HackerBox 0039: Razina gore: 16 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Uz HackerBox 0039, HackerBox Hakeri diljem 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 svaki mjesec primati ovakav HackerBox u poštanski sandučić, pretplatite se na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

Teme i ciljevi učenja za HackerBox 0039:

• Dodirnite standardne razine napona iz spašenog računala
• 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 računalnu tehnologiju. Mi smo hobisti, stvaratelji i eksperimentatori. Mi smo sanjari snova.

HAKNI PLANETU

Korak 1: Popis sadržaja za HackerBox 0039

• Prekid napajanja ATX -om
• DC-to-DC pretvarač snage
• Akrilno kućište za pretvarač snage
• Tri ekskluzivna PCB-a tranzistora do vrata
• Komponentni komplet za tranzistor-kapiju
• Ženski priključni blok MicroUSB
• MicroUSB kabel
• Trosmjerni adapter za SIM karticu
• Čitač i pisač USB SIM kartica
• Ekskluzivni HackerBox Challenge novčić
• Naljepnice za tranzistor do vrata
• Ekskluzivni HackLife prijenos vinila

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

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

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 HackerBoxima postoji mnoštvo informacija za trenutne i buduće članove. Gotovo sve e-poruke o tehničkoj podršci koje primamo već su tamo odgovorene, stoga zaista cijenimo što ste odvojili nekoliko minuta da pročitate FAQ.

Korak 2: PROVJERA NOVCA

NOVACI 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 su osporeni 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 postrojbe. Također se razmjenjuju u znak priznanja za posjete organizaciji. (Wikipedia)

Korak 3: Tranzistori do vrata

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 integrirani krugovi naširoko su se koristili u aplikacijama kao što su računala, industrijske kontrole, ispitna oprema i instrumenti, potrošačka elektronika i sintetizatori. Posebno popularna postala je serija 7400 tvrtke Texas Instruments. Proizvođači TTL-a ponudili su širok raspon logičkih vrata, japanki, brojača i drugih sklopova. Varijacije izvornog dizajna kruga TTL nudile su veće brzine ili manje rasipanje snage kako bi se omogućila optimizacija dizajna. TTL uređaji izvorno su se izrađivali u keramičkim i plastičnim dual-line (DIP) paketima i u pakiranju. TTL čipovi sada se također proizvode u paketima za površinsku montažu. TTL je postao temelj računala i druge digitalne elektronike. Čak i nakon vrlo velikih integracija (VLSI) integrirani krugovi učinili su zastarjele procesore na više ploča, TTL uređaji su i dalje pronašli široku uporabu kao logičko ljepilo za povezivanje gušće integriranih komponenti. (Wikipedia)

PCB-ovi od tranzistora do vrata i sadržaj kompleta:

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

Korak 4: Međuspremnik

Međuspremnik su osnovna logička vrata koja svoj ulaz, nepromijenjena, prenose na izlaz. Njegovo ponašanje je suprotno od vrata NE. Glavna svrha međuspremnika je regenerirati ulaz. Međuspremnik ima jedan ulaz i jedan izlaz; njegov izlaz uvijek je jednak ulazu. Odbojnici se također koriste za povećanje kašnjenja širenja krugova. (WikiChip)

Ovdje korišteni međuspremnički krug izvrstan je primjer kako tranzistor može djelovati kao prekidač. Kada je osnovni pin aktiviran, dopušteno je da struja teče od kolektorskog pina do pina emitera. Ta struja prolazi kroz (i svijetli) LED diodu. Dakle, kažemo da aktivacija tranzistorske baze uključuje i isključuje LED.

MONTAŽE BILJEŠKE

• 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 jastučiće na stražnjoj strani svake PCB -a

POTRAŽITE OVE KONVENCIJE ZA SVE TRI PCB -a

Korak 5: Inverterska vrata

Vrata pretvarača ili vrata vrata NOT, logička su vrata koja implementiraju logičku negaciju. Kad je ulaz LOW, izlaz je HIGH, a kada je ulaz HIGH, izlaz je LOW. Pretvarači su jezgra svih digitalnih sustava. Razumijevanje njegovog rada, ponašanja i svojstava za određeni proces omogućuje proširenje njegova dizajna na složenije strukture kao što su vrata NOR i NAND. Električno ponašanje mnogo većih i složenijih sklopova može se izvesti ekstrapolacijom ponašanja promatranog 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 vrata LOW (0); ako je jedan ili oba ulaza HIGH (1), rezultat je LOW (0). NOR je rezultat negacije operatora OR. Također se može promatrati i kao vratašca sa svim invertiranim ulazima. NOR vrata se mogu kombinirati za generiranje bilo koje druge logičke funkcije. Podijelite ovu nekretninu s vratima NAND. 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 vrata AND visoki (1). Ako nijedan ili nisu svi ulazi na vrata AND visoki, rezultat je NISKA. 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 istiniti. Njegov izlaz nadopunjuje izlaz AND vrata. NISKI (0) izlaz daje rezultat samo ako su svi ulazi na kapiji VISOKI (1); ako je bilo koji ulaz LOW (0), rezultat je HIGH (1).

