HackerBoxes 0013: Autosport: 12 Cov kauj ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:30

AUTOSPORT: Lub hlis no, HackerBox Hackers tab tom tshawb txog cov khoom siv hluav taws xob hauv tsheb. Cov Lus Qhia no muaj cov ntaub ntawv rau ua haujlwm nrog HackerBoxes #0013. Yog tias koj xav tau txais lub npov zoo li txoj cai no rau koj lub mailbox txhua lub hlis, tam sim no yog lub sijhawm los sau npe ntawm HackerBoxes.com thiab koom nrog kev tawm tsam!

Cov Ntsiab Lus thiab Kawm Lub Hom Phiaj rau qhov HackerBox no:

• Hloov kho NodeMCU rau Arduino
• Sib sau ua ke 2WD Cov Khoom Siv Tsheb
• Xaim NodeMCU los tswj hwm 2WD Cov Khoom Siv Tsheb
• Tswj NodeMCU hla WiFi siv Blynk
• Siv Sensors rau Autonomous Navigation
• Ua haujlwm nrog Automotive On-board Diagnostics (OBD)

HackerBoxes yog lub npov muab kev pabcuam txhua hli rau DIY khoom siv hluav taws xob thiab tshuab computer. Peb yog cov nyiam ua haujlwm, tsim khoom, thiab sim ua. Hack Lub Ntiaj Teb!

Kauj Ruam 1: HackerBoxes 0013: Cov Ntsiab Lus Box

• HackerBoxes #0013 Daim Npav Siv Tau
• 2WD Tsheb Chassis Khoom
• NodeMCU WiFi Txheej Txheem Txheej Txheem
• Tsav Shield rau NodeMCU
• Jumper Thaiv rau Lub Cev Tsav Tsheb
• Roj Teeb Box (4 x AA)
• HC-SR04 Ultrasonic Ranging Sensor
• TCRT5000 IR Reflectivity Sensors
• DuPont poj niam-poj niam dhia 10 cm
• Ob Liab Laser Modules
• Mini-ELM327 on-board diagnostics (OBD)
• Tsuas yog HackerBoxes Racing Decal

Qee qhov lwm yam uas yuav pab tau:

• Plaub AA roj teeb
• Daim Kab Xev Ua Npuas Ncauj Ob Sab lossis Velcro Sawb
• microUSB Cable
• Smart Phone lossis Tablet
• Khoos phis tawj nrog Arduino IDE

Qhov tseem ceeb tshaj, koj yuav xav tau kev nkag siab ntawm kev taug txuj kev nyuaj, DIY tus ntsuj plig, thiab xav paub xav paub hacker. Hardcore hobbyist cov khoom siv hluav taws xob tsis yog ib qho yooj yim, tab sis thaum koj mob siab rau thiab txaus siab rau txoj kev taug txuj kev nyuaj, qhov kev txaus siab zoo yuav los ntawm kev mob siab rau thiab ua kom koj cov haujlwm ua haujlwm. Tsuas yog ua txhua kauj ruam qeeb, mloog cov ntsiab lus, thiab tsis txhob yig thov kev pab.

Kauj Ruam 2: Automotive Electronics thiab Tsav Tsheb Tsav Tsheb

Cov tsheb hluav taws xob yog cov tshuab hluav taws xob uas siv hauv tsheb. Cov no suav nrog cov kws kho tsheb, telematics, kev lom zem hauv tsheb, thiab lwm yam. Automotive electronics pib los ntawm qhov xav tau los tswj cov cav. Thawj qhov tau siv los tswj lub cav ua haujlwm thiab raug xa mus rau lub cav tswj chav (ECU). Raws li kev tswj hluav taws xob pib siv rau ntau daim ntawv thov tsheb, lub npe ECU tau siv lub ntsiab lus dav dav ntawm "chav tswj hluav taws xob", thiab tom qab ntawd ECUs tshwj xeeb tau tsim. Tam sim no, ECUs yog hloov pauv. Ob hom suav nrog kev tswj lub cav (ECM) lossis cov qauv tswj kev sib kis (TCM). Lub tsheb niaj hnub tuaj yeem muaj txog li 100 ECUs.

