HackerBox 0052: شكل حر: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

تحياتي لقراصنة HackerBox حول العالم! يستكشف HackerBox 0052 إنشاء منحوتات الدوائر ذات الشكل الحر بما في ذلك مثال مطارد LED واختيار الهياكل بناءً على وحدات WS2812 RGB LED. تم تكوين Arduino IDE لـ Arduino Nano ونقوم بتجربة برمجة متحكمات ATtiny85 لمنحوتاتنا ذات الشكل الحر باستخدام Arduino Nano. يتم اختبار آلات العقل لتدريب الموجات الدماغية على الاسترخاء والإبداع والتأمل. يتم استكشاف مفاتيح MOSFET للتحكم في أحمال التيار العالي باستخدام دبابيس IO بسيطة متحكم.

يحتوي هذا الدليل على معلومات لبدء استخدام HackerBox 0052 ، والتي يمكن شراؤها هنا أثناء نفاد المستلزمات. إذا كنت ترغب في تلقي HackerBox مثل هذا في صندوق البريد الخاص بك كل شهر ، يرجى الاشتراك في HackerBoxes.com والانضمام إلى الثورة!

HackerBoxes هي خدمة صندوق الاشتراك الشهري لقراصنة الأجهزة وعشاق الإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر. انضم إلينا وعش HACK LIFE.

الخطوة 1: قائمة محتويات HackerBox 0052

• اردوينو نانو
• عشرون وحدة WS2812B RGB LED
• متحكم ATtiny85 DIP8
• مصباح USB LED (تختلف الألوان)
• 555 الموقت رقاقة
• CD4017 عداد رقاقة
• اللوح اللحام 400 نقطة
• سلك نحت نحاسي حر 18G
• كابل يو اس بي ذكر وانثى
• كابل 3.5 مم ذكر وأنثى ستيريو
• مقبس ثنائي الفينيل متعدد الكلور 3.5 ملم
• اثنان AOD417 P-Channel MOSFETs
• اثنان AOD514 N- قناة MOSFETs
• 100K الجهد
• 10K مقياس جهد مزدوج العصابة
• خمسة عشر مصباح LED أخضر 5 مم
• 9V بطارية كليب مع الأسلاك يؤدي
• ثلاثة مكثفات 10 فائق التوهج كهربائيا
• واحد مكثف كهربائيا 1 فائق التوهج
• اثنين من مقابس رقاقة DIP8
• مقبس رقاقة DIP16 واحد
• المقاومات: 680R ، 1.5K ، 4.7K أوم
• لوحة المفاتيح المحارب هاكر ملصق
• ملصق فيش هوك هاكر
• نظارة شمسية هاكر بوكس رياضية حصرية

بعض الأشياء الأخرى التي ستكون مفيدة:

• لحام الحديد وأدوات اللحام الأساسية
• كمبيوتر لتشغيل أدوات البرمجيات

الأهم من ذلك أنك ستحتاج إلى حس المغامرة وروح الهاكرز والصبر والفضول. قد يكون بناء الإلكترونيات وتجريبها أمرًا مجزيًا للغاية ، إلا أنه قد يكون خادعًا ومليئًا بالتحدي وحتى محبطًا في بعض الأحيان. الهدف هو التقدم وليس الكمال. عندما تستمر في المغامرة وتستمتع بها ، يمكن أن تحصل على قدر كبير من الرضا من هذه الهواية. اتخذ كل خطوة ببطء ، واهتم بالتفاصيل ، ولا تخف من طلب المساعدة.

هناك ثروة من المعلومات للأعضاء الحاليين والمحتملين في الأسئلة الشائعة حول HackerBoxes. تم الرد على جميع رسائل البريد الإلكتروني الخاصة بالدعم غير التقني التي نتلقاها بالفعل هناك ، لذلك نقدر حقًا تخصيصك لبضع دقائق لقراءة الأسئلة الشائعة.

