HackerBox 0050: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Salam untuk HackerBox Hacker di seluruh dunia! Untuk HackerBox 0050, kami merakit dan memprogram papan prosesor tertanam HB50. HB50 mendukung eksperimen dengan mikrokontroler ESP32, WiFi IoT tertanam, suara bit bang, LED RGB, tampilan LCD TFT penuh warna, input layar sentuh, Bluetooth, dan banyak lagi. HackerBox 0050 juga mengeksplorasi solusi keyboard kecil untuk setiap proyek yang disematkan, antarmuka I2C, penganggaran daya, dan automata seluler.

Panduan ini berisi informasi untuk memulai dengan HackerBox 0050, yang dapat dibeli di sini selama persediaan masih ada. Jika Anda ingin menerima HackerBox seperti ini langsung di kotak surat Anda setiap bulan, silakan berlangganan di HackerBoxes.com dan bergabunglah dengan revolusi!

HackerBoxes adalah layanan kotak berlangganan bulanan untuk peretas perangkat keras dan penggemar elektronik dan teknologi komputer. Bergabunglah dengan kami dalam menjalani HIDUP HACK.

Langkah 1: Daftar Konten untuk HackerBox 0050

• Papan Sirkuit Cetak HB50 Eksklusif
• Modul WiFi ESP-WROOM-32 Dual Core
• Layar QVGA Warna TFT LCD 2.4 inci
• Layar Sentuh Tampilan Terintegrasi dengan Stylus
• Enam LED RGB WS2812B
• Enam Tombol Permukaan Mount Tacile
• Piezo Buzzer 12mm SMD
• AMS1117 3.3V Linear Regulator SOT223
• Header Breakaway 40pin Sudut Kanan
• Dua Kapasitor Tantalum 22uF 1206 SMD
• Dua Resistor 10K Ohm 0805 SMD
• Keyboard Mini CardKB
• Grove ke Female DuPont Breakout Cable
• Modul Serial USB CP2102
• DuPont Jumper Wanita-Wanita 10cm
• Stiker PCB Gelombang Hebat Hokusai
• Stiker Eksklusif HackerBox WireHead
• Koin Tantangan HackerBox 50 Eksklusif

Beberapa hal lain yang akan membantu:

• Besi solder, solder, dan alat solder dasar
• Komputer untuk menjalankan perangkat lunak

Yang terpenting, Anda akan membutuhkan rasa petualangan, semangat hacker, kesabaran, dan rasa ingin tahu. Membangun dan bereksperimen dengan elektronik, meskipun sangat bermanfaat, terkadang bisa rumit, menantang, dan bahkan membuat frustrasi. Tujuannya adalah kemajuan, bukan kesempurnaan. Ketika Anda bertahan dan menikmati petualangan, banyak kepuasan dapat diperoleh dari hobi ini. Ambil setiap langkah secara perlahan, perhatikan detailnya, dan jangan takut untuk meminta bantuan.

Ada banyak informasi untuk anggota saat ini dan calon anggota di FAQ HackerBox. Hampir semua email dukungan non-teknis yang kami terima sudah dijawab di sana, jadi kami sangat menghargai Anda meluangkan beberapa menit untuk membaca FAQ.

Langkah 2: Papan Sirkuit Cetak HB50

Untuk memperingati HackerBox Number 0050, kami telah memutar versi terbaru dari papan sirkuit HackerBox paling populer berdasarkan permintaan populer. Kit lencana Perkemahan Musim Panas HackerBox 0020 terjual habis di DEF CON 25 dalam waktu kurang dari dua jam. File PCB sejak itu sering diminta. Papan telah dicetak ulang setidaknya beberapa kali oleh pihak ketiga. Desainnya telah mengilhami beberapa lencana lain dan proyek IoT tersemat yang kami ketahui dan semoga beberapa lagi yang tidak kami sadari.

