HackerBoxes 0018: Cirkuski krug: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Circuit Circus: Ovog mjeseca, HackerBox Hakeri rade sa analognim elektroničkim kolima, kao i tehnikama za ispitivanje i mjerenje kola.

Ovaj Instructable sadrži informacije za rad s HackerBoxes -om #0018. Ako želite svakog mjeseca primati ovakvu kutiju na svoje poštansko sanduče, vrijeme je da se pretplatite na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

Teme i ciljevi učenja za ovaj HackerBox:

• Napravite uređaj za testiranje komponenti na bazi mikroprocesora
• Usavršite vještinu montaže i lemljenja PCB -a
• Shvatite upotrebu različitih elektroničkih komponenti u krugovima
• Pregledajte metode ispitivanja i mjerenja za te komponente
• Dovršite kurs moderne elektronike od deset lekcija
• Završite kurs Analogne elektronike od deset lekcija
• Istražite primjene i ograničenja osciloskopa zvučne kartice
• Tehnike vježbi za izradu prototipa krugova na ploči

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

Korak 1: HackerBoxes 0018: Sadržaj kutije

• HackerBoxes #0018 Kolekcionarska referentna kartica
• Uređaj za ispitivanje elektronskih komponenti (komplet za lemljenje)
• Moderni i analogni komplet elektronike
• 140 komada Komplet žičanih kratkospojnika
• Oglasna ploča bez lemljenja 830 točaka
• 3,5 mm audio prekidni modul
• 3,5 mm audio priključni kabel
• Dvije kopče za bateriju od 9V
• Ekskluzivna "Elite Technology" zakrpa za glačanje
• Ekskluzivna HackerBoxes četveroljepnica

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

• Lemilica, lemljenje i osnovni alati za lemljenje
• Dvije 9V baterije
• Računar sa zvučnom karticom
• (opcionalno) USB zvučna kartica **
• (opcionalno) Digitalni multimetar

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, DIY duh i znatiželja hakera. Hardcore DIY elektronika nije najlakši hobi, ali kad ustrajete i uživate u avanturi, veliko zadovoljstvo može biti rezultat ustrajnosti i uspješnosti vaših projekata. Samo polako poduzimajte svaki korak, vodite računa o detaljima i ne ustručavajte se zatražiti pomoć.

** Zvučna kartica Napomena: U koraku 11 se diskutuje o opcionalnoj upotrebi USB zvučne kartice. Dogodilo se da je nekoliko njih pri ruci kao višak u sjedištu HackerBoxes. Ubacili smo ih BESPLATNO kao bonus poklon u ograničenom broju RANDOM #0018 HackerBoxes. Ako niste primili jedan, imajte na umu da su nasumično besplatno podijeljeni (bez uticaja na budžet kutije). Nisu uključeni na gornju listu sadržaja i stoga se ne mogu smatrati "stavkom koja nedostaje". Ako vam se zaista sviđa, dostupni su za kupovinu ovdje. Hvala na razumijevanju.

Korak 2: Automati, pingvini i klaunovi

Ekskluzivna četveroljepnica HackerBoxes dizajnirana je tako da se odvoji u četiri minijaturne naljepnice, svaka savršene veličine za kućišta projekata, mobilne uređaje, prijenosna računala ili kutije s alatima.

Simbol jedrilice nalazi se na jednoj od minijaturnih naljepnica. To je uzorak od pet točaka raspoređenih unutar mreže. Taj specifičan obrazac putuje svuda u Conwayovoj igri života (dobro poznati ćelijski automat). Jedrilica je predložena kao amblem koji predstavlja hakersku subkulturu, budući da se Game of Life sviđa hakerima, a koncept jedrilice rođen je gotovo u isto vrijeme kad i Internet i Unix. Unos u Wikipediji objašnjava da se ovaj amblem koristi na različitim mjestima u potkulturi, ali se ne sviđa univerzalno. Ako vam se ne sviđa, hakirajte ga. U svakom slučaju, predlažemo da nabavite program ili aplikaciju "Conwayova igra života" i igrate se s njom. Život!

Šta je sa klovnom? Navijačka umjetnost klauna i tema "Circuit Circus" aluzije su na kultni hotel Circus Circus i kazino u Las Vegasu. Možda se ljetos vidimo u Las Vegasu na DEFCON25?