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

NAND vrata su značajna jer se svaka logička funkcija može implementirati kombinacijom NAND vrata. Ovo svojstvo naziva se funkcionalna potpunost. Dijeli ovu nekretninu s vratima NOR -a. Digitalni sustavi koji koriste određene logičke sklopove iskorištavaju funkcionalnost NAND -a.

(Wikipedia)

Korak 10: XOR vrata

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

Iako je XOR važna logička vrata, može se izgraditi od drugih, jednostavnijih vrata. Sukladno tome, ovdje ne gradimo jedno, ali možemo proučiti ovaj lijepi zapis za NPN tranzistorsko XOR krug vrata kao prvi primjer kombiniranja vrata zasnovanih na tranzistorima kako bismo napravili složeniju logiku.

Korak 11: Kombinacijska logika

Kombinacijska logika, u teoriji digitalnih sklopova, ponekad se naziva logikom neovisnom o vremenu jer nema memorijskih elemenata. Izlaz je čista funkcija samo sadašnjeg ulaza. To je za razliku od sekvencijalne logike, u kojoj izlaz ne ovisi samo o trenutnom ulazu, već io povijesti ulaza. Drugim riječima, sekvencijalna logika ima memoriju, dok kombinacijska logika nema. Kombinacijska logika koristi se u računalnim sklopovima za izvođenje Booleove algebre na ulaznim signalima i na pohranjenim podacima. Praktična računalna kola obično sadrže mješavinu kombinacijske i sekvencijalne logike. Na primjer, dio aritmetičke logičke jedinice ili ALU koji radi matematičke izračune konstruiran je pomoću kombinacijske logike. Drugi sklopovi koji se koriste u računalima, kao što su zbrajatelji, multiplekseri, demultiplekseri, koderi i dekoderi, također su izrađeni kombinacijskom logikom. (Wikipedia)

Korak 12: Prekid napajanja ATX -om

Jedinice napajanja ATX pretvaraju izmjeničnu struju u kućanstvu u niskonaponsko regulirano istosmjerno napajanje za unutarnje komponente računala. Suvremena osobna računala univerzalno koriste napajanja s uključenim načinom rada. Prekid napajanja ATX -om osmišljen je tako da iskoristi prednosti ATX napajanja za stvaranje stonog napajanja s dovoljno struje za pokretanje gotovo svih vaših elektroničkih projekata. Budući da su ATX napajanja prilično uobičajena, obično ih se može lako spasiti s odbačenog računala, pa ih je nabavka koštala malo ili ništa. ATX prekidač spaja se na 24 -pinski ATX konektor i prekida 3.3V, 5V, 12V i -12V. Ove naponske šine i referenca uzemljenja spojene su na izlazne vezne stupove. 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 zaslon.

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

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

Korak 14: Prekid MicroUSB -a

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

Što se tiče ID signala, OTG kabel (wikipedia) ima utikač mikro-A na jednom kraju, a utikač mikro-B na drugom kraju. Ne može imati dva utikača iste vrste. OTG je standardnom USB priključku dodao peti pin, nazvan ID-pin. Utikač mikro-A ima identifikacijski pin uzemljen, dok ID u utikaču mikro-B pluta. Uređaj s umetnutim mikro-A utikačem postaje OTG A-uređaj, a uređaj s umetnutim mikro-B utikačem postaje B-uređaj. Vrsta umetnutog utikača detektira se 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 pretplatnika (IMSI) i srodnog ključa, koji se koriste za identifikaciju i provjeru autentičnosti pretplatnika na mobilnoj telefoniji uređaja (poput mobilnih telefona i računala). Također je moguće pohraniti podatke za kontakt na mnoge SIM kartice. SIM kartice se uvijek koriste na GSM telefonima. Za CDMA telefone, SIM kartice potrebne su samo za novije LTE-sposobne telefone. SIM kartice mogu se koristiti i u satelitskim telefonima, pametnim satovima, računalima ili kamerama. (Wikipedia)

MagicSIM Windows softver za USB adapter može se koristiti s 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 projekata elektronike i računalne tehnologije izravno u vaš poštanski sandučić. Samo surfajte na HackerBoxes.com i pretplatite se na mjesečnu uslugu HackerBox.