Pembaruan yang ditemukan dalam Kit PCB HB50 baru termasuk menukar ESP-32 DEVkitC untuk modul ESP-WROOM-32 yang lebih ringkas. Lima tombol sentuh kapasitif telah diganti dengan tombol taktil mekanis. Lima LED RGB WS2812 yang tadinya dalam kemasan putih telah ditingkatkan menjadi enam dan sekarang dalam kemasan hitam. Buzzer piezo telah diganti dengan versi pemasangan permukaan yang lebih ringkas. Catu daya telah disederhanakan. Layar TFT berwarna telah ditingkatkan dari 2,2 inci menjadi 2,4 inci. PCB lebih ringkas dan bahkan memiliki beberapa pin IO yang dipatahkan untuk kesenangan peretasan Anda. Sejak masa HackerBox 20, ada lebih banyak proyek, contoh, dan kode yang tersedia untuk ESP32, jadi mari bersiap-siap untuk bergemuruh…

Fitur:

• Prosesor ESP32 Dual Core 160MHz
• Layar LCD TFT Warna QVGA 2,4 inci
• WiFi 802.11 b/g/n/d/e/i/k/r
• Bluetooth LE 5.0
• Lima Tombol Tekan Taktil (+ satu untuk Reset)
• Enam RGB WS2812 LED
• Piezo Buzzer
• Pengatur Linier 3.3V
• Tajuk Ekspansi

Seperti pendahulunya, HB50 dapat dikenakan pada lanyard, digunakan sebagai handheld, dipasang di dinding, atau digunakan hampir di mana saja dalam aplikasi nirkabel dan penuh warna yang tak terhitung jumlahnya.

Langkah 3: Bawa Papan HB50

Untuk meminimalkan, atau setidaknya mengisolasi kesalahan, kami menyarankan untuk memulai perakitan dengan mengisi komponen minimum ke PCB HB50 yang diperlukan untuk memprogram ESP32. Pendekatan minimum yang layak ini diuraikan dalam langkah-langkah berikut:

1. Tonton video ini tentang menyolder modul castellated.
2. Solder modul ESP-WROOM-32 ke PCB. Gunakan waktumu. Jangan khawatir tentang ground pad tengah di bawah modul. Itu hanya dapat disolder dengan reflow dan hanya ada untuk kopling termal tambahan.
3. Gunakan multimeter untuk memastikan tidak ada short antara 3V3 dan GND. Jika ada korsleting, itu harus diidentifikasi dan dihilangkan sebelum menerapkan kekuatan ke papan atau monster asap mungkin keluar.
4. Solder dua resistor 10K tepat di atas tombol EN dan IO0.
5. Solder tombol EN dan IO0. Empat tombol lainnya dapat ditinggalkan untuk saat ini.
6. Putuskan strip header 16 pin. Masukkan dari sisi CPU PCB sedemikian rupa sehingga pin mengarah ke tepi terdekat dari PCB. Kemudian solder header ke tempatnya dari sisi tombol PCB.
7. Verifikasi lagi bahwa tidak ada short antara 3V3 dan GND.
8. Gunakan empat kabel jumper DuPont untuk menghubungkan modul CP2102 seperti yang ditunjukkan. Perhatikan bahwa kami sementara menggunakan sumber daya 3V3 karena regulator linier belum diisi ke PCB.
9. Jika komputer Anda belum menginstal Arduino IDE, dapatkan di sini.
10. Konfigurasikan dukungan ESP32 dalam Arduino IDE menggunakan panduan ini.
11. Di IDE, atur alat > papan ke "ESP32 Wrover Module".
12. Colokkan modul CP2102 ke port USB di komputer.
13. Di IDE, atur alat > port ke port USB yang benar untuk CP2102.
14. Jika port baru tidak muncul saat modul CP2102 dimasukkan, instal driver USB yang diperlukan dari Silicon Labs.
15. Ambil sketsa button_demo.
16. Kompilasi dan unggah sketsa.
17. Saat pengunggahan dimulai, tahan tombol EN dan IO0. EN pada dasarnya adalah tombol reset dan IO0 adalah pin pengikat untuk memaksa memprogram ulang flash.
18. Setelah titik dan garis muncul di IDE, lepaskan tombol EN (lepaskan reset) tetapi terus tahan tombol IO0 hingga pemrograman flash mulai memastikan bahwa pin pengikat dikenali saat boot.
19. Ketika pemrograman selesai, tekan tombol EN lagi untuk mengatur ulang dan memulai kode yang baru di-flash.
20. Buka Serial Monitor Arduino IDE dan set ke 115200 baud.
21. Menekan tombol IO0 akan menghasilkan pesan di monitor serial.

