HackerBox 0039: Napredni nivo: 16 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Uz HackerBox 0039, HackerBox Hakeri širom svijeta koriste ATX napajanje za napajanje svojih projekata, uče kako tranzistori čine logička vrata i istražuju sadržaj mobilnih SIM kartica. Ovaj Instructable sadrži informacije za početak rada s HackerBox -om #0039, koji se može kupiti ovdje dok traju zalihe. Ako želite svakog mjeseca primati ovakav HackerBox u svoje poštansko sanduče, pretplatite se na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

Teme i ciljevi učenja za HackerBox 0039:

• Dodirnite standardne nivoe napona iz spašenog računara
• Pretvorite 12V DC u napajanje promjenjivog izlaznog napona
• Sastavite šest različitih logičkih vrata pomoću NPN tranzistora
• Istražite sadržaj mobilnih SIM kartica
• Prihvatite ili izdajte izazove novčića - hakerski stil

HackerBoxes je mjesečna pretplatnička usluga za DIY elektroniku i računarsku tehnologiju. Mi smo hobisti, tvorci i eksperimentatori. Mi smo sanjari snova.

HACK PLANET

Korak 1: Lista sadržaja za HackerBox 0039

• Prekid ATX napajanja
• DC-to-DC pretvarač snage
• Akrilno kućište za pretvarač energije
• Tri ekskluzivna PCB-a tranzistor-kapija
• Komponentni komplet za tranzistor-kapiju
• Ženski priključak MicroUSB
• MicroUSB kabel
• Trosmjerni adapter za SIM karticu
• Čitač i pisač USB SIM kartica
• Ekskluzivni novčić HackerBox Challenge
• Naljepnice za tranzistor-kapiju
• Ekskluzivni HackLife transfer za vinil

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

• Lemilica, lemljenje i osnovni alati za lemljenje
• Spašeno ATX napajanje

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, hakerski duh, strpljenje i znatiželja. Izgradnja i eksperimentiranje s elektronikom, iako vrlo isplativo, ponekad može biti zeznuto, izazovno, pa čak i frustrirajuće. Cilj je napredak, a ne savršenstvo. Kad ustrajete i uživate u avanturi, iz ovog hobija može se steći veliko zadovoljstvo. Polako poduzimajte svaki korak, pazite na detalje i ne bojte se zatražiti pomoć.

U FAQ -u o HackerBox -ima postoji mnogo informacija za trenutne i buduće članove. Gotovo na sve e-poruke o tehničkoj podršci koje primamo već je odgovoreno, stoga zaista cijenimo što ste odvojili nekoliko minuta da pročitate FAQ.

Korak 2: PROVJERA NOVCA

NOVCI ZA IZAZOVE mogu biti mali novčići ili medaljoni s oznakama ili grbom organizacije koje nose članovi organizacije. Tradicionalno, mogli bi im se dati da dokažu članstvo kada se izazove i da poboljšaju moral. Osim toga, prikupljaju ih i pripadnici službi. U praksi, zapovjednici jedinica obično predstavljaju izazovne novčiće kao priznanje za posebno postignuće pripadnika jedinice. Također se razmjenjuju u znak priznanja za posjete organizaciji. (Wikipedia)

Korak 3: Tranzistori do kapija

HackerBox tranzistor-do-vrata PCB-ovi i kompleti dijelova pomažu pokazati i istražiti kako su logička vrata izgrađena od tranzistora.

U tranzistorsko -tranzistorskim logičkim uređajima (TTL) tranzistori pružaju logičku funkcionalnost. TTL integrirana kola bila su naširoko korištena u aplikacijama kao što su računari, industrijske kontrole, ispitna oprema i instrumenti, potrošačka elektronika i sintisajzeri. Posebno popularna postala je serija 7400 kompanije Texas Instruments. Proizvođači TTL-a ponudili su širok raspon logičkih vrata, japanki, brojača i drugih kola. Varijacije originalnog dizajna TTL kola nudile su veće brzine ili manje rasipanje snage kako bi se omogućila optimizacija dizajna. TTL uređaji prvobitno su se proizvodili u keramičkim i plastičnim dual-line (DIP) paketima i u pakiranju. TTL čipovi se sada proizvode i u paketima za površinsko montiranje. TTL je postao temelj računara i druge digitalne elektronike. Čak i nakon integracije velikih razmjera (VLSI), integrirana kola učinila su zastarjele procesore na više ploča, TTL uređaji su i dalje pronašli široku upotrebu kao logičko povezivanje među gušće integriranim komponentama. (Wikipedia)