Korak 3: Komplet moderne i analogne elektronike

Komplet za modernu i analognu elektroniku HackerBoxes sadrži preko 80 elektroničkih komponenti. Mnogi od njih mogu biti korisni pri eksperimentiranju s uređajem za ispitivanje elektroničkih komponenti.

Ove komponente, zajedno s ostalim sadržajima HackerBox -a #0018, sadrže sve što je potrebno za izvođenje svih eksperimenata na internetskim tečajevima Moderna elektronika i Analogna elektronika, predstavljenim kasnije u ovom Uputu.

Korak 4: Uređaj za ispitivanje elektronskih komponenti - Uvod

Svi znamo dosadan izazov identificiranja točnih parametara komponente u staroj kutiji za otpad. Konvencionalni pristupi identifikacije i mjerenja općenito su teški i dugotrajni. Ovaj testni uređaj je ovdje da spasi dan koristeći vrlo pametan dizajn zasnovan na mikrokontroleru. Najbolje od svega, isporučuje se u obliku kompleta, tako da ga možete sami izgraditi!

Nakon dovršetka, automatski ćemo otkriti i identificirati pinouts za NPN i PNP tranzistore, FET -ove, diode, dual diode, tiristore i SCR -ove.

Otpori do 50MΩ mogu se mjeriti s maksimalnom rezolucijom od 0,01Ω. Tri ispitne točke omogućuju jednostavno testiranje potenciometara.

Kapacitet od 25pF-100mF može se mjeriti s rezolucijom od 1pF. Ekvivalentni serijski otpor (ESR) mjeri se za kondenzatore iznad 90 nF.

Mjerenja tranzistora bipolarnog spoja uključuju faktor pojačanja struje kolektor-odašiljač, prag napona baza-emiter, struju propuštanja kolektor-odašiljač, prag napona baznog emitera i veliko pojačanje struje. Darlingtonovi tranzistori su identificirani. Otkrivene su zaštitne diode za tranzistore napajanja i FET -ove.

Mjerenja parametara FET-a uključuju prag napona vrata-izvora, otpor odvod-izvor i kapacitet kapije-izvor.

Dodatne karakteristike:

Mjerenje frekvencije 1Hz-1MHz

Mjerenje perioda do 25 kHz

Mjerenje istosmjernog napona do 50V

Generator frekvencije kvadratnih valova na različitim frekvencijama

10 -bitni PWM generator (1% - 99%)

Čitač digitalnog termometra (DS1820)

Čitač temperature / vlažnosti (DHT11)

Dekoder protokola IC senzora (uPD6121 i TC9012)

IC enkoder

Specifikacije:

Procesor: utičnica ATMEAG328P (28 pinski DIP)

Ekran u boji: TFT sa 160x128 piksela i 16-bitnom dubinom boje

Korisnički unos: Rotacijski koder sa tipkom

Ulazna snaga: 6,8-12VDC na konektoru cijevi ILI 9V bateriji

Potrošnja struje: Približno 30mA

Korak 5: Uređaj za ispitivanje elektronskih komponenti - Opis materijala

Započnite izradu kompleta otpakivanjem komponenti u malu ladicu i pažljivo se upoznajte sa svakom komponentom.

Postoji 24 otpornika s aksijalnim olovom koji imaju 12 različitih vrijednosti. Svi izgledaju vrlo slično. Predlažemo da sada odvojite nekoliko minuta da podignete pogled i pažljivo zabilježite njihove vrijednosti na papirnoj traci pričvršćenoj na otpornike. Otpornici nisu zamjenjivi. Ako svaki otpornik nije postavljen na odgovarajuće mjesto na PCB -u, ispitni uređaj neće funkcionirati.

Ovaj kalkulator koda otpornika vrlo je zgodan. Svakako prijeđite na karticu "5 traka". Neki "proces eliminacije" mogao bi biti neophodan kada dva seta pruga u boji izgledaju vrlo slično.

Korak 6: Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti - Suzbijanje prolaznog napona

Komplet za ispitivanje komponenti uključuje tri male komponente za površinsko montiranje-kondenzator veličine 10080F veličine 0805, diodu P6KE6V8 veličine 1812 i diodu SVR05-4 veličine SOT23. Ovo su potpuno opcionalne komponente za podršku privremenom potiskivanju napona (TVS). Tester će raditi bez njih, pa ako nemate mikroskop i iskustvo u SMT -u, toplo vam preporučujemo da počnete tako što ćete baciti ove komponente.