Cov tsheb tswj xov tooj cua (R/C tsheb) yog lub tsheb lossis cov tsheb thauj khoom uas tuaj yeem tswj tau los ntawm kev deb siv lub tshuab xa xov tshwj xeeb lossis chaw taws teeb. Lub sij hawm "R/C" tau siv los txhais ob qho tib si "tswj chaw taws teeb" thiab "tswj xov tooj cua", tab sis kev siv "R/C" niaj hnub no feem ntau yog hais txog cov tsheb tswj los ntawm kev txuas xov tooj cua.

Lub tsheb tsis siv neeg (lub tsheb tsis muaj neeg tsav tsheb, tsav tsheb tus kheej, lub tsheb neeg hlau) yog lub tsheb uas muaj peev xwm paub nws ib puag ncig thiab taug kev yam tsis muaj tib neeg nkag los. Cov tsheb tsis siv neeg tuaj yeem txheeb pom ib puag ncig siv ntau yam txheej txheem xws li radar, lidar, GPS, ntsuas qhov ntsuas, thiab khoos phis tawj lub zeem muag. Kev tswj hwm qib siab txhais cov ntaub ntawv nkag siab txhawm rau txheeb xyuas txoj kev taug kev uas tsim nyog, nrog rau cov teeb meem thiab cov paib cuam tshuam. Cov tsheb loj muaj kev tswj hwm uas muaj peev xwm txheeb xyuas cov ntaub ntawv nkag siab kom paub qhov txawv ntawm cov tsheb sib txawv ntawm txoj kev, uas muaj txiaj ntsig zoo hauv kev npaj txoj hauv kev mus rau qhov chaw xav tau.

Kauj Ruam 3: Arduino rau NodeMCU

NodeMCU yog qhov qhib IoT platform. Nws suav nrog cov software uas khiav ntawm ESP8266 Wi-Fi SoC los ntawm Espressif Systems thiab kho vajtse raws li ESP-12 module.

Arduino IDE tam sim no tuaj yeem txuas ntxiv tau yooj yim los txhawb kev ua haujlwm NodeMCU cov qauv zoo li lawv yog lwm qhov kev txhim kho Arduino.

Txhawm rau pib, nco ntsoov tias koj tau teeb tsa Arduino IDE (www.arduino.cc) ntxiv rau cov tsav tsheb rau qhov tsim nyog Serial-USB nti ntawm NodeMCU module koj siv. Tam sim no feem ntau NodeMCU cov qauv suav nrog CH340 Serial-USB nti. Cov chaw tsim khoom ntawm CH340 chips (WCH.cn) muaj cov tsav tsheb muaj rau txhua lub tshuab ua haujlwm nrov. Txheeb xyuas Google nplooj ntawv txhais lus rau lawv lub xaib.

Khiav Ardino IDE, nkag mus rau hauv qhov nyiam, thiab nrhiav thaj tsam rau nkag mus rau "Tus Thawj Saib Xyuas Haujlwm Ntxiv URLs"

Muab tshuaj txhuam hauv qhov URL no:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Txhawm rau teeb tsa Pawg Thawj Coj rau ESP8266.

Tom qab teeb tsa, kaw IDE thiab tom qab ntawd pib rov qab los.

Tam sim no txuas NodeMCU module rau koj lub khoos phis tawj siv lub microUSB cable (raws li siv los ntawm ntau lub xov tooj ntawm tes thiab ntsiav tshuaj).

Xaiv hom pawg thawj coj hauv Arduino IDE ua NodeMCU 1.0

Peb ib txwm nyiam thauj khoom thiab ntsuas qhov ntsais demo ntawm pawg thawj coj saib Arduino tshiab kom tau txais qee qhov kev ntseeg siab tias txhua yam ua haujlwm tau raug. NodeMCU tsis muaj qhov tshwj xeeb, tab sis koj yuav tsum hloov LED tus pin los ntawm tus pin13 rau pin16 ua ntej muab tso ua ke thiab rub tawm. Nco ntsoov qhov ntsuas nrawm no ua haujlwm kom raug ua ntej txav mus rau txhua yam nyuaj nrog Arduino NodeMCU.

