HackerBox 0036: JumboTron: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este mês, os HackerBox Hackers estão explorando monitores de matriz LED jumbo, computadores de chip único ESP32 e controles de jogo com joystick. Este Instructable contém informações para começar a usar o HackerBox # 0036, que pode ser adquirido aqui enquanto durarem os estoques. Além disso, 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 0036:

• Configure o Arduino IDE para programar o ESP32
• Entradas de controle de joystick de interface e botão de pressão
• Conecte dados e energia aos painéis de LED JumboTron
• Programe vários aplicativos aproveitando as telas de matriz

HackerBoxes é o serviço de caixa de assinatura mensal para eletrônicos DIY e tecnologia de computador. Somos amadores, criadores e experimentadores. Somos os sonhadores dos sonhos. HACK THE PLANET!

Etapa 1: HackerBox 0036: conteúdo da caixa

• P3 RGB LED Matrix com 64x32 pixels
• Placa de Desenvolvimento ESP32
• Placa de controle de jogo com joystick
• Chicote de alimentação para matriz de LED
• DuPont Jumpers Feminino-Feminino 20cm
• HackerBoxes exclusivo Glider Koozie
• Decalque exclusivo de arte retrô para fãs da Atari

Algumas outras coisas que serão úteis:

• Fonte de alimentação 5 V DC (2-4 Amps)
• 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 eletrônica, 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. Todos nós gostamos de aprender novas tecnologias e, com sorte, construir alguns projetos interessantes. 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.

O Planador é um padrão que atravessa o tabuleiro no Jogo da Vida de Conway. Ele foi vagamente adotado como um emblema para representar a cultura hacker, já que o autômato celular Game of Life atrai hackers e o conceito de planador nasceu quase ao mesmo tempo que a Internet e o Unix. Você pode programar o Jogo da Vida de Conway na matriz LED de 64x32?

Etapa 2: ESP32 e Arduino IDE

O ESP32 é um computador com um único chip. É altamente integrado com 2,4 GHz Wi-Fi e Bluetooth. O ESP32 integra a chave da antena, balun RF, amplificador de potência, amplificador de recepção de baixo ruído, filtros e módulos de gerenciamento de energia. Como tal, toda a solução ocupa uma área mínima de placa de circuito impresso (PCB).

Existem alguns tipos de placas de desenvolvimento ESP32. O usado aqui é uma variação do "DOIT ESP32 DevKit". A maioria dos pinos de E / S vai para os cabeçotes dos pinos em ambos os lados para facilitar a interface. Um chip de interface USB e um regulador de tensão estão integrados ao módulo. O ESP32 é compatível com o ecossistema Arduino e IDE, que é uma maneira muito rápida e fácil de trabalhar com o ESP32.

O repositório github do Arduino ESP32 inclui instruções de instalação para Linux, OSX e Windows. Clique nesse link e siga as instruções que correspondem ao sistema operacional do seu computador.

PROGRAMANDO A PLACA DE DESENVOLVIMENTO

Para testar se o IDE está configurado corretamente antes de prosseguir, carregue o exemplo BLINK para piscar o LED integrado. Altere os valores de atraso para experimentar diferentes frequências de intermitência e certifique-se de que o código está recarregando efetivamente na placa ESP32.

Ao programar o ESP32, pressione e segure o botão “BOOT” na placa de desenvolvimento do ESP32 antes de clicar no botão de upload no IDE do Arduino. Assim que a mensagem “Connecting _ _ _…” aparecer no Arduino IDE, você pode soltar o botão “BOOT” e a programação deve começar.

Etapa 3: placa de controle do jogo com joystick

Este controlador de jogo "breakout board" inclui um controle de joystick analógico e quatro botões. Seu tamanho e forma são adequados para operação manual.

O controle de posição analógico é baseado em dois potenciômetros (um para xe um para y) que são ligados na configuração padrão de "divisor de tensão". Conseqüentemente, OUTX e OUTY devem ser lidos como valores analógicos e dimensionados de forma adequada, conforme mostrado no código de demonstração. OUTZ e os quatro botões são interruptores digitais simples liga / desliga que normalmente flutuam abertos e curto para GND quando ativados.

A placa pode ser conectada ao ESP32 usando Jumpers DuPont nos seguintes pinos:

ESP32 Game Controller

GND GND 3V3 VCC 35 OUTX 34 OUTY 26 OUTZ 27 KEY1 32 KEY2 33 KEY3 25 KEY4

Não há nada de especial sobre essas atribuições de pinos, mas eles são usados no código de demonstração. Como certos pinos de IO no ESP32 são apenas de saída, convém mantê-lo simples e usar apenas esses mesmos valores.