الخطوة 2: الدوائر الحرة

كما هو موضح في Hackaday Entry ، فإن تقنية تجميع الدوائر بدون ركيزة لها أسماء عديدة: flywire ، deadbug ، الأسلاك من نقطة إلى نقطة ، أو دوائر الشكل الحر. تُستخدم هذه التقنية أحيانًا لأغراض عملية مثل إصلاح أخطاء التصميم في مرحلة ما بعد الإنتاج ، ولكن من المثير للاهتمام أنها تُستخدم لإنشاء فن من الدوائر الإلكترونية.

عادةً ما يتم تصنيع الإلكترونيات ذات الشكل الحر من الأسلاك النحاسية أو مخزون الألومنيوم أو قضبان النحاس الأصفر ، ويمكن أن تكون جميلة ومبدعة بشكل مذهل كما هو موضح في هذه الأمثلة …

• الإلكترونيات الحرة كفن
• النماذج الأولية لـ Deadbug والإلكترونيات الحرة
• الأعمال الفنية للإلكترونيات لبيتر فوجل
• مجوهرات LED
• منحوتات إيريك براندال الإلكترونية
• الدوائر المركبة النحتية
• فيديو عرض موهيت بهويت من هاكاداي سوبركون
• مسابقة Hackaday Circuit Sculture
• مشاهدة الفيديو الهيكل العظمي

لماذا لا تشارك بعض الصور والأفكار الخاصة بمحاولاتك الخاصة بالنحت على شكل دائري؟

الخطوة 3: شكل حر LED المطارد

دائرة مثيرة للاهتمام لمحاولتك الأولى للنحت الحر هي LED Chaser مثل تلك الموضحة في هذا الفيديو.

يمكن تشكيل السلك قياس 18 في مكانه يدويًا أو باستخدام الزردية.

يمكن وضع الأجزاء الأثقل ، مثل بطارية 9 فولت أو مقياس الجهد في الجزء السفلي من الهيكل لتوفير قاعدة ثابتة.

يمكن استخدام مآخذ DIP لرقتي IC لتجنب تلف الحرارة أثناء اللحام.

الخطوة 4: اردوينو نانو

Arduino Nano هي واحدة من وحدات MCU المفضلة. نستخدمها في مجموعة متنوعة من التجارب وأنظمة DIY.

تشتمل لوحة Arduino Nano المضمنة على دبابيس رأس غير ملحومة بالوحدة. اترك الدبابيس في الوقت الحالي. قم بإجراء الاختبارات الأولية على وحدة Arduino Nano قبل اللحام على دبابيس الرأس. كل ما هو مطلوب هو كابل MiniUSB ولوحة Arduino Nano كما يخرج من الحقيبة.

إذا لم تكن قد استخدمت Arduino Nano مؤخرًا ، فراجع دليل HackerBox 0051 للحصول على معلومات حول Arduino IDE ، ورقاقة الجسر التسلسلي CH340G USB / Serial ، وكيفية إجراء التحقق الأولي من الرسم التخطيطي لوحدة Arduino Nano و سلسلة الأدوات. بعد التحقق من كل شيء ، قم بلحام دبابيس الرأس على جهاز Nano.

إذا كنت ترغب في الحصول على معلومات تمهيدية إضافية للعمل في نظام Arduino البيئي ، فراجع دليل ورشة عمل HackerBoxes Starter ، والذي يتضمن العديد من الأمثلة ورابطًا إلى PDF Arduino Textbook.

الخطوة الخامسة: برمجة ATtiny85 MCU باستخدام Arduino Nano

يوضح هذا الفيديو كيفية استخدام Arduino Nano (تشغيل ArduinoISP) بسرعة ومكثف واحد لبرمجة متحكم ATtiny85 من Arduino IDE.

الخطوة 6: وحدات RGB LED ذات الشكل الحر

تعد وحدات RGB LED (القائمة على مكونات WS2812B) وسيلة رائعة لنحت FREEFORM CIRCUIT SCULPTING خاصة عندما يتم تشغيلها بواسطة 8pin ATtiny85 MCU. يمكن لحام الهياكل المختلفة ويمكن برمجة أنماط الإضاءة / الألوان الإبداعية في MCU.

على سبيل المثال ، قمنا بالتثبيت في مكتبة FastLED في Arduino IDE.