Nov yog cov lus qhia uas mus dhau cov txheej txheem teeb tsa rau Arduino NodeMCU nrog qee qhov piv txwv thov sib txawv. Nws yog qhov yuam kev me ntsis los ntawm lub hom phiaj ntawm no, tab sis nws yuav muaj txiaj ntsig los saib rau lwm qhov kev pom yog tias koj tau daig.

Kauj Ruam 4: 2WD Tsheb Chassis Khoom

2WD Cov Khoom Siv Tsheb Chassis cov ntsiab lus:

• Aluminium Chassis (xim sib txawv)
• Ob lub FM90 DC Motors
• Ob Lub Log Nrog Roj Hmab Log
• Freewheel Caster
• Khoos phis tawj khoos phis tawj
• Kho vajtse

FM90 DC Motors zoo li micro servos vim tias lawv tau tsim hauv tib lub tsev yas zoo ib yam li micro servos, xws li FS90, FS90R, lossis SG92R. Txawm li cas los xij, FM90 tsis yog servo. FM90 yog DC lub cev muaj lub tshuab yas-tsheb ciav hlau.

FM90 lub cev muaj zog nrawm yog tswj los ntawm kev ntsuas dav dav (PWM) lub zog ua. Kev taw qhia yog tswj los ntawm kev sib pauv lub zog muaj zog zoo ib yam nrog txhuam txhuam DC lub cev muaj zog. FM90 tuaj yeem ua haujlwm ntawm 4-6 Volts DC. Thaum me me, nws kos txaus tam sim no uas nws yuav tsum tsis txhob tsav ncaj qha los ntawm tus pin microcontroller. Yuav tsum siv tus tsav tsheb lossis H-choj.

FM90 DC Lub Cev Muaj Peev Xwm:

• Qhov ntev: 32.3mm x 12.3mm x 29.9mm / 1.3 "x 0.49" x 1.2"
• Spline suav: 21
• Qhov hnyav: 8.4g
• Tsis muaj qhov nrawm: 110RPM (4.8v) / 130RPM (6v)
• Khiav Tam Sim No (tsis muaj thauj khoom): 100mA (4.8v) / 120mA (6v)
• Peak Stall Torque (4.8v): 1.3 kg/cm/18.09 oz/in
• Peak Stall Torque (6v): 1.5 kg/cm/20.86 oz/in
• Stall Tam Sim No: 550mA (4.8v) / 650mA (6v)

Kauj Ruam 5: Tsheb Chassis: Cov Khoom Siv Khoos Phis Tawj

Lub Tsheb Chassis tuaj yeem sib dhos tau yooj yim raws li daim duab no.

Nco ntsoov tias muaj ob lub hnab ntim khoom me me. Ib qho suav nrog Mounting Hardware nrog rau tooj dag 5mm-M3 standoffs nrog rau txuas cov ntsia hlau thiab cov txiv ntoo. Cov khoom siv kho vajtse no yuav muaj txiaj ntsig zoo hauv cov kauj ruam tom ntej ntawm kev tswj cov ntsuas, ntsuas ntsuas, thiab lwm yam khoom rau lub chassis.

Rau cov kauj ruam no, peb yuav siv Cov Khoom Siv Ua Ke uas suav nrog:

• Plaub nyias M2x8 ntsia liaj qhov rooj thiab sib dhos me me rau txhawm rau txuas cov motors
• Plaub tuab M3x10 ntsia liaj qhov rooj thiab loj dua cov txiv ntseej rau txuas rau lub log caster
• Ob PB2.0x8 cov ntsia hlau nrog cov xov ntxhib rau txuas lub log rau lub tshuab

Nco ntsoov tias FM90 lub cev muaj zog tau hais qhia xws li cov hlau ua txuas ntxiv los ntawm sab nraub qaum ntawm cov khoom sib dhos.