Langkah 4: Tombol, Buzzer, dan LED, OH MY

LEBIH BANYAK TOMBOL

Setelah langkah pemrograman awal berhasil, matikan papan HB50 dan solder pada empat tombol yang tersisa. Sketsa button_demo yang sama sekarang harus melaporkan kelima tombol (IO0, A, B, C, dan D) ke monitor serial saat ditekan.

BEL

Matikan papan HB50 dan solder bel ke bantalannya. Arahkan titik pada bel agar paling dekat dengan tombol "+" pada papan HB50. Programkan sketsa buzzer_demo dan setel ulang (EN) papan untuk menjalankannya. Kedengarannya bagus?

LED RGB WS2812B

Matikan papan HB50 dan solder enam LED ke bantalannya. Arahkan sudut bertanda putih dari setiap LED agar sesuai dengan sudut bertab seperti yang ditunjukkan pada layar sutra PCB.

Dari alat Arduino IDE > Kelola Perpustakaan, instal perpustakaan FastLED.

Buka sketsa: File > Contoh > FastLED > ColorPalette.

Dalam kode sketsa, ubah LED_PIN menjadi 13, NUM_LEDS menjadi 6, dan LED_TYPE menjadi WS2812B.

Unggah sketsa dan setel ulang (EN) papan untuk menjalankannya. Nikmati lampu berkedip dari setiap warna.

REGUALTOR DAYA LINEAR

Dengan LED yang menyala (dan terutama setelah pemancar WiFi diaktifkan), HB50 menarik banyak arus dari suplai 3V3. Mari kita tingkatkan kapasitas daya 3.3V dengan menyolder Regulator Linier AMS1117 (Paket SOT 233) ke tempatnya. Isi juga dua kapasitor filter 22uF di sebelah regulator. Perhatikan bahwa satu sisi setiap sablon kapasitor berbentuk persegi panjang dan sisi lainnya berbentuk segi delapan. Kapasitor harus diorientasikan sehingga garis gelap pada kemasan sejajar dengan sisi layar sutra segi delapan. Regulator sekarang akan mengubah beberapa suplai 5V menjadi 3.3V dan dapat memberikan lebih banyak arus daripada modul CP2102 dengan sendirinya. Untuk sekarang memasok daya ke HB50 melalui catu 5V, pindahkan KEDUA END dari jumper DuPont 3V3 ke 5V. Artinya, sumber 5V dari modul CP2102 ke salah satu pin input 5V pada header HB50. Perhatikan bahwa pin 5V sebenarnya dapat disuplai dengan tegangan antara 3,5V dan 5V.

Langkah 5: Layar LCD TFT Warna QVGA ILI9341

Tampilan MSP2402 (halaman lcdwiki) adalah modul bus SPI berdasarkan chip ILI9341. Chip ini menggerakkan layar warna 2,4 inci yang mendukung 65.000 warna dan resolusi 320X240 piksel (QVGA).

Modul ini juga dilengkapi input layar sentuh dan slot kartu SD.

PIN I/O TAMPILAN PRE-TEST

Jika Anda mengalami masalah dengan penyolderan pin ESP-WROOM-32 hingga saat ini, mungkin ide yang baik untuk menguji pin I/O modul tampilan sebelum menyolder modul tampilan ke tempatnya. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini dan pada diagram skema PCB, IO ESP32 yang dimainkan adalah 19, 23, 18, 5, 22, 21, dan 15. Perhatikan bahwa ini adalah nomor IO dan bukan nomor pin. Pin dapat diuji dengan menulis program kecil yang menetapkan semua IO tersebut sebagai output dan kemudian mengulang siklus melalui IO yang menghidupkan dan mematikan masing-masing secara bergantian dengan jeda satu atau dua detik di antaranya. Sebuah LED sederhana dengan resistor pembatas arus terpasang dapat digunakan sebagai probe untuk memastikan bahwa setiap pin IO yang dipetakan ke header tampilan (lihat skema) dihidupkan dan dimatikan dengan benar dan tidak ada yang digabungkan bersama.

