HackerBox 0043: Labirinto de Falken: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Saudações aos Hackers HackerBox de todo o mundo! HackerBox 0043 traz streaming de webcam embutido, circuitos de capacitor, conjuntos de pan-tilt micro servo e muito mais. Este Instructable contém informações para começar a usar o HackerBox 0043, 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!

Tópicos e objetivos de aprendizagem para HackerBox 0043:

• Configure o ESP32-CAM para Arduino IDE
• Programe uma demonstração de webcam para ESP32-CAM
• Capacitores de cerâmica de medida
• Monte um emblema de LED analógico para ciclismo
• Explorar Micro Servos e Conjuntos Pan-Tilt

HackerBoxes é o serviço de caixa de assinatura mensal para entusiastas da eletrônica e da tecnologia da computação - Hackers de Hardware - Os sonhadores dos sonhos.

HACK THE PLANET

Etapa 1: Lista de conteúdo para HackerBox 0043

• Módulo ESP32-CAM
• Arduino Nano 5V 16Mhz
• Conjunto Pan-Tilt com Dual Micro Servos
• Módulo adaptador serial USB FT232RL
• Módulo de alimentação USB 5V e 3,3V
• Kit Capacitor Cerâmico
• Emblema WOPR - Kit de solda
• Duas células-moeda de lítio CR2032
• Tábua de ensaio sem solda em miniatura
• Jumpers DuPont Feminino-Feminino
• Cabo MiniUSB
• Decalque Java
• HackerBoxes exclusivo do Falken's Maze Game
• Decalque exclusivo inspirado em WarGames

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: Vá direto pelo labirinto de Falken

Labirinto de Falken: Teoria dos jogos, ciência da computação e as inspirações da Guerra Fria para jogos de guerra

"Um jogo estranho. A única jogada vencedora é não jogar. Que tal um bom jogo de xadrez?"

-1983 Movie WarGames

Etapa 3: modos de fiação ESP32-CAM

O módulo ESP32-CAM combina um módulo ESP32-S, uma câmera OV2640, um slot para cartão microSD, flash LED e vários pinos de E / S. O ESP32-CAM permite que você configure streaming de vídeo sem fio, forneça uma interface de servidor web, integre uma câmera de vigilância sem fio em seu sistema de automação residencial, execute detecção / reconhecimento facial e muito mais.

Instale a câmera: O conector da câmera no ESP32 é um slot branco com um encaixe marrom mais escuro ou preto na borda. O encaixe escuro se afasta do PCB em direção à parte branca do conector. Depois de aberto, o conector flexível é inserido no slot branco com a lente voltada para fora. Finalmente, o botão de pressão escuro é pressionado de volta no conector do slot. Observe que a lente possui uma capa protetora que pode ser removida antes do uso.

MODO DE PROGRAMAÇÃO

Para programar o ESP32-CAM, conecte o adaptador serial USB FT232RL conforme mostrado. Certifique-se de definir o jumper de alimentação no adaptador serial USB FT232RL para 3,3V. O curto entre os pinos IO0 e GND é usado para colocar o ESP32 no modo de programa. Este fio pode ser removido para permitir que o ESP32 inicialize no modo de execução.

MODO WEBCAM

Uma vez programado, o ESP32-CAM só precisa ter 5V e GND conectados. O módulo de fonte de alimentação USB pode ser usado ou qualquer outra fonte de 5 V capaz de fornecer corrente suficiente.

SUPORTE DE MONITOR DE SÉRIE

Para executar o ESP32-CAM enquanto ainda está conectado ao USB (por exemplo, para visualizar a saída do monitor serial), simplesmente conecte os dois módulos conforme mostrado aqui ao mesmo tempo, mas remova o aterramento IO0 assim que a programação for concluída. Isso permitirá que o ESP32 execute e use a conexão USB / serial e, ao mesmo tempo, forneça corrente suficiente através do pino de 5 V para alimentar totalmente o ESP32. Sem a alimentação de 5 V, a saída de 3,3 V do FT232RL não alimentará totalmente o ESP32 e uma mensagem de falha de "queda de energia" ocorrerá.

