa mdogo mmoja karibu na shimo linalopanda huweza kuunda. Hii inakubalika kabisa.

Hatua ya 14: Fidget Spinner - Mkutano wa Mitambo

Weka safu - 1 hadi 5.

Angalia kuwa vipande 4 na 5 viko kwenye safu moja.

Ingiza vifurushi vitatu vya shaba iliyoshonwa.

Weka safu ya 6 kwenye ghala.

Angalia kwamba tabaka 1 na 6 zina mashimo madogo ya kuhifadhi vifungo vya shaba mahali.

Tumia screws fupi sita kubandika tabaka 1 na 6 kwa waunganishaji wa shaba.

Hatua ya 15: Fidget Spinner - Kituo cha Kituo

Ondoa karatasi ya kinga kutoka kwa mizunguko mitatu ya akriliki - mbili kubwa na moja ndogo.

Weka screw ndefu kupitia moja ya duru kubwa za akriliki; weka mduara mdogo wa akriliki kwenye screw; na pindisha kontakta wa shaba iliyoshonwa kwenye screw ili kutengeneza mpororo kama inavyoonyeshwa kwenye picha.

Ingiza stack kupitia kitovu cha kituo.

Kamata gombo ndani ya kitovu kwa kubandika duara kubwa la akriliki iliyobaki kwenye upande ulio wazi ukitumia screw ndefu.

Ndio mwisho! Laissez les bon fidget rouler.

Hatua ya 16: Digispark na Daba ya Mpira wa USB

Digispark ni mradi wa chanzo wazi uliofadhiliwa awali kupitia Kickstarter. Ni bodi ndogo inayofuatana ya ATTiny-based Arduino inayotumia Atmel ATtiny85. ATtiny85 ni microcontroller 8 ya pini ambayo ni binamu wa karibu wa chip ya kawaida ya Arduino, ATMega328P. ATtiny85 ina karibu robo ya kumbukumbu na pini sita tu za I / O. Walakini, inaweza kupangiliwa kutoka kwa IDE ya Arduino na bado inaweza kuendesha nambari ya Arduino bila hitch.

USB Dube ya Mpira ni chombo kinachopenda sana cha wadukuzi. Ni kifaa cha sindano ya sindano iliyofichwa kama kiendeshi cha generic. Kompyuta zinaitambua kama kibodi ya kawaida na hukubali kiatomati malipo yake yaliyopangwa tayari kwa zaidi ya maneno 1000 kwa dakika. Fuata kiunga ili ujifunze juu ya Bata wa Mpira kutoka Hak5 ambapo unaweza pia kununua mpango halisi. Wakati huo huo, mafunzo haya ya video yanaonyesha jinsi ya kutumia Digispark kama Mpira Ducky. Mafunzo mengine ya video yanaonyesha jinsi ya kubadilisha maandishi ya Mpira wa Ducky ili kukimbia kwenye Digispark.

Hatua ya 17: HackLife

Tunatumahi kuwa umefurahiya safari ya mwezi huu kwa vifaa vya elektroniki vya DIY. Fikia na ushiriki mafanikio yako kwenye maoni hapa chini au kwenye Kikundi cha Facebook cha HackerBoxes. Hakika tujulishe ikiwa una maswali yoyote au unahitaji msaada wowote kwa chochote.

Jiunge na chama. Kuishi HackLife. Unaweza kupata kisanduku kizuri cha miradi ya elektroniki inayoweza kudhibitiwa na teknolojia ya kompyuta inayopelekwa kwenye sanduku lako la barua kila mwezi. Surf juu ya HackerBoxes.com na ujiandikishe kwa huduma ya kila mwezi ya HackerBox.