PCB-i tranzistora do kapija i sadržaj kompleta:

• Tri ekskluzivna PCB-a tranzistora do vrata
• Naljepnice za krugove tranzistora-kapija
• Deset 2N2222A NPN tranzistora (paket TO-92)
• Deset 1K otpornika (smeđi, crni, crveni)
• Deset 10K otpornika (smeđi, crni, narandžasti)
• Deset zelenih LED dioda od 5 mm
• Deset taktilnih trenutnih dugmadi

Korak 4: Međuspremnik

Međuspremnik su osnovna logička vrata koja svoj ulaz, nepromijenjena, prenose na izlaz. Njegovo ponašanje je suprotno od NOT gate -a. Glavna svrha međuspremnika je regeneriranje unosa. Međuspremnik ima jedan ulaz i jedan izlaz; njegov izlaz je uvijek jednak ulazu. Odbojnici se također koriste za povećanje kašnjenja širenja krugova. (WikiChip)

Ovdje korišteni tamponski krug odličan je primjer kako tranzistor može djelovati kao prekidač. Kada je osnovni pin aktiviran, dopušteno je strujanje iz kolektorskog pina u pin odašiljača. Ta struja prolazi kroz (i svijetli) LED diodu. Dakle, kažemo da aktivacija tranzistorske baze uključuje i isključuje LED.

MONTAŽNE NAPOMENE

• NPN tranzistori: odašiljački pin prema dnu PCB -a, ravna strana kućišta tranzistora s desne strane
• LED: Kratki pin je umetnut prema mreži za uzemljenje (prema dnu PCB -a)
• Otpornici: polaritet nije bitan, ali mjesto ima značaj. Osnovni otpornici su 10K Ohm, a otpornici sa LED diodama su 1K Ohm.
• Napajanje: spojite 5VDC i masu na odgovarajuće podloge na stražnjoj strani svake PCB -a

PRATITE OVE KONVENCIJE ZA SVE TRI PCB -a

Korak 5: Inverterska vrata

Vrata pretvarača ili vrata vrata NOT, logička su vrata koja implementiraju logičku negaciju. Kada je ulaz LOW, izlaz je HIGH, a kada je ulaz HIGH, izlaz je LOW. Pretvarači su jezgra svih digitalnih sistema. Razumijevanje njegovog rada, ponašanja i svojstava za određeni proces omogućuje proširenje njegovog dizajna na složenije strukture kao što su vrata NOR i NAND. Električno ponašanje mnogo većih i složenijih kola može se izvesti ekstrapolacijom ponašanja opaženog s jednostavnih pretvarača. (WikiChip)

Korak 6: ILI Vrata

OR Gate su digitalna logička vrata koja implementiraju logičku disjunkciju. HIGH izlaz (1) rezultira ako su jedan ili oba ulaza na vratima HIGH (1). Ako nijedan ulaz nije visok, rezultat je LOW (0). U drugom smislu, funkcija OR učinkovito pronalazi maksimum između dvije binarne znamenke, baš kao što komplementarna funkcija AND nalazi minimum. (Wikipedia)

Korak 7: NOR vrata

NOR vrata (NE-ILI) su digitalna logička vrata koja implementiraju logički NOR. HIGH izlaz (1) rezultira ako su oba ulaza na gate -u LOW (0); ako je jedan ili oba ulaza HIGH (1), rezultat je LOW (0). NOR je rezultat negacije OR operatora. Takođe se može posmatrati kao kapija AND sa svim ulazima obrnutim. NOR kapije se mogu kombinirati za generiranje bilo koje druge logičke funkcije. Podijelite ovu nekretninu sa NAND gate -om. Nasuprot tome, operator OR je monoton jer može promijeniti samo LOW u HIGH, ali ne i obrnuto. (Wikipedia)