Etapa 4: servidor de streaming de webcam ESP32-CAM

1. Certifique-se de que o jumper de alimentação do módulo FT232RL está definido para 3,3 V
2. Se ainda não estiver instalado, pegue o IDE do Arduino
3. Siga as instruções de instalação para o pacote de suporte da placa ESP32 Arduino IDE
4. Em IDE Tools, configure Board para ESP32 Wrover Module
5. Em IDE Tools, defina Partition Scheme para Huge APP
6. Em Ferramentas IDE, defina a porta para o adaptador serial USB FT232RL
7. Em arquivos IDE, abra Exemplos> ESP32> Câmera> CameraWebServer
8. Alterar o modelo da câmera #define para "CAMERA_MODEL_AI_THINKER"
9. Altere as sequências de SSID e senha para corresponder à sua rede WiFi
10. Compile e carregue o exemplo modificado
11. Remova o jumper IO0
12. Confirme se a fonte de 5 V também está conectada ou o ESP32 pode "escurecer"
13. Abra o monitor serial (115200 baud)
14. Aperte o botão de reset no módulo ESP32-CAM
15. Copie o endereço IP da saída do Monitor Serial
16. Cole o endereço IP em seu navegador da web
17. A interface da webcam ESP32-CAM deve exibir
18. Clique no botão "Iniciar transmissão" na interface da webcam

Etapa 5: Capacitores de cerâmica

Um capacitor de cerâmica é um capacitor de valor fixo onde o material cerâmico atua como o dielétrico. É constituído por duas ou mais camadas alternadas de cerâmica e uma camada de metal atuando como eletrodos. A composição do material cerâmico define o comportamento elétrico do capacitor. (Wikipedia)

Circuit Basics tem uma discussão útil cobrindo a medição de capacitância, incluindo alguns exemplos de capacitores de medição usando hardware e programas Arduino. Role para baixo até o título da seção "MEDIDOR DE CAPACITÂNCIA PARA CAPACITORES DE 470 UF A 18 PF" para ver uma demonstração que pode ser usada com o tipo de capacitores de cerâmica do Kit de Capacitores de Cerâmica. Embora a demonstração mostre um Arduino UNO, o uso do Arduino Nano também pode ser usado. Depois de configurar o IDE do Arduino para programar o Arduino Nano, simplesmente cole "O CÓDIGO PARA A SAÍDA DO MONITOR SERIAL" da página vinculada no IDE e compile / baixe o código colado no Nano.

Para obter informações adicionais sobre como configurar e programar o Arduino Nano, dê uma olhada no guia online do HackerBoxes Starter Workshop.

Etapa 6: Kit de crachá WOPR

Este emblema WOPR apresenta dezoito LEDs com ciclo de cores controlado inteiramente por osciladores sincronizados com capacitor analógico. Os exemplos anteriores do HackerBox usaram esse tipo de circuito analógico para aplicações semelhantes de piscar de LED. O design nos lembra que microcontroladores, por mais que os amemos, nem sempre são necessários para obter resultados interessantes. O conjunto completo da placa de circuito pode ser usado como um emblema de LED que pisca.

Conteúdo do kit:

• Placa de circuito impresso WOPR personalizada
• Dois clipes de célula tipo moeda CR2032
• Seis LEDs vermelhos de 3 mm
• Seis LEDs laranja de 3 mm
• Seis LEDs verdes de 3 mm
• Três Transistores NPN 9014
• Três capacitores de 22 uF
• Três resistores de 1K ohm (marrom-preto-vermelho)
• Três resistores de 10K ohm (marrom-preto-laranja)
• Interruptor deslizante
• Two Split Ring

O design apresenta três osciladores em cascata para controlar o ciclo de cores do LED. Cada um dos resistores de 10K e capacitores de 22uF forma um oscilador RC que aciona periodicamente o transistor associado. Os três osciladores RC são colocados em cascata em uma cadeia para mantê-los ciclando fora de fase, o que faz com que o piscar pareça aleatório ao redor do tabuleiro. Quando o transistor está "ligado", a corrente passa por seu banco de 6 LEDs e seu resistor limitador de corrente de 1K, fazendo com que esse banco de 6 LEDs pisque.

