HackerBox 0046: Kegigihan: 9 Langkah

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

Salam untuk HackerBox Hacker di seluruh dunia! Dengan HackerBox 0046, kami bereksperimen dengan tampilan kertas elektronik yang persisten, pembuatan teks persistensi visi (POV) LED, platform mikrokontroler Arduino, prototipe elektronik, dan bank daya baterai yang dapat diisi ulang.

Instruksi ini berisi informasi untuk memulai dengan HackerBox 0046, 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 penggemar elektronik dan teknologi komputer - Peretas Perangkat Keras - Pemimpi mimpi.

HACK THE PLANET

Langkah 1: Daftar Konten untuk HackerBox 0046

• Modul ePaper
• Arduino UNO dengan MicroUSB
• Dua Perisai Prototipe UNO
• Bank Daya Baterai USB 18650
• LED 5mm Merah Tersebar
• Resistor 560 Ohm
• Kabel Jumper DuPont Pria-Wanita
• Dudukan Baterai 9V
• Buka Stiker Perangkat Keras
• Pin Lapel Perangkat Keras Terbuka Eksklusif

Beberapa hal lain yang akan membantu:

• Baterai 9V
• 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: Arduino UNO

Arduino UNO R3 ini dirancang dengan mempertimbangkan kemudahan penggunaan. Port antarmuka MicroUSB kompatibel dengan kabel MicroUSB yang sama yang digunakan dengan banyak ponsel dan tablet.

Spesifikasi:

• Mikrokontroler: ATmega328P (lembar data)
• Jembatan Serial USB: CH340G (driver)
• Tegangan operasi: 5V
• Tegangan input (disarankan): 7-12V
• Tegangan input (batas): 6-20V
• Pin I/O digital: 14 (di antaranya 6 menyediakan output PWM)
• Pin input analog: 6
• Arus DC per Pin I/O: 40 mA
• Arus DC untuk 3.3V Pin: 50 mA
• Memori flash: 32 KB di mana 0,5 KB digunakan oleh bootloader
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Kecepatan jam: 16 MHz

Papan Arduino UNO memiliki chip jembatan USB/Serial bawaan. Pada varian khusus ini, chip bridge adalah CH340G. Untuk chip USB/Serial CH340, ada driver yang tersedia untuk banyak sistem operasi (UNIX, Mac OS X, atau Windows). Ini dapat ditemukan melalui tautan di atas.

Saat Anda pertama kali mencolokkan Arduino UNO ke port USB komputer Anda, lampu daya merah (LED) akan menyala. Hampir segera setelah itu, LED pengguna berwarna merah biasanya akan mulai berkedip dengan cepat. Ini terjadi karena prosesor sudah dimuat sebelumnya dengan program BLINK, yang akan kita bahas lebih lanjut di bawah ini.

Jika Anda belum menginstal Arduino IDE, Anda dapat mengunduhnya dari Arduino.cc dan jika Anda ingin informasi pengantar tambahan untuk bekerja di ekosistem Arduino, kami sarankan untuk membaca instruksi untuk Lokakarya Pemula HackerBoxes.

Colokkan UNO ke komputer Anda menggunakan kabel MicroUSB. Luncurkan perangkat lunak Arduino IDE.

Di menu IDE, pilih "Arduino UNO" di bawah alat> papan. Juga, pilih port USB yang sesuai di IDE di bawah tools>port (kemungkinan nama dengan "wchusb" di dalamnya).

Terakhir, muat sepotong kode contoh:

File->Contoh->Dasar->Berkedip

Ini sebenarnya adalah kode yang dimuat sebelumnya ke UNO dan harus dijalankan sekarang untuk mengedipkan LED pengguna merah. Programkan kode BLINK ke dalam UNO dengan mengklik tombol UPLOAD (ikon panah) tepat di atas kode yang ditampilkan. Perhatikan di bawah kode untuk info status: "mengkompilasi" dan kemudian "mengunggah". Akhirnya, IDE akan menunjukkan "Pengunggahan Selesai" dan LED Anda akan mulai berkedip lagi - mungkin dengan kecepatan yang sedikit berbeda.

