HackerBox 0036: JumboTron - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem Monat erforschen HackerBox-Hacker Jumbo-LED-Matrix-Displays, ESP32-Einchip-Computer und Joystick-Spielsteuerungen. Dieses Instructable enthält Informationen für den Einstieg in HackerBox # 0036, die hier erworben werden können, solange der Vorrat reicht. Wenn Sie jeden Monat eine solche HackerBox direkt in Ihre Mailbox erhalten möchten, abonnieren Sie bitte HackerBoxes.com und schließen Sie sich der Revolution an!

Themen und Lernziele für HackerBox 0036:

• Konfigurieren Sie die Arduino IDE zum Programmieren des ESP32
• Schnittstellen-Joystick- und Drucktasten-Steuereingänge
• Daten und Strom an JumboTron LED-Panels verkabeln
• Programmieren Sie verschiedene Anwendungen mit Matrix-Displays

HackerBoxes ist der monatliche Abo-Box-Service für DIY-Elektronik und Computertechnik. Wir sind Bastler, Macher und Experimentatoren. Wir sind die Träumer der Träume. HACK DEN PLANETEN!

Schritt 1: HackerBox 0036: Lieferumfang

• P3 RGB LED-Matrix mit 64x32 Pixeln
• ESP32-Entwicklungsboard
• Gamecontroller-Board mit Joystick
• Netzteilkabelbaum für LED-Matrix
• DuPont Pullover Damen-Weiblich 20cm
• Exklusive HackerBoxes Glider Koozie
• Exklusiver Atari-Retro-Fan-Art-Aufkleber

Einige andere Dinge, die hilfreich sein werden:

• 5V DC-Netzteil (2-4 Ampere)
• Lötkolben, Lötzinn und grundlegende Lötwerkzeuge
• Computer zum Ausführen von Softwaretools

Am wichtigsten sind Abenteuerlust, Hackergeist, Geduld und Neugier. Das Bauen und Experimentieren mit Elektronik ist zwar sehr lohnend, kann jedoch knifflig, herausfordernd und manchmal sogar frustrierend sein. Das Ziel ist Fortschritt, nicht Perfektion. Wenn man hartnäckig bleibt und das Abenteuer genießt, kann man viel Befriedigung aus diesem Hobby ziehen. Wir alle haben Spaß daran, neue Technologien zu lernen und hoffentlich einige coole Projekte zu entwickeln. Machen Sie jeden Schritt langsam, achten Sie auf die Details und haben Sie keine Angst, um Hilfe zu bitten.

In den HackerBoxes FAQ finden Sie eine Fülle von Informationen für aktuelle und zukünftige Mitglieder.

Der Glider ist ein Muster, das sich in Conways Spiel des Lebens durch das ganze Brett zieht. Es wurde lose als Emblem zur Darstellung der Hackerkultur übernommen, da der zellulare Automat Game of Life Hacker anspricht und das Konzept des Segelflugzeugs fast zur gleichen Zeit wie das Internet und Unix geboren wurde. Kann man Conways Game of Life auf der 64x32 LED Matrix programmieren?

Schritt 2: ESP32 und Arduino IDE

Der ESP32 ist ein Single-Chip-Computer. Es ist hochintegriert mit 2,4 GHz Wi-Fi und Bluetooth. Der ESP32 integriert den Antennenschalter, HF-Balun, Leistungsverstärker, rauscharmen Empfangsverstärker, Filter und Power-Management-Module. Somit nimmt die gesamte Lösung eine minimale Leiterplattenfläche (PCB) ein.

Es gibt einige Arten von ESP32-Entwicklungsboards. Das hier verwendete ist eine Variante des "DOIT ESP32 DevKit". Die meisten I/O-Pins sind auf beiden Seiten zu den Stiftleisten geführt, um eine einfache Verbindung zu ermöglichen. Im Modul sind ein USB-Schnittstellenchip und ein Spannungsregler integriert. Der ESP32 wird innerhalb des Arduino-Ökosystems und der IDE unterstützt, was eine sehr schnelle und einfache Möglichkeit ist, mit dem ESP32 zu arbeiten.

