HackerBox 0053: Chromalux: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Saudações aos Hackers HackerBox de todo o mundo! HackerBox 0053 explora cor e luz. Configure a placa do microcontrolador Arduino UNO e as ferramentas IDE. Conecte um Arduino Shield colorido de 3,5 polegadas com entradas de tela de toque e explore o código de demonstração de pintura de toque. Conecte um sensor de cor I2C para identificar os componentes de frequência da luz refletida, exibir cores em LEDs endereçáveis, soldar um escudo de prototipagem Arduino e explorar uma variedade de componentes de entrada / saída usando um escudo de experimentação Arduino multifuncional. Aprimore suas habilidades de soldagem de montagem em superfície com um LED Chaser PCB. Dê uma olhada introdutória na tecnologia de redes neurais artificiais e no aprendizado profundo.

Este guia contém informações para começar a usar o HackerBox 0053, que pode ser adquirido aqui enquanto durar o estoque. Se você gostaria de receber um HackerBox como este diretamente em sua caixa de correio a cada mês, inscreva-se em HackerBoxes.com e junte-se à revolução!

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Etapa 1: Lista de conteúdo para HackerBox 0053

• Tela TFT de 3,5 polegadas 480x320
• Arduino UNO Mega382P com MicroUSB
• Módulo Sensor de Cores GY-33 TCS34725
• Escudo Experimental Multifuncional para Arduino UNO
• OLED 0,96 polegadas I2C 128x64
• Cinco LEDs RGB endereçáveis redondos de 8 mm
• Arduino Prototype PCB Shield com pinos
• Kit de solda de montagem em superfície LED Chaser
• Adesivo de Hacker do Homem no Meio
• Adesivo de manifesto de hacker

Algumas outras coisas que serão úteis:

• Ferro de soldar, solda e ferramentas básicas de solda
• Computador para executar ferramentas de software

Mais importante ainda, você precisará de um senso de aventura, espírito hacker, paciência e curiosidade. Construir e experimentar com eletrônicos, embora muito gratificante, pode ser complicado, desafiador e até mesmo frustrante às vezes. O objetivo é o progresso, não a perfeição. Quando você persiste e aproveita a aventura, uma grande satisfação pode ser derivada deste hobby. Dê cada passo lentamente, preste atenção aos detalhes e não tenha medo de pedir ajuda.

Há uma grande quantidade de informações para membros atuais e potenciais nas Perguntas frequentes dos HackerBoxes. Quase todos os e-mails de suporte não técnico que recebemos já foram respondidos lá, portanto, agradecemos por dedicar alguns minutos para ler o FAQ.

Etapa 2: Arduino UNO

Este Arduino UNO R3 foi projetado pensando na facilidade de uso. A porta de interface MicroUSB é compatível com os mesmos cabos MicroUSB usados com muitos telefones celulares e tablets.

Especificação:

• Microcontrolador: ATmega328P (folha de dados)
• Ponte serial USB: CH340G (drivers)
• Tensão de operação: 5V
• Tensão de entrada (recomendada): 7-12V
• Tensão de entrada (limites): 6-20V
• Pinos de E / S digital: 14 (dos quais 6 fornecem saída PWM)
• Pinos de entrada analógica: 6
• Corrente DC por pino de E / S: 40 mA
• Corrente DC para 3,3 V Pin: 50 mA
• Memória Flash: 32 KB, dos quais 0,5 KB usados pelo bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Velocidade do relógio: 16 MHz

As placas Arduino UNO apresentam um chip de ponte USB / Serial integrado. Nesta variante em particular, o chip ponte é o CH340G. Para os chips CH340 USB / Serial, existem drivers disponíveis para muitos sistemas operacionais (UNIX, Mac OS X ou Windows). Eles podem ser encontrados no link acima.

Quando você conecta o Arduino UNO pela primeira vez a uma porta USB do seu computador, uma luz vermelha de energia (LED) acende. Quase imediatamente depois, um LED vermelho do usuário geralmente começa a piscar rapidamente. Isso acontece porque o processador é pré-carregado com o programa BLINK, que discutiremos mais adiante.

Se você ainda não tem o IDE do Arduino instalado, pode baixá-lo em Arduino.cc e se desejar informações introdutórias adicionais para trabalhar no ecossistema Arduino, sugerimos verificar o guia online do HackerBox Starter Workshop.

Conecte o UNO ao seu computador usando um cabo MicroUSB. Inicie o software Arduino IDE.

No menu IDE, selecione "Arduino UNO" em ferramentas> placa. Além disso, selecione a porta USB apropriada no IDE em ferramentas> porta (provavelmente um nome com "wchusb").

Finalmente, carregue um pedaço de código de exemplo:

Arquivo-> Exemplos-> Básico-> Blink

Na verdade, este é o código que foi pré-carregado no UNO e deve estar em execução agora para piscar o LED vermelho do usuário. Programe o código BLINK no UNO clicando no botão UPLOAD (o ícone de seta) logo acima do código exibido. Veja abaixo o código para as informações de status: "compilando" e depois "enviando". Eventualmente, o IDE deve indicar "Upload concluído" e seu LED deve começar a piscar novamente - possivelmente em uma taxa ligeiramente diferente.