Kauj Ruam 6: Tsheb Chassis: Ntxiv Lub Hwj Huam Pob thiab Tus Tswj

ESP-12E lub cev muaj zog tiv thaiv lub rooj txhawb nqa ncaj qha ntsaws NodeMCU module. Lub cev tiv thaiv kab mob suav nrog L293DD laub-rub lub tshuab tsav tsav nti (cov ntawv). Lub cav hlau ua yuav tsum tau txuas rau A+/A- thiab B+/B- ntsia hlau txuas ntawm lub cav thaiv (tom qab tshem cov txuas). Lub roj teeb ua yuav tsum tau txuas rau lub roj teeb nkag cov ntsia hlau txuas.

Yog tias ib lub log tig mus rau qhov tsis raug, cov xov hlau mus rau lub cav sib dhos tuaj yeem hloov pauv ntawm cov ntsia hlau txuas, lossis cov lus qhia me ntsis tuaj yeem hloov pauv hauv txoj cai (kauj ruam tom ntej).

Muaj lub yas yas khawm ntawm lub tshuab thaiv kom qhib lub roj teeb nkag. Lub jumper thaiv tuaj yeem siv rau kev xa hluav taws xob mus rau NodeMCU los ntawm lub cav thaiv. Tsis muaj lub jumper thaiv teeb tsa, NodeMCU tuaj yeem siv hluav taws xob nws tus kheej los ntawm USB cable. Nrog lub jumper thaiv teeb tsa (raws li qhia), lub roj teeb lub zog muab lub cav thiab tseem tau tsav mus rau NodeMCU module.

Lub cev tiv thaiv kab mob thiab lub roj teeb tuaj yeem ntsia tau rau hauv lub chassis los ntawm kab hauv lub qhov ntsia hlau nrog qhib muaj nyob hauv txhuas lub cev. Txawm li cas los xij, peb pom nws yooj yim dua li tsuas yog muab lawv tso rau hauv lub chassis siv daim kab xev ua ob sab lossis daim nplaum nplaum velcro.

Kauj Ruam 7: Tsheb Chassis: Programming thiab Wi-Fi Control

Blynk yog Platform nrog iOS thiab Android apps los tswj Arduino, Raspberry Pi, thiab lwm yam kho vajtse hauv Is Taws Nem. Nws yog lub digital dashboard uas koj tuaj yeem tsim cov duab nraaj rau koj txoj haujlwm los ntawm kev yooj yim rub thiab nqis cov cuab yeej. Nws yooj yim heev los teeb tsa txhua yam thiab koj yuav pib tinkering tam sim ntawd. Blynk yuav tau txais koj online thiab npaj rau Internet Ntawm Koj Yam.

HBcar.ino Arduino tsab ntawv suav nrog ntawm no qhia yuav ua li cas los sib txuas plaub lub nyees khawm (rau pem hauv ntej, thim rov qab, sab xis, thiab sab laug) ntawm Blynk txoj haujlwm los tswj lub cav ntawm lub 2WD tsheb chassis.

Ua ntej muab tso ua ke, peb txoj hlua yuav tsum tau hloov pauv hauv txoj haujlwm:

• Wi-nkaus SSID (rau koj qhov chaw nkag Wi-nkaus)
• Wi-Fi Password (rau koj qhov chaw nkag mus rau Wi-nkaus)
• Blynk Tso Cai Token (los ntawm koj txoj haujlwm Blynk)

Nco tseg los ntawm tus lej piv txwv tias L293DD nti ntawm lub cav thaiv lub cev yog txuas raws li hauv qab no:

• GPIO tus pin 5 rau lub cev muaj zog A nrawm
• GPIO tus pin 0 rau lub cev muaj zog A qhia
• GPIO tus pin 4 rau lub cav B ceev
• GPIO tus pin 2 rau lub zog tsav B

Kauj Ruam 8: Sensors rau Kev Taw Qhia Tus Kheej: Ultrasonic Range Finder

HC-SR04 ultrasonic range finder (cov ntawv) tuaj yeem muab ntsuas los ntawm kwv yees li 2cm txog 400cm nrog qhov tseeb txog li 3mm. HC-SR04 tus qauv suav nrog lub tshuab xa hluav taws xob ultrasonic, tus txais thiab tus tswj hluav taws xob.