Setelah Anda dapat mengunduh kode BLINK asli dan memverifikasi perubahan kecepatan LED. Perhatikan baik-baik kodenya. Anda dapat melihat bahwa program menyalakan LED, menunggu 1000 milidetik (satu detik), mematikan LED, menunggu satu detik lagi, dan kemudian melakukan semuanya lagi - selamanya. Ubah kode dengan mengubah kedua pernyataan "delay(1000)" menjadi "delay(100)". Modifikasi ini akan menyebabkan LED berkedip sepuluh kali lebih cepat, bukan?

Muat kode yang dimodifikasi ke UNO dan LED Anda akan berkedip lebih cepat. Jika demikian, selamat! Anda baru saja meretas bagian pertama dari kode yang disematkan. Setelah versi fast-blink Anda dimuat dan dijalankan, mengapa tidak melihat apakah Anda dapat mengubah kode lagi untuk menyebabkan LED berkedip cepat dua kali dan kemudian menunggu beberapa detik sebelum mengulanginya? Cobalah! Bagaimana dengan beberapa pola lainnya? Setelah Anda berhasil memvisualisasikan hasil yang diinginkan, mengkodekannya, dan mengamatinya agar berfungsi sesuai rencana, Anda telah mengambil langkah besar untuk menjadi programmer tertanam dan peretas perangkat keras.

Langkah 3: Teknologi Tampilan Kertas Elektronik

Teknologi Electronic Paper, ePaper, electronic ink, atau e-ink memungkinkan perangkat tampilan yang meniru tampilan tinta biasa di atas kertas. Tampilan kertas elektronik umumnya persisten dalam hal gambar tetap terlihat bahkan tanpa daya atau dengan sirkuit kontrol dilepas atau dimatikan. Tidak seperti layar panel datar backlit konvensional yang memancarkan cahaya, layar kertas elektronik memantulkan cahaya seperti kertas. Ini dapat membuatnya lebih nyaman untuk dibaca dan memberikan sudut pandang yang lebih luas daripada kebanyakan layar yang memancarkan cahaya.

Rasio kontras mendekati surat kabar dengan tampilan yang baru dikembangkan (sejak 2008) masih sedikit lebih baik. Tampilan ePaper yang ideal dapat dibaca di bawah sinar matahari langsung tanpa gambar tampak memudar.

Kertas elektronik fleksibel menggunakan substrat plastik lentur dan elektronik plastik untuk bidang belakang layar. Ada persaingan yang sedang berlangsung di antara produsen untuk memberikan dukungan kertas elektronik penuh warna.

(Wikipedia)

Langkah 4: Modul EPpaper Multicolor

Modul ePaper 1,54 inci MH-ET LIVE dapat menampilkan tinta hitam dan merah. Modul ini dirujuk dalam contoh dan dokumentasi sebagai tampilan kertas elektronik (EPD) 200x200 hitam/putih/merah (b/w/r).

Teknologi tampilannya adalah Microencapsulated Electrophoretic Display (MED), yang menggunakan bola kecil di mana pigmen warna yang terisi tersuspensi dalam minyak transparan dan bergerak ke tampilan tergantung pada muatan elektronik yang diterapkan.

Layar ePaper dapat menampilkan pola dengan memantulkan cahaya sekitar, sehingga beroperasi tanpa lampu latar. Bahkan di bawah sinar matahari yang cerah, layar ePaper memberikan visibilitas tinggi dengan sudut pandang 180 derajat.

Penggunaan Modul MH-ET dengan Arduino UNO:

1. Instal Arduino IDE (jika belum terinstal)
2. Gunakan Manajer Perpustakaan (Alat-> Kelola Perpustakaan) untuk menginstal Perpustakaan Adafruit GFX
3. Gunakan Manajer Perpustakaan untuk menginstal GxEPD (BUKAN GxEPD2)
4. Buka file->contoh->GxEPD>GxEPD_Contoh
5. Batalkan komentar pada baris untuk menyertakan GxGDEW0154Z04 (1,54" b/w/r 200x200)
6. Hubungkan UNO ke EPD: Busy=7, DC=8, Reset=9, CS=10, DIN=11, CLK=13, GND=GND, VCC=5V
7. Setel EPD Beralih KEDUA ke "L"
8. Download sketsa GxEPD_Contoh dari IDE ke UNO seperti biasa

Pustaka lain dengan kode demo (disediakan dari produsen EPD) dapat ditemukan di sini. Perhatikan bahwa demo ini (dan beberapa contoh lain yang tersedia secara online) memiliki penetapan pin yang berbeda dari yang digunakan di atas dalam contoh GxEPD. Terutama, pin 8 dan 9 sering terbalik.