Assim que você conseguir baixar o código BLINK original e verificar a mudança na velocidade do LED. Dê uma olhada no código. Você pode ver que o programa liga o LED, espera 1000 milissegundos (um segundo), desliga o LED, espera mais um segundo e depois faz tudo de novo - para sempre. Modifique o código alterando ambas as instruções "delay (1000)" para "delay (100)". Essa modificação fará com que o LED pisque dez vezes mais rápido, certo?

Carregue o código modificado no UNO e seu LED deve piscar mais rápido. Se sim, parabéns! Você acabou de hackear seu primeiro código embutido. Depois que sua versão de piscar rápido estiver carregada e em execução, por que não ver se você pode alterar o código novamente para fazer o LED piscar rápido duas vezes e esperar alguns segundos antes de repetir? De uma chance! Que tal alguns outros padrões? Depois de conseguir visualizar um resultado desejado, codificá-lo e observá-lo para funcionar conforme planejado, você deu um enorme passo para se tornar um programador embarcado e hacker de hardware.

Etapa 3: tela de toque TFT LCD 480x320 colorida

O Touch Screen Shield possui um display TFT de 3,5 polegadas com resolução de 480x320 e cores ricas de 16 bits (65K).

A blindagem se conecta diretamente ao Arduino UNO, conforme mostrado. Para facilitar o alinhamento, basta alinhar o pino de 3,3 V da blindagem com o pino de 3,3 V do Arduino UNO.

Vários detalhes sobre o escudo podem ser encontrados na página lcdwiki.

A partir do Arduino IDE, instale a biblioteca MCUFRIEND_kvb usando o Library Manager.

Abra Arquivo> Exemplos> MCUFRIEND_kvb> GLUE_Demo_480x320

Faça upload e aproveite a demonstração gráfica.

O esboço Touch_Paint.ino incluído aqui usa a mesma biblioteca para uma demonstração do programa de pintura em cores vivas.

Compartilhe os aplicativos coloridos que você prepara para este protetor de tela TFT.

Etapa 4: Módulo do sensor de cores

O Módulo do sensor de cores GY-33 é baseado no sensor de cores TCS34725. O Módulo Sensor de Cores GY-33 opera com alimentação de 3-5 V e comunica medições em I2C. O dispositivo TCS3472 fornece um retorno digital dos valores de detecção de luz vermelha, verde, azul (RGB) e clara. Um filtro de bloqueio de IV, integrado no chip e localizado nos fotodiodos de detecção de cor, minimiza o componente espectral de IV da luz que entra e permite que as medições de cor sejam feitas com precisão.

O esboço GY33.ino pode ler o sensor em I2C, enviar os valores RGB detectados como texto para o monitor serial e também exibir a cor detectada para um LED RGB WS2812B. A biblioteca FastLED é necessária.

ADICIONE UM DISPLAY OLED: O esboço GY33_OLED.ino mostra como também exibir os valores RGB em um OLED I2C 128x64. Basta conectar o OLED ao barramento I2C (pinos UNO A4 / A5) em paralelo com o GY33. Ambos os dispositivos podem ser conectados em paralelo, uma vez que estão em endereços I2C diferentes. Também conecte 5V e GND ao OLED.

MÚLTIPLOS LEDs: O pino do LED não utilizado no diagrama é "Data Out" se você deseja conectar em cadeia dois ou mais LEDs endereçáveis, basta conectar o Data_Out do LED N ao Data_In do LED N + 1.

PROTÓTIPO PCB DE PROTEÇÃO: O Módulo GY-33, o display OLED e um ou mais LEDs RGB podem ser soldados ao escudo de prototipagem para construir um escudo de instrumento de detecção de cor que é facilmente conectado e desconectado do Arduino UNO.

Etapa 5: Escudo de experimentação multifuncional do Arduino

O Arduino Experimentation Shield multifuncional pode ser conectado ao Arduino UNO para experimentar uma variedade de componentes, incluindo: indicador LED vermelho, indicador LED azul, dois botões de entrada do usuário, botão de reinicialização, sensor de temperatura e umidade DHT11, potenciômetro de entrada analógica, campainha piezoelétrica, LED RGB, fotocélula para detectar o brilho da luz, sensor de temperatura LM35D e um receptor infravermelho.

O (s) pino (s) do Arduino para cada componente são mostrados na serigrafia da blindagem. Além disso, os detalhes e o código de demonstração podem ser encontrados aqui.

Etapa 6: Prática de soldagem de montagem em superfície: LED Chaser

Você teve sorte ao construir o LED Chaser de forma livre do HackerBox 0052?

De qualquer forma, é hora de outra sessão de prática de solda SMT. Este é o mesmo circuito LED Chaser do HackerBox 0052, mas construído usando componentes SMT em um PCB em vez de usar componentes freeform / deadbug.

Primeiro, uma conversa estimulante de Dave Jones em seu EEVblog sobre Soldering Surface Mount Components.

Etapa 7: O que é uma rede neural?

Uma rede neural (wikipedia) é uma rede ou circuito de neurônios, ou em um sentido moderno, uma rede neural artificial, composta de neurônios ou nós artificiais. Assim, uma rede neural é uma rede neural biológica, composta de neurônios biológicos reais, ou uma rede neural artificial, para resolver problemas de inteligência artificial (IA).