Setelah semua pin diverifikasi, layar TFT dapat disolder ke tempatnya menggunakan header panjang dan pendek.

INSTAL DAN KONFIGURASI PERPUSTAKAAN TFT

Dari Arduino IDE: alat > Kelola Perpustakaan, instal Perpustakaan TFT_eSPI

Buka folder Perpustakaan Arduino. Buka folder TFT_eSPI dan edit file User_Setup.h untuk mengkonfigurasi chip driver modul, resolusi piksel, dan pin IO. Lakukan ini dengan memastikan bahwa definisinya (tidak) dikomentari seperti yang ditunjukkan di bawah ini dan atur ke nilai seperti yang ditunjukkan. Anda dapat memverifikasi bahwa ini sesuai dengan koneksi dalam skema PCB.

// Bagian 1.

#define ILI9341_DRIVER #define TFT_WIDTH 240 #define TFT_HEIGHT 320 // Bagian 2. // Untuk ESP32 Dev board #define TFT_MISO 19 #define TFT_MOSI 23 #define TFT_SCLK 18 #define TFT_CS 5 #define TFT_DC_RSTdefine //#define TFT_DC_RST TFT_RST -1 //#menentukan TFT_BL 32 #menentukan TOUCH_CS 15

Buka dan unggah sketsa:

File > Contoh > TFT_eSPI > 320 x 240 > Cellular_Automata

Sketsa ini adalah demonstrasi visual yang keren dari Conway's Game of Life.

Seorang hacker glider mungkin berevolusi menjadi ada … awasi!

TAMPILAN LOGO HACKERBOX PADA LCD TFT

Cobalah sketsa BitHeadDemo.

Langkah 6: Masukan Pengguna Layar Sentuh

Sketsa berikut dapat digunakan untuk mengonfigurasi dan menguji fungsionalitas layar sentuh:

File > Contoh > TFT_eSPI > 320 x 240 > Keypad_240x320

Tombol "kirim" mengirimkan nomor yang dimasukkan ke monitor serial pada 9600 baud.

Langkah 7: Papan Ketik CardKB I2C

Papan kecil ini menerapkan keyboard QWERTY berfitur lengkap yang dapat digunakan dengan hampir semua proyek mikrokontroler Anda. Keyboard berkomunikasi menggunakan port GROVE A (antarmuka I2C) pada Alamat 0x5F. Kombinasi tombol (Sim+Tombol, Shift+Tombol, Fn+Tombol) didukung untuk menghasilkan nilai kunci kaya.

Mulailah dengan contoh sederhana sketsa CardKB_Serial, yang berkomunikasi dengan keyboard melalui GROVE I2C dan menggemakan penekanan tombol ke Serial Monitor. Sketsa dapat dijalankan di ESP32 (seperti HB50), Arduino UNO, Arduino Nano, atau platform apa pun yang mendukung I2C.

Perhatikan bahwa ada dua panggilan Wire.begin yang berbeda untuk ESP32 dan untuk UNO/Nano. Batalkan komentar pada salah satu baris yang sesuai untuk Host yang Anda gunakan. Pasang kabel breakout GROVE kuning dan putih ke pin yang ditentukan pada baris kode tersebut. Hubungkan kabel breakout GROVE merah ke 5V dan Kabel GROVE Hitam ke GND.

Halaman Dokumentasi Pabrikan. Perhatikan bahwa meskipun mikrokontroler CardKB onboard telah diprogram sebelumnya, sumber firmware tersedia jika Anda ingin meretas keyboard.

Langkah 8:

Kami harap Anda menikmati petualangan HackerBox bulan ini ke dalam elektronik dan teknologi komputer. Jangkau dan bagikan kesuksesan Anda di komentar di bawah atau di Grup Facebook HackerBoxes. Juga, ingat bahwa Anda dapat mengirim email ke [email protected] kapan saja jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan bantuan.

Apa berikutnya? Bergabunglah dengan revolusi. Jalani HackLife. Dapatkan sekotak perlengkapan keren yang dapat diretas dikirim langsung ke kotak surat Anda setiap bulan. Jelajahi HackerBoxes.com dan daftar untuk berlangganan HackerBox bulanan Anda.