Tom qab txuas plaub tus poj niam-poj niam dhia mus rau tus pin ntawm HC-SR04, qhwv qee daim kab xev nyob ib puag ncig cov txuas tuaj yeem pab ob leeg tiv thaiv kev sib txuas los ntawm kev luv mus rau lub chassis aluminium thiab tseem muab cov pliable loj rau ua rau hauv qhov qhib ntawm lub hauv ntej lub chassis raws li qhia.

Hauv qhov ua piv txwv no, plaub tus pin ntawm HC-SR04 tuaj yeem txuas rau lub cev tiv thaiv kab mob:

• VCC (ntawm HC-SR04) rau VIN (ntawm lub cev muaj zog tiv thaiv)
• Ua rau (ntawm HC-SR04) txog D6 (ntawm lub cev muaj zog tiv thaiv)
• Echo (ntawm HC-SR04) txog D7 (ntawm lub cev tiv thaiv kab mob)
• GND (ntawm HC-SR04) rau GND (ntawm lub cev tiv thaiv kab mob)

VIN yuav muab txog 6VDC rau HC-SR04, uas tsuas xav tau 5V. Txawm li cas los xij, uas zoo li ua haujlwm zoo. Lwm qhov muaj cov tsheb nqaj hlau siv hluav taws xob (3.3V) qee zaum txaus los siv HC-SR04 module (yeej muab nws sim), tab sis qee zaum nws tsis txaus voltage.

Thaum qhov no tau xaim, sim ua piv txwv tus lej NodeMCUping.ino txhawm rau sim ua haujlwm ntawm HC-SR04. Qhov kev deb ntawm lub ntsuas mus rau ib qho khoom twg yog luam tawm ntawm tus saib xyuas (9600 pawg thawj coj saib) hauv centimeters. Tau txais peb tus pas ntsuas thiab ntsuas qhov tseeb. Impressive tsis yog nws?

Tam sim no koj muaj cov lus qhia no, sim ua tej yam zoo li no rau kev sib tsoo-zam kev, lub tsheb tsis siv neeg:

1. pem hauv ntej kom deb li deb <10cm
2. nres
3. thim rov qab me me (tsis teb los tau)
4. tig lub kaum ntse ntse random (sijhawm)
5. rov mus rau kauj ruam 1

Txog qee cov ntaub ntawv keeb kwm yav dhau los, ntawm no yog cov vis dis aus qhia tag nrho cov ntsiab lus rau kev siv HC-SR04 module.

Kauj Ruam 9: Sensors rau Kev Taw Qhia Tus Kheej: Infrared (IR) Reflectivity

IR Reflective Sensor module siv TCRT5000 (cov ntawv) txhawm rau txheeb xyuas xim thiab nrug deb. Tus qauv tso tawm IR lub teeb thiab tom qab ntawd pom tias nws tau txais qhov xav tau. Ua tsaug rau nws lub peev xwm los nkag siab yog tias lub ntsej muag dawb lossis dub, qhov ntsuas no feem ntau siv hauv kab tom qab cov neeg hlau thiab pib sau cov ntaub ntawv ntawm cov ntsuas hluav taws xob.

Qhov ntsuas nrug deb yog los ntawm 1mm txog 8mm, thiab lub hauv paus ntsiab lus yog li 2.5mm. Kuj tseem muaj lub ntsuas hluav taws xob nyob ntawm lub nkoj los kho qhov rhiab heev. IR diode yuav tso tawm IR lub teeb tsis tu ncua thaum tus qauv txuas nrog lub zog. Thaum lub teeb hluav taws xob tso tawm tsis pom, lub triode yuav nyob hauv lub xeev tawm ua rau cov digital (D0) tso tawm los qhia qhov laj thawj LOW.

Kauj Ruam 10: Laser Beams

Cov no 5mW 5V cov qauv siv hluav taws xob tuaj yeem siv ntxiv cov kab teeb liab liab kom zoo nkauj ntau yam uas muaj 5V lub zog muaj.

Nco ntsoov tias cov txheej txheem no tuaj yeem ua puas tau yooj yim, yog li HackerBox #0013 suav nrog ob peb tus los muab cov thaub qab. Saib xyuas nrog koj cov qauv laser!