AKO NE UGRADITE SMT DIJELOVE:

Svrha zaštitnog kruga TVS -a je povećati vjerovatnoću da bi ulazni pinovi mikrokontrolera mogli preživjeti struju pražnjenja kada je napunjeni kondenzator spojen na ispitne ulaze. Čak ni sa instaliranim TVS krugom, zaštita nije zagarantovana. Stoga je vrlo važno da se kondenzatori uvijek isprazne prije mjerenja s odgovarajućim ispitnim uređajem.

AKO INSTALIRATE SMT DIJELOVE:

Tri SMT komponente trebale bi se prvo lemiti. Kondenzator i pojedinačna dioda nisu polarizirani i mogu se lemiti u bilo kojem smjeru. 6-pinski diodni niz ipak ima oznake polariteta koje treba uskladiti s načinom rada na sitotisku na PCB-u.

Korak 7: Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti - male komponente

Počnite lemljenjem 24 otpornika. Uvjerite se da su ispravno prepoznati po trakama boja. Budite vrlo oprezni pri postavljanju ispravnih vrijednosti na ispravne položaje na PCB -u. Otpornici nisu polarizirani i mogu se umetnuti u bilo kojem smjeru.

Nakon što je komponenta kroz otvor lemljena, elektrodu treba pažljivo pričvrstiti sa zadnje strane vrlo blizu površine PCB-a. Uvijek nosite zaštitne naočale kada presiječete žice.

Zatim umetnite 9 keramičkih kondenzatora vodeći računa da vrijednosti ispisane na kondenzatorima odgovaraju oznakama na PCB -u. Ovi kondenzatori nisu polarizirani i mogu se umetnuti u bilo kojem smjeru.

Dva elektrolitička kondenzatora izgledaju poput crnih cijevi. Iste su vrijednosti, ali su im vodiči polarizirani. Jedna strana kape ima bijelu prugu. Ovo je negativna strana. Drugi vodič je pozitivna strana i trebao bi biti poravnat s oznakom "+" na PCB -u.

Crvena LED dioda je polarizirana. Duži žičani vod treba umetnuti u kvadratnu rupu od metalne podloge.

Pet uređaja TO-92 polukružnog je presjeka. Uskladite orijentaciju ovog oblika s obrisom označenim na PCB -u. Imajte na umu da u paketima TO-92 postoje četiri potpuno različite vrste uređaja, stoga pazite da brojeve ispisane na pakiranjima podudarate s oznakama na tiskanoj ploči.

Konačno, kristal od 8 MHz nije polariziran.

Korak 8: Uređaj za ispitivanje elektronskih komponenti - veće komponente

Zatim umetnite i lemite veće komponente. Ovo je samo po sebi razumljivo, ali evo nekoliko smjernica:

Sva tri plava stezaljka treba biti orijentirana tako da bočni priključci gledaju prema rubu PCB -a za umetanje elektroda.

Ruka utičnice ZIF (nulta sila umetanja) treba ostati u položaju GORE za vrijeme lemljenja.

Utičnicu DIP28 treba lemiti bez umetnutog čipa. Poravnajte oznake polukruga na PCB-u sa sličnim oblikom oblikovanim u jednu ivicu utičnice. Nakon što se lemljenje ohladi na utičnici, čip se može umetnuti prema istoj polukružnoj oznaci pin-one.

Utičnica za ekran sa 8 pinova lemi se na glavnu PCB. Muško zaglavlje sa 8 pinova lemljeno je na zadnjoj strani TFT ekrana radi spajanja sa utičnicom.

Dva mjedena držača i četiri vijka koriste se za stabilizaciju modula zaslona nakon što se umetne.

Četiri mjedena držača i četiri vijka koriste se za oblikovanje nožica na stražnjoj strani glavne PCB -a. Ove nožice sprječavaju da obrezani vodiči lemljenih komponenti ogrebu radnu površinu, jer mogu biti prilično oštri.

Kablovi 9V akumulatora spajani su u rupe s oznakom 9V na lijevoj strani PCB -a. Crveni provodnik ulazi u terminal "+".