Etapa 4: Painel 64x32 RGB LED Matrix P3

Com 2.048 LEDs RGB em cores, esta matriz é como seu próprio display "mini" jumbotron pessoal. Esses painéis são, na verdade, do mesmo tipo usado em telas de LED jumbo, como você provavelmente pode dizer pelo chicote de força industrial. Os LEDs são posicionados em uma grade de passo de 3 mm (daí a designação P3). Eles são acionados com uma taxa de varredura de 1:16.

Estaremos usando a biblioteca PxMatrix para o IDE do Arduino. Vá em frente e instale essa biblioteca agora. Também há muitos detalhes de teoria operacional nesse link, se você estiver interessado em verificar isso.

Existem três conectores na parte traseira do painel de matriz de LED. Isso inclui dois conectores duplos de 16 pinos (identificados como IN e OUT) e também um pequeno conector de alimentação. Existem três conjuntos diferentes de fios para conectar a estes, conforme descrito abaixo.

Jumpers FINE de DATA IN para DATA OUT

IN OUT

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NOVE Jumpers do ESP32 para DATA IN

ESP IN

13 R1 22 LAT 19 A 23 B 18 C 5 D 2 OE 14 CLK GND GND

Chicote de energia

O chicote elétrico fornecido deve ser conectado a uma fonte de 5 VCC. Se você planeja iluminar todos os LEDs com brilho total, o painel puxará até aproximadamente 4A. Se você tiver um "suprimento de bancada" decente, isso deve ser aplicado para fornecer 4A. Para operação média típica, 2A pode ser suficiente. Por exemplo, testamos um banco de energia USB 2,5A (bateria), que funcionou bem. Soldamos um conector USB no lugar dos terminais de parafuso no chicote de energia, permitindo que ele seja conectado ao banco de energia USB.

Existem dois conectores de quatro pinos no chicote elétrico. Estes são para alimentar dois painéis. Um dos conectores pode ser removido se você quiser arrumar as coisas, apenas certifique-se de embrulhar as pontas dos fios cortados (com fita ou tubo) para evitar curto-circuito na fonte de alimentação.

Fonte de alimentação comum para painel de LED e ESP32

Corte uma ponta de um jumper DuPont. Descasque e estanhe o fio para conectá-lo a uma linha vermelha do chicote. Uma opção fácil é usar uma das linhas de onde removemos o conector de alimentação extra de quatro pinos. Novamente, certifique-se de embrulhar as emendas de energia para evitar curto-circuito. Depois que o ESP32 for programado e o cabo USB removido, o plugue fêmea DuPont na outra extremidade do fio emendado pode ser colocado no pino VIN (não no pino 3V3) da placa ESP32. Isso fornecerá energia à placa ESP32 e à matriz de LED da mesma fonte de 5 V, fazendo uma configuração compacta e portátil para funcionar com bateria.

Etapa 5: Prog de demonstração de matriz

Programe o esboço jumbotrondemo.ino anexado no ESP32.

Certifique-se de que a biblioteca PxMatrix esteja instalada.

Os quatro modos do programa de demonstração são selecionados usando K1 - K4. O código deve ser bastante autoexplicativo para se estender aos seus próprios projetos.

Etapa 6: 1 2 3 GO

O que você fará com o monitor colorido de 64x32 e o controlador de jogo? Comece o brainstorming inspirando-se em outros projetos de exemplo …

• Projeto Morphing Digital Clock
• Recursos de exibição Adafruit Matrix
• Instrutível com projetos de matriz de LED
• Adicionar controle BLE do Android
• Que tal um bom jogo de Tetris?
• Jogos CHIP-8 (originalmente para monitores 64x32)
• Biblioteca para uso com o ESP32 IDF (não Arduino)
• Dez grandes jogos eletrônicos DIY da WIRED

Envie um link para o seu projeto para que possamos compartilhá-lo com os outros abaixo:

• Toy Física de JeffG
• Snake Game de Collene
• Vá rápido, vire à esquerda do ppervink
• Ticker de criptomoeda de ananseMugen
• Relógio de contagem regressiva de Natal de rznazn

Etapa 7: HACK THE PLANET

Se você gostou deste Instructable e gostaria de ter uma caixa térmica com projetos de tecnologia de computador e eletrônicos hackáveis chegando em sua caixa de correio a cada mês, junte-se à revolução navegando em HackerBoxes.com e inscreva-se para receber nossa caixa surpresa mensal.

Entre em contato e compartilhe seu sucesso nos comentários abaixo ou na página do HackerBoxes no Facebook. Certamente, deixe-nos saber se você tiver alguma dúvida ou precisar de ajuda com alguma coisa. Obrigado por fazer parte do HackerBoxes!