Kauj Ruam 11: Automotive On-board Diagnostics (OBD)

On-board diagnostics (OBD) yog lub sijhawm tsheb hais txog lub tsheb tus kheej kuaj mob thiab tshaj tawm peev xwm. Cov kab ke OBD muab rau tus tswv tsheb lossis tus kws kho tsheb nkag mus rau qhov xwm txheej ntawm ntau lub tsheb sib txuas. Tus nqi ntawm cov ntaub ntawv kuaj mob muaj ntawm OBD tau hloov pauv ntau yam txij li nws tau qhia nyob rau xyoo 1980s thaum pib ntawm cov khoos phis tawj tsav tsheb. Cov ntawv ua ntej ntawm OBD yuav yooj yim ua kom pom qhov ua haujlwm tsis zoo yog lub teeb pom kev tab sis yuav tsis muab cov ntaub ntawv qhia txog qhov xwm txheej ntawm qhov teeb meem. Kev siv OBD niaj hnub no siv tus qauv kev sib txuas lus digital los muab cov ntaub ntawv ntawm lub sijhawm tiag tiag ntxiv rau cov txheej txheem txheej txheem ntawm teeb meem kev kuaj mob, lossis DTCs, uas tso cai rau ib tus kom txheeb xyuas sai thiab kho qhov tsis ua haujlwm hauv lub tsheb.

OBD-II yog kev txhim kho ob qho peev xwm thiab kev ua tus qauv. Tus txheej txheem OBD-II qhia meej txog hom kev kuaj mob txuas nrog thiab nws qhov pinout, cov txheej txheem teeb tsa hluav taws xob muaj, thiab cov ntawv xa xov. Nws kuj tseem muab cov npe sib tw ntawm cov tsheb ntsuas los saib xyuas nrog yuav ua li cas txhawm rau txheeb xyuas cov ntaub ntawv rau txhua tus. Muaj tus pin hauv qhov txuas uas muab lub zog rau lub cuab yeej ntsuas los ntawm lub roj teeb hauv lub tsheb, uas tshem tawm qhov xav tau los txuas lub cuab yeej ntsuas mus rau lub zog siv cais. OBD-II Diagnostic Trouble Codes yog 4 tus lej, ua ntej los ntawm tsab ntawv: P rau lub cav thiab kev sib kis (lub zog), B rau lub cev, C rau lub cev, thiab U rau network. Cov neeg tsim khoom kuj tseem tuaj yeem ntxiv cov ntaub ntawv tsis raug rau lawv qhov kev siv OBD-II tshwj xeeb, suav nrog cov ntaub ntawv thov lub sijhawm tiag tiag nrog rau cov lej muaj teeb meem.

ELM327 yog lub khoos phis tawj tswj hwm tus tswj hwm rau cuam tshuam rau ntawm on-board diagnostics (OBD) interface pom hauv feem ntau cov tsheb niaj hnub no. ELM327 hais kom ua raws txoj cai yog ib qho ntawm cov qauv siv PC-to-OBD nrov tshaj plaws thiab tseem tau ua los ntawm lwm tus neeg muag khoom. Thawj ELM327 tau ua tiav ntawm PIC18F2480 microcontroller los ntawm Microchip Technology. ELM327 piav qhia qhov txheej txheem qis thiab nthuav qhia qhov yooj yim cuam tshuam uas tuaj yeem raug hu los ntawm UART, feem ntau yog los ntawm cov cuab yeej kuaj mob tes lossis lub khoos phis tawj txuas nrog USB, RS-232, Bluetooth lossis Wi-nkaus. Kev ua haujlwm ntawm cov software no tuaj yeem suav nrog ntsuas lub tsheb ntxiv, qhia txog cov lej yuam kev, thiab tshem tawm cov lej yuam kev.

Thaum Torque yog tej zaum paub zoo tshaj plaws, muaj ntau daim ntawv thov uas tuaj yeem siv nrog ELM327.

Kauj Ruam 12: Hack Lub Ntiaj Teb

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