ابدأ بالرسم البسيط:

أمثلة> FastLED> ColorPalette

فقط غيّر:

#define LED_PIN لأي طرف إدخال / إخراج يتم استخدامه لبيانات LED "في"

#define NUM_LEDS مع وجود العديد من مصابيح LED في السلسلة

#define BRIGHTNESS لقيمة حوالي 10-15 للحفاظ على الطاقة

و

#define LED_TYPE إلى WS2812B

الخطوة 7: آلات العقل

وفقًا لويكيبيديا ، تُعرف آلات العقل أيضًا باسم "آلات الدماغ" أو "آلات الضوء والصوت".

عادة ما تستخدم أجهزة العقل صوتًا إيقاعيًا نابضًا وأضواء ساطعة لتغيير تردد الموجات الدماغية للمستخدم. يمكن أن يؤدي هذا إلى حالات عميقة من الاسترخاء والتركيز ، وفي بعض الحالات تغيير حالات الوعي ، والتي تمت مقارنتها بتلك التي تم الحصول عليها من التأمل والاستكشاف الشاماني.

يمكن للآلات الذهنية أن تولد إشارات للأضواء النابضة المضمنة في النظارات التي يرتديها المستخدم الذي يشاهد الأضواء من خلال جفونه وأعينه مغلقة.

تولد أجهزة العقل أيضًا محفزًا صوتيًا بما في ذلك النبضات بكلتا الأذنين ، والتي يتم إدراكها عند اختلاف التردد عندما يتم تقديم موجتين جيبيتين مختلفتين بلون نقي إلى المستمع بشكل ثنائي (واحدة من خلال كل أذن). على سبيل المثال ، إذا تم تقديم نغمة نقية تبلغ 530 هرتز إلى الأذن اليمنى للموضوع ، بينما يتم تقديم نغمة نقية تبلغ 520 هرتز إلى الأذن اليسرى للموضوع ، فسوف يدرك المستمع الوهم السمعي لنغمة ثالثة. يُطلق على الصوت الثالث اسم نبضة بكلتا الأذنين ، وفي هذا المثال سيكون له نغمة محسوسة مرتبطة بتردد 10 هرتز ، وهو الفرق بين النغمات النقية 530 هرتز و 520 هرتز المقدمة لكل أذن.

إشعار هام للسلامة:

قد تكون الأضواء الساطعة السريعة خطيرة بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من صرع حساس للضوء أو اضطرابات عصبية أخرى. إذا كنت حساسًا للأضواء الساطعة أو لديك أي تاريخ من الصرع أو النوبات أو أي اضطرابات عصبية أخرى ، فتجنب مثل هذه الأجهزة أو أي مشاريع أخرى ذات أضواء وامضة.

الخطوة 8: منصة DIY Mind Machine

يمكن تجميع منصة Mind Machine كما هو موضح هنا باستخدام Arduino Nano المبرمج مع مخطط mind_demo المرفق. يتدرب المخطط على موجات دماغ ألفا 9 هرتز باستخدام الأضواء والنبضات بكلتا الأذنين. يمكن لموجات ألفا الدماغ أن تعزز الاسترخاء العميق كما تمت مناقشته هنا. يمكن تغيير الكود وتوسيعه لاستكشاف ترددات الموجات الدماغية أو أنماط التدريب الأخرى.

لاحظ أن mind_demo يتطلب مكتبتين: FastLED و ToneLibrary ، وكلاهما يمكن العثور عليه باستخدام Tools> Manage Libraries داخل Arduino IDE. مطلوب مكتبة النغمات الخاصة لأن وظيفة نغمة Arduino القياسية لا يمكن أن تولد نغمتين مختلفتين في وقت واحد.

اثنتان من وحدات WS2812B (في سلسلة من اثنتين) مثالية لوضعها في عدسات النظارات الشمسية. يمكن توصيلها بدائرة التحكم باستخدام كابل الصوت 3.5 مم. يمكن قطع كابل الصوت 3.5 مم بالقرب من طرف الأنثى. يتم توصيل الطرف الأنثوي بدائرة MCU ويمكن توصيل السلك الطويل بنهاية الذكور بمصابيح LED في النظارات. هذا يجعل واجهة التوصيل لطيفة لنظارات LED.