Korak 9: Korištenje uređaja za ispitivanje elektronskih komponenti

Nakon što se napajanje priključi na uređaj za ispitivanje komponente, može se uključiti pritiskom na okretni davač prema dolje (u koder je integrirano dugme). Postoji postupak kalibracije koji se može izvršiti kratkim spajanjem tri ispitne točke. Opciono možete preskočiti kalibraciju za sada i odmah preći na isprobavanje nekih komponenti za testiranje u sljedećem koraku.

Vrlo detaljan dokument pod nazivom TransistorTester s AVR mikrokontrolerom i nešto više često se ažurira i dostupan je na mreži. Ovaj dokument pokriva dizajn, upotrebu i teoriju rada za različite inkarnacije ovih instrumenata. Svakako provjerite.

Ova stranica ima čitav niz povezanih izvora na različitim jezicima.

Korak 10: Online kurs "Moderna elektronika" na deset lekcija

Sve što vam je potrebno za online video kurs PyroElectro Modern Electronics uključeno je u HackerBox komplet za modernu i analognu elektroniku.

Dok istražujete lekcije o otpornicima, kondenzatorima, induktorima, diodama i tranzistorima, odvojite sekundu da testirate ispitivanu komponentu pomoću elektroničkog uređaja za ispitivanje komponenti.

Nakon što saznate više o tome kako svaka komponenta funkcionira u krugu, možda biste htjeli otići u veliki dokument za uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti i pregledati teoriju rada kako biste otkrili kako tester može ispitati uređaj koji se testira pomoću jednostavnog AVR mikrokontroler. Mnoge od tehnika su vrlo pametne i pokazuju korisne pristupe za vaš budući dizajn ili rad na testiranju.

Lekcija 9 o mjeraču vremena 555 odlična je prilika za igru sa funkcijom mjerenja frekvencije elektroničkog uređaja za testiranje komponenti.

Veliko poštovanje za rad koji je PyroElectro obavio na ovim lekcijama.

Korak 11: Online kurs "Analogna elektronika" na deset lekcija

Sve što vam je potrebno za online video tečaj PyroElectro Analog Electronics uključeno je u HackerBox komplet za modernu i analognu elektroniku.

Imajte na umu da se 3,5 mm audio patch kabel može prepoloviti kako bi se stvorila dva seta "sondi" za upotrebu s osciloskopom zvučne kartice o kojem se govori u ovom tečaju. Ogoljeni žičani vodiči trebaju biti pocinčani lemljenjem radi lakše manipulacije bez habanja.

Iako se pretpostavlja da su tačna kola prikazana u kursu sigurna, vrijedi napomenuti da su ulazi zvučne kartice na vašem računaru dizajnirani samo za rad u rasponu od -0,8V do +0,8V. Kada se radi o većim rasponima napona, signal će se morati smanjiti kako se ne bi preopteretio ulaz zvučne kartice. Evo nekoliko izvrsnih bilješki iz Make -a i iz Daqarte.

Ako namjeravate opširno eksperimentirati s osciloskopima zvučne kartice i želite imati dodatno osiguranje od oštećenja zvučne kartice, možda biste htjeli kupiti jeftinu USB zvučnu karticu za dodatnu električnu izolaciju.

Određeni softver za osciloskop koji je predložen u ovom tečaju posebno je za upotrebu u sustavu Windows. Za Linux postoji sličan program pod nazivom xoscope. Za korisnike OSX -a na internetu postoje različite bilješke o korištenju Audacity -a kao osciloskopa zvučne kartice. Za one koji rade s MATLAB -om ili GNU Octave -om, pogledajte funkciju audiorecorder ()!

Veliko poštovanje za rad koji je PyroElectro obavio na ovim lekcijama.

Korak 12: Hakirajte planetu

Hvala vam što ste se pridružili našim avanturama u testiranju i mjerenju savremene analogne elektronike. Ako ste uživali u ovom Instrucable -u i želite da vam kutija elektronskih projekata poput ove svakog mjeseca stiže direktno u poštansko sanduče, pridružite nam se OVDJE.

Javite se i podijelite svoj uspjeh u komentarima ispod i/ili na Facebook stranici HackerBoxes. Svakako nas obavijestite ako imate pitanja ili trebate pomoć oko bilo čega. Hvala vam što ste dio HackerBox -a. Molimo da vaše prijedloge i povratne informacije stižu. HackerBox -ovi su VAŠE kutije. Napravimo nešto sjajno!