Korak 8: I Vrata

AND Gate su osnovna digitalna logička vrata koja implementiraju logičku konjukciju. HIGH izlaz (1) rezultira samo ako su svi ulazi na AND gate -u HIGH (1). Ako nijedan ili nisu svi ulazi na vratima AND visoki, rezultat je LOW. Funkcija se može proširiti na bilo koji broj ulaza. (Wikipedia)

Korak 9: NAND vrata

NAND vrata (NOT-AND) su logička vrata koja proizvode izlaz koji je lažan samo ako su svi njegovi ulazi tačni. Njegov izlaz nadopunjuje izlaz AND vrata. LOW (0) izlaz daje rezultat samo ako su svi ulazi na gate -u HIGH (1); ako je bilo koji ulaz LOW (0), rezultat je HIGH (1).

Prema De Morganovoj teoremi, logika dvo ulaznih NAND vrata može se izraziti kao AB = A+B, čineći NAND vrata ekvivalentnim pretvaračima iza kojih slijedi OR vrata.

NAND kapija je značajna jer se svaka logička funkcija može implementirati kombinacijom NAND kapija. Ovo svojstvo naziva se funkcionalna potpunost. Dijeli ovu nekretninu sa kapijom NOR -a. Digitalni sistemi koji koriste određena logička kola koriste funkcionalnost NAND -a.

(Wikipedia)

Korak 10: XOR kapija

XOR Gate ili Exclusive OR je logička operacija koja daje istinu samo kada se unosi razlikuju (jedan je istinit, drugi je lažan). Dobiva naziv "isključivi ili" jer je značenje "ili" dvosmisleno kada su oba operanda tačna; ekskluzivni ili operator isključuje taj slučaj. Ovo se ponekad misli kao "jedno ili drugo, ali ne oboje". Ovo bi se moglo napisati kao "A ili B, ali ne, A i B". (Wikipedia)

Iako je XOR važna logička kapija, može se izgraditi od drugih, jednostavnijih vrata. Shodno tome, ovdje ne gradimo jedno, ali možemo proučiti ovo lijepo pisanje za NPN tranzistorsko kolo XOR vrata kao prvi primjer kombinovanja vrata zasnovanih na tranzistorima kako bismo napravili složeniju logiku.

Korak 11: Kombinaciona logika

Kombinacijska logika, u teoriji digitalnih kola, ponekad se naziva logikom neovisnom o vremenu jer nema memorijske elemente. Izlaz je čista funkcija samo sadašnjeg ulaza. Ovo je u suprotnosti sa sekvencijalnom logikom, u kojoj izlaz ne ovisi samo o trenutnom ulazu, već i o historiji ulaza. Drugim riječima, sekvencijalna logika ima memoriju, dok kombinovana logika nema. Kombinaciona logika se koristi u računarskim krugovima za izvođenje Bulove algebre na ulaznim signalima i na uskladištenim podacima. Praktična računarska kola obično sadrže mješavinu kombinovane i sekvencijalne logike. Na primjer, dio aritmetičke logičke jedinice ili ALU koji vrši matematičke proračune konstruiran je pomoću kombinacijske logike. Druga kola koja se koriste u računarima, kao što su sabirači, multiplekseri, demultiplekseri, koderi i dekoderi, takođe su napravljena korišćenjem kombinacione logike. (Wikipedia)