تعمل بعض الأشرطة اللاصقة أو cyanoacrylate بشكل رائع لتثبيت مصابيح LED في النظارات. عادةً ما يواجه الغراء الساخن صعوبة في الترابط لتنعيم البلاستيك مثل عدسات النظارات الشمسية. إذا كنت ترغب في ممارسة ظلال HackerBox الحصرية الخاصة بك كظلال فعلية ، فما عليك سوى النقر على صندوق القفازات أو درج القمامة أو متجر الدولار المحلي للحصول على بعض النظارات الشمسية المختلفة للتضحية بهذا المشروع.

تعمل الدائرة الصوتية ذات العصابة المزدوجة بشكل جيد لتشغيل سماعات الأذن القياسية أو سماعات الرأس الموصولة بمقبس PCB مقاس 3.5 مم.

الخطوة 9: دوائر MOSFET لتبديل الأحمال عالية التيار

هل سبق لك أن أردت التحكم في الأجهزة التي ترسم حداثة أكثر من تلك التي تدعمها دبابيس الإدخال والإخراج على وحدة MCU الخاصة بك؟ ماذا عن التحكم في الأجهزة بجهد مختلف عن MCU؟

يستحق فيديو Andreas Spiess هذا المشاهدة. يتناول Andreas (معظم) التفاصيل الدموية لتحديد أنواع الترانزستورات التي يجب أن نحتفظ بها في متناول اليد لتبديل أحمال الطاقة من مشاريعنا الرقمية / MCU. يتلخص في:

N-Channel FETs لتبديل الأحمال المنخفضة الجانب ، و

P-Channel FETs لتبديل الأحمال عالية الجانب.

يتم تضمين زوج من كل منها لتجربة تشغيل وإيقاف تشغيل حمل USB (مصباح LED). قطع فتح كابل تمديد USB. استخدم P-Channel FET (دبابيس D و S) لتبديل السلك الأحمر (الجانب العالي). أو استخدم N-Channel FET (دبابيس D و S) لتبديل السلك الأسود (الجانب المنخفض). قم بتوصيل إشارة التحكم MCU من خلال أحد المقاومات 680 أوم إلى دبوس البوابة (G) الخاص بـ FET وتحكم بعيدًا! جرب أيضًا "العقارب السحرية" على دبوس G كما هو موضح في الفيديو. لاحظ أن "العقارب السحرية" تعمل فقط في اتجاه واحد ، ولكن قصرًا سريعًا للبوابة إلى 5 فولت أو GND سوف يقلب مفتاح FET.

بعد تجربة سيناريوهات طاقة USB هذه لتبديل FET ، يمكنك إعادة استخدام "أسلاك التوصيل المصنوعة" من USB عن طريق وضع مقاطع التمساح على الأسلاك الحمراء والسوداء. يمكن قطع جانب مقبس USB بمصدر 5 فولت ثم استخدامه لتشغيل أي أداة USB تقوم بتوصيلها بالمقبس. يمكن استخدام جانب قابس USB لتشغيل المقاطع (وأيًا كانت المقاطع المتصلة) من أي مصدر USB أو ثؤلول على الحائط. تعتبر أسلاك التوصيل المصنوعة من مقطع التمساح مفيدة لمجموعة متنوعة من سيناريوهات الاختبار والقياس ، لذلك قد ترغب في إبقائها في متناول اليد على طاولة العمل الخاصة بك.

الخطوة 10: يجب ارتداء الظلال

مستقبل الإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر وأمن المعلومات مشرق للغاية ، يجب عليك ارتداء ظلال HackerBox.

تذكر مشاركة مشاريع HackerBox 0052 الخاصة بك في التعليقات أدناه أو على HackerBoxes Facebook Group. تذكر أيضًا أنه يمكنك إرسال بريد إلكتروني إلى [email protected] في أي وقت إذا كان لديك سؤال أو كنت بحاجة إلى بعض المساعدة.

ماذا بعد؟ انضم للثوره. عيش HackLife. احصل على صندوق رائع من المعدات القابلة للاختراق يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق البريد الخاص بك كل شهر. تصفح إلى HackerBoxes.com واشترك في اشتراكك الشهري في HackerBox.