Langkah 5: Perisai Prototipe Arduino UNO

Perisai Prototipe Arduino UNO cocok langsung ke papan Arduino UNO (atau kompatibel) sama seperti perisai lainnya. Namun, Perisai Prototipe Arduino UNO memiliki area "perf-board" serba guna di tengah tempat Anda dapat menyolder komponen Anda sendiri untuk membuat perisai khusus Anda sendiri. Cukup solder header di baris luar pelindung sehingga dapat dipasang tepat di atas UNO. Lubang berlapis di sebelah header terhubung ke sinyal header sehingga saluran dari UNO dapat dengan mudah dihubungkan ke sirkuit khusus Anda.

Langkah 6: Tujuh Pengaturan LED pada Prototype Shield

Perisai Prototipe Arduino dapat digunakan untuk mendukung rangkaian yang diilustrasikan. Rangkaian ini memiliki pin I/O 1-7 dari Arduino yang terhubung ke tujuh LED. Setiap LED dihubungkan in-line dengan resistor pembatas arusnya sendiri, yang dalam contoh ini adalah resistor 560 Ohm.

Perhatikan bahwa pin pendek setiap LED perlu diorientasikan ke pin GND Arduino. Resistor masing-masing dapat berorientasi di kedua arah. Dudukan adonan 9V dapat dihubungkan untuk membuat proyek "portabel" tetapi harus disambungkan ke pin Vin (bukan ke 5V atau 3.3V).

Setelah rangkaian LED dan resistor terhubung, bereksperimenlah dengan sketsa contoh kedipan dengan mengubah nomor pin ke berbagai nilai antara 1 dan 7.

Akhirnya, cobalah sketsa knight_rider.ino yang terlampir di sini untuk kilas balik dari tahun 80-an.

Langkah 7: Kegigihan Visi

Persistensi penglihatan [VIDEO] mengacu pada ilusi optik yang terjadi ketika persepsi visual suatu objek tidak berhenti selama beberapa waktu setelah sinar cahaya yang datang darinya berhenti masuk ke mata. Ilusi juga digambarkan sebagai "kegigihan retina", "kegigihan tayangan", atau hanya "kegigihan". (wikipedia)

Cobalah sketsa POV.ino yang disertakan di sini pada pengaturan perangkat keras "Tujuh LED" dari langkah terakhir. Dalam sketsa, bereksperimenlah dengan teks pesan dan parameter waktu yang berbeda untuk mendapatkan berbagai efek.

Inspirasi: Proyek POV Arduino dari Ahmad Saeed.

Kredit Foto: Charles Marshall

Langkah 8: Bank Daya Baterai USB 18650

Cukup masukkan sel Lithium-Ion 18650 ke dalam bayi ini untuk membuat "Bank Daya" Anda sendiri yang dapat diisi ulang untuk digunakan dengan berbagai proyek 5V dan 3V!

Anda dapat menemukan sel Lithium-Ion 18650 yang umum ini dari berbagai sumber, termasuk yang ini dari Amazon.

Spesifikasi Modul Bank Daya:

• Input (Pengisian) Pasokan: 5 hingga 8V melalui port micro USB hingga 0,5A

• Daya keluaran:

  • 5V melalui port USB Tipe A
  • 3 konektor untuk menghasilkan 3V hingga 1A
  • 3 konektor untuk menghasilkan 5V hingga 2A

• Indikator Status LED

  • Hijau = baterai terisi
  • Merah = pengisian)
• Perlindungan baterai (pengisian yang berlebihan atau pengosongan yang berlebihan)
• PERHATIAN: Tidak ada perlindungan polaritas terbalik!

Langkah 9: Jalani HackLife

Kami berharap 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.