Korak 12: Prekid ATX napajanja

ATX jedinice za napajanje pretvaraju izmjeničnu struju u domaćinstvu u niskonaponsko regulirano istosmjerno napajanje za unutrašnje komponente računara. Savremeni personalni računari univerzalno koriste napajanje sa prekidačem. Prekid napajanja ATX -om osmišljen je tako da iskoristi prednosti ATX napajanja kako bi stvorio stono napajanje sa dovoljno struje za pokretanje gotovo svih vaših elektroničkih projekata. Budući da su ATX napajanja prilično uobičajena, obično ih se može lako spasiti sa odbačenog računara, pa ih je nabavka koštala malo ili ništa. ATX prekidač povezuje se sa 24 -pinskim ATX konektorom i prekida 3.3V, 5V, 12V i -12V. Ove naponske šine i referenca uzemljenja spojene su na izlazne spojne stubove. Svaki izlazni kanal ima zamjenjivi osigurač od 5A

Korak 13: Digitalni upravljački pretvarač istosmjernog u istosmjerni napon

DC-DC Step-Down napajanje ima podesivi izlazni napon i LCD ekran.

• Napajanje čip: MP2307 (tehnički list)
• Ulazni napon: 5-23V (preporučeni maksimum 20V)
• Izlazni napon: 0V-18V kontinuirano podesivo
• Automatski sprema posljednji podešeni napon
• Ulazni napon mora biti za oko 1 V veći od izlaznog napona
• Izlazna struja: Nazivna do 3A, ali 2A bez rasipanja topline

Kalibracija: S isključenim ulaznim napajanjem, držite lijevo dugme i uključite napajanje. Kad zaslon počne treperiti, otpustite lijevo dugme. Za mjerenje izlaznog napona koristite multimetar. Pritisnite lijevo i desno dugme za podešavanje napona dok multimetar ne izmjeri oko 5,00 V (4,98 V ili 5,02 V je u redu). Tokom podešavanja zanemarite LCD ekran na jedinici. Nakon podešavanja isključite uređaj, a zatim ga ponovo uključite. Kalibracija je završena, ali se po potrebi može ponoviti.

Korak 14: Prekid MicroUSB -a

Ovaj modul razbija pinove MicroUSB konektora na VCC, GND, ID, D- i D+ vijke na priključnoj ploči.

Što se tiče ID signala, OTG kabel (wikipedia) ima utikač mikro-A na jednom kraju i utikač mikro-B na drugom kraju. Ne može imati dva utikača istog tipa. OTG je standardnom USB konektoru dodao peti pin, nazvan ID-pin. Utičnica mikro-A ima identifikacijski pin uzemljen, dok ID u utikaču mikro-B pluta. Uređaj sa umetnutim mikro-A utikačem postaje OTG A-uređaj, a uređaj sa umetnutim mikro-B utikačem postaje B-uređaj. Vrsta umetnutog utikača se detektira prema stanju ID -a pina.

Korak 15: SIM alati

Modul za identifikaciju pretplatnika (SIM), nadaleko poznat kao SIM kartica, je integrirano kolo koje je namijenjeno za sigurnu pohranu broja međunarodnog identiteta pretplatnika mobilnog telefona (IMSI) i srodnog ključa, koji se koriste za identifikaciju i autentifikaciju pretplatnika na mobilnoj telefoniji uređaja (poput mobilnih telefona i računara). Također je moguće pohraniti kontakt podatke na mnoge SIM kartice. SIM kartice se uvijek koriste na GSM telefonima. Za CDMA telefone, SIM kartice su potrebne samo za novije telefone koji podržavaju LTE. SIM kartice se takođe mogu koristiti u satelitskim telefonima, pametnim satovima, računarima ili kamerama. (Wikipedia)

MagicSIM Windows softver za USB adapter može se koristiti sa USB uređajem. Po potrebi postoji i upravljački program za USB čip Prolific PL2303.

Korak 16: Živite HackLife

Nadamo se da ste uživali u ovomjesečnom putovanju u DIY elektroniku. Javite se i podijelite svoj uspjeh u komentarima ispod ili na Facebook grupi HackerBoxes. Svakako nas obavijestite ako imate pitanja ili trebate pomoć oko bilo čega.

Pridružite se revoluciji. Živite HackLife. Svaki mjesec možete dobiti kul kutiju elektronike i projekata kompjuterske tehnologije koji se mogu hakirati. Pređite na stranicu HackerBoxes.com i pretplatite se na mjesečnu uslugu HackerBox.