Das Arduino ESP32 Github-Repository enthält Installationsanweisungen für Linux, OSX und Windows. Klicken Sie auf diesen Link und folgen Sie den Anweisungen, die dem Betriebssystem Ihres Computers entsprechen.

PROGRAMMIERUNG DES ENTWICKLUNGSBOARDS

Um zu testen, ob die IDE richtig konfiguriert ist, bevor Sie fortfahren, laden Sie das BLINK-Beispiel, um die Onboard-LED zu blinken. Ändern Sie die Verzögerungswerte, um verschiedene Blinkfrequenzen auszuprobieren und sicherzustellen, dass der Code effektiv auf die ESP32-Platine geladen wird.

Halten Sie beim Programmieren des ESP32 die Taste „BOOT“im ESP32-Entwicklungsboard gedrückt, bevor Sie die Upload-Taste auf der Arduino IDE drücken. Sobald die Meldung „Connecting _ _ _ …“auf der Arduino IDE erscheint, können Sie die „BOOT“-Taste loslassen und die Programmierung sollte beginnen.

Schritt 3: Game Controller Board mit Joystick

Dieser Gamecontroller "Breakout Board" enthält eine analoge Joystick-Steuerung und vier Tasten. Seine Größe und Form sind gut für den Handbetrieb geeignet.

Die analoge Lageregelung basiert auf zwei Potentiometern (eines für x und eines für y), die in der Standardkonfiguration "Spannungsteiler" verdrahtet sind. Dementsprechend müssen OUTX und OUTY als Analogwerte gelesen und entsprechend dem Democode entsprechend skaliert werden. OUTZ und die vier Tasten sind einfache digitale Ein/Aus-Schalter, die bei Aktivierung normalerweise offen schwimmen und mit GND kurzschließen.

Die Platine kann mit DuPont Jumpern an den folgenden Pins mit dem ESP32 verdrahtet werden:

ESP32-Gamecontroller

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

Diese Pinbelegung ist nichts Besonderes, aber sie werden im Democode verwendet. Da bestimmte IO-Pins des ESP32 nur ausgegeben werden, möchten Sie es vielleicht einfach halten und einfach dieselben Werte verwenden.

Schritt 4: 64x32 RGB LED Matrix P3 Panel

Mit 2048 vollfarbigen RGB-LEDs ist diese Matrix wie Ihr persönliches "Mini"-Jumbotron-Display. Diese Panels sind tatsächlich der gleiche Typ, der in Jumbo-LED-Displays verwendet wird, wie Sie wahrscheinlich an dem industrietauglichen Stromkabelbaum erkennen können. Die LEDs sind auf einem Raster von 3 mm angeordnet (daher die Bezeichnung P3). Sie werden mit einer Abtastrate von 1:16 angesteuert.

Wir werden die PxMatrix Library für die Arduino IDE verwenden. Fahren Sie fort und installieren Sie diese Bibliothek jetzt. Es gibt auch eine Menge Details zur Betriebstheorie unter diesem Link, wenn Sie daran interessiert sind, dies zu überprüfen.

Auf der Rückseite des LED Matrix Panels befinden sich drei Anschlüsse. Dazu gehören zwei 16-polige Dual-Header (beschriftet mit IN und OUT) und auch ein kleiner Power-Header. Es gibt drei verschiedene Kabelsätze, um diese wie unten beschrieben anzuschließen.

FINE Jumper von DATA IN zu DATA OUT

EIN AUS

R2 R1 G1 R2 G2 G1 B1 G2 B2 B1

NEUN Jumper vom ESP32 zu DATA IN

ESP-EINGANG

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

Stromkabel

Der mitgelieferte Stromkabelbaum muss an eine 5VDC-Versorgung angeschlossen werden. Wenn Sie alle LEDs mit voller Helligkeit beleuchten möchten, zieht das Panel bis zu etwa 4A. Wenn Sie eine anständige "Bankversorgung" haben, sollten Sie 4A bereitstellen. Für einen typischen durchschnittlichen Betrieb können 2 A ausreichen. Wir haben zum Beispiel eine 2,5-A-USB-Powerbank (Akkupack) getestet, die gut funktioniert hat. Anstelle der Schraublaschen am Stromkabel haben wir einen USB-Stecker gelötet, der das Einstecken in die USB-Powerbank ermöglicht.