Este exemplo inclui uma boa explicação deste conceito de oscilador analógico usando um único estágio (um oscilador e um transistor).

Etapa 7: Montagem do kit de crachá WOPR

NOTA MUITO IMPORTANTE SOBRE A ORIENTAÇÃO DOS COMPONENTES: O emblema fica melhor quando montado com os componentes do orifício na "parte frontal" do PCB onde a arte do WOPR é exibida. No entanto, os contornos dos componentes estão no verso e determinam a orientação adequada dos componentes. Isso pode ser particularmente confuso em relação aos transistores TO-92, que devem ser inseridos na parte frontal do PCB com a parte plana voltada para cima, que é virada da orientação necessária se inserido na parte traseira do PCB. Os transistores TO-92 também podem ser colocados com a superfície plana contra a frente do PCB como mostrado no exemplo.

Observe que existem dois valores diferentes de resistores. Eles não são intercambiáveis. Os resistores não são polarizados. Eles podem ser inseridos em qualquer direção.

Observe que existem três "bancos" de LEDs D1-D6, D7-D12 e D13-D18. Cada banco deve ser de uma cor para equilibrar a carga atual e também para um bom efeito visual. Por exemplo, os LEDs D1-D6 podem ser todos (R) ED, D7-D12 todos (G) REEN e D13-D18 todos (O) RANGE.

Os capacitores são polarizados. Observe o "+" fazendo na tela do PCB. A marcação "-" (e o pino curto) no capacitor deve ser inserida no OUTRO orifício.

Os LEDs também são polarizados. Observe o lado plano do LED mostrado na tela do PCB. O pino curto (cátodo ou fio negativo) do LED deve estar no orifício mais próximo do "lado plano" da serigrafia do LED.

Estanhe totalmente as três almofadas para cada um dos clipes de célula tipo moeda com solda. Mesmo que nada seja soldado às almofadas centrais, o estanhador ajuda a aumentar a almofada para garantir um bom contato com a respectiva célula tipo moeda.

Após a soldagem, opere a chave várias vezes para limpar os contatos de detritos ou oxidação.

Tome cuidado para não encurtar os dois clipes de célula de moeda enquanto o emblema WOPR estiver sendo usado.

Etapa 8: Conjunto Pan-Tilt Micro Servo

O conjunto Pan-Tilt consiste em dois micro servos, quatro elementos mecânicos de plástico moldado e hardware diversificado. A montagem pode ser adquirida na Adafruit, onde você também pode encontrar um ótimo guia ilustrando como a montagem funciona.

A Arduino Servo Library pode ser usada para controlar um dos micro servos para movimentar a montagem em torno de seu eixo central e o outro micro servo para inclinar a montagem para cima e para baixo. Este Instructable fornece um exemplo detalhado para posicionar os dois servos usando o código Arduino.

O conjunto Pan-Tilt pode ser usado para posicionar monitores, lasers, luzes, câmeras ou qualquer coisa. Como de costume, deixe-nos ver o que você descobriu!

Um desafio interessante, se você quiser, é adicionar dois controles deslizantes (pan e tilt) à interface da web do exemplo "CameraWebCamera" que envia parâmetros de posição para o firmware ESP32-CAM que, por sua vez, define os dois servos para posicione a webcam durante a transmissão.

Etapa 9: Vivendo o HackLife

Esperamos que você tenha gostado da viagem deste mês à eletrônica e à tecnologia da computação. Entre em contato e compartilhe seu sucesso nos comentários abaixo ou no Grupo HackerBoxes no Facebook. Certamente, deixe-nos saber se você tiver alguma dúvida ou precisar de ajuda com alguma coisa.

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