Am Stromkabelbaum befinden sich zwei vierpolige Stiftleisten. Diese dienen zur Stromversorgung von zwei Panels. Einer der Header kann entfernt werden, wenn Sie Ordnung schaffen möchten. Achten Sie nur darauf, die abgeschnittenen Drahtenden (mit Klebeband oder Schläuchen) umzuwickeln, um einen Kurzschluss der Stromversorgung zu vermeiden.

Gemeinsame Stromversorgung für LED-Panel und ESP32

Schneiden Sie ein Ende eines DuPont-Jumpers ab. Das Kabel abisolieren und verzinnen, um es mit einer roten Leitung des Kabelbaums zu verbinden. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, eine der Leitungen zu verwenden, bei denen wir den zusätzlichen vierpoligen Stromanschluss entfernt haben. Achten Sie auch hier darauf, die Stromanschlüsse zu umwickeln, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Nachdem der ESP32 programmiert und das USB-Kabel entfernt wurde, kann die DuPont-Buchse am anderen Ende des gespleißten Kabels auf den VIN-Pin (nicht den 3V3-Pin) der ESP32-Platine gesteckt werden. Dadurch werden die ESP32-Platine und die LED-Matrix aus derselben 5-V-Versorgung mit Strom versorgt, wodurch eine kompakte und tragbare Konfiguration für den Betrieb im Batteriebetrieb entsteht.

Schritt 5: Matrix Demo Prog

Programmieren Sie die angehängte jumbotrondemo.ino-Skizze in den ESP32.

Stellen Sie sicher, dass die PxMatrix-Bibliothek installiert ist.

Die vier Modi des Demoprogramms werden mit K1 - K4 ausgewählt. Der Code sollte ziemlich selbsterklärend für die Erweiterung auf Ihre eigenen Projekte sein.

Schritt 6: 1 2 3 LOS

Was werden Sie mit Ihrem 64x32-Farbdisplay und Ihrem Gamecontroller machen? Beginnen Sie mit dem Brainstorming mit etwas Inspiration aus anderen Beispielprojekten…

• Morphing-Digitaluhr-Projekt
• Adafruit Matrix Display-Ressourcen
• Anweisbar mit LED-Matrix-Projekten
• Android BLE-Steuerung hinzufügen
• Wie wäre es mit einem schönen Tetris-Spiel?
• CHIP-8-Spiele (ursprünglich für 64x32-Displays)
• Bibliothek zur Verwendung mit dem ESP32 IDF (nicht Arduino)
• Zehn großartige elektronische DIY-Spiele von WIRED

Bitte senden Sie einen Link zu Ihrem Projekt, damit wir ihn mit den anderen unten teilen können:

• Physik-Spielzeug von JeffG
• Schlangenspiel von Collene
• Go Fast Turn Left Game von ppervink
• Kryptowährungs-Ticker von ananseMugen
• Weihnachts-Countdown-Uhr von rznazn

Schritt 7: HACK DEN PLANETEN

Wenn Sie dieses Instructable genossen haben und möchten, dass jeden Monat eine Kühlbox mit hackbaren Elektronik- und Computertechnologieprojekten auf Ihr Postfach fällt, schließen Sie sich bitte der Revolution an, indem Sie zu HackerBoxes.com surfen und abonnieren, um unsere monatliche Überraschungsbox zu erhalten.

Melde dich und teile deinen Erfolg in den Kommentaren unten oder auf der HackerBoxes Facebook-Seite. Lassen Sie es uns auf jeden Fall wissen, wenn Sie Fragen haben oder Hilfe bei irgendetwas benötigen. Vielen Dank, dass Sie Teil von HackerBoxes sind!