HackerBoxes 0018: Cirkuski krug: 12 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Circuit Circus: Ovaj mjesec, HackerBox Hakeri rade s analognim elektroničkim sklopovima, kao i tehnikama za ispitivanje i mjerenje kola.

Ovaj Instructable sadrži informacije za rad s HackerBoxes #0018. Ako želite primati ovakvu kutiju svaki mjesec na poštanski pretinac, vrijeme je da se pretplatite na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

Teme i ciljevi učenja za ovaj HackerBox:

• Napravite uređaj za ispitivanje komponenti temeljen na mikroprocesoru
• Usavršite vještinu montaže i lemljenja PCB -a
• Razumjeti uporabu različitih elektroničkih komponenti u krugovima
• Pregledajte metode ispitivanja i mjerenja za te komponente
• Dovršite tečaj moderne elektronike od deset lekcija
• Dovršite tečaj analogne elektronike od deset lekcija
• Istražite primjene i ograničenja osciloskopa zvučne kartice
• Tehnike vježbi za izradu prototipova sklopova na ploči

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

Korak 1: HackerBoxes 0018: Sadržaj kutije

• HackerBoxes #0018 Kolekciona referentna kartica
• Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti (komplet za lemljenje)
• Komplet za modernu i analognu elektroniku
• 140 komada Komplet žičanih kratkospojnika
• Oglasna ploča bez lemljenja 830 točaka
• Modul za probijanje zvuka od 3,5 mm
• 3,5 mm audio kabel za povezivanje
• Dvije kopče za bateriju od 9V
• Ekskluzivna zakrpa za glačanje "Elite Technology"
• Ekskluzivna četveroljepnica HackerBoxes

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

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

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, DIY duh i hakerska znatiželja. 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, pazite na detalje i ne ustručavajte se zatražiti pomoć.

** Zvučna kartica Napomena: U 11. koraku se diskutira 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 dar u ograničenom broju SLUČAJNIH #0018 HackerBoxova. Ako ga niste primili, imajte na umu da su nasumično besplatno podijeljeni (bez utjecaja na proračun kutije). Nisu uključeni na gornji popis sadržaja pa se stoga ne mogu smatrati "stavkom koja nedostaje". Ako biste ga zaista željeli, dostupni su za kupnju 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 specifični uzorak putuje svuda u Conwayevoj igri života (dobro poznati stanični 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 raznim mjestima unutar subkulture, 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!

Što je s klaunom? Navijačka umjetnost klauna i tema "Circuit Circus" aluzije su na kultni Circus Circus Hotel i Casino u Las Vegasu. Možda se ljetos vidimo u Las Vegasu na DEFCON25?

Korak 3: Komplet za modernu i analognu elektroniku

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

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

Korak 4: Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti - Uvod

Svi znamo dosadan izazov identificiranja točnih parametara komponente u staroj kutiji za smeće. Konvencionalni pristupi identifikacije i mjerenja općenito su teški i dugotrajni. Ovaj testni uređaj je tu 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 raspone za NPN i PNP tranzistore, FET -ove, diode, dual diode, tiristore i SCR -ove.

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

Kapacitet od 25pF-100mF može se mjeriti s razlučivošću 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-odašiljač, struju propuštanja kolektor-odašiljač, prag napona baznog emitera i veliko pojačanje struje. Identificirani su Darlingtonovi tranzistori. Otkrivene su zaštitne diode za tranzistore snage i FET -ove.

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

Dodatne mogućnosti:

Mjerenje frekvencije 1Hz-1MHz

Mjerenje razdoblja 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 koder

Tehnički podaci:

Procesor: utičnica ATMEAG328P (28 -polni DIP)

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

Korisnički unos: Okretni davač s gumbom

Ulazna snaga: 6,8-12VDC na priključku cijevi ILI 9V baterije

Potrošnja struje: približno 30 mA

Korak 5: Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti - Popis materijala

Počnite s izgradnjom kompleta otpakivanjem komponenti iz male ladice i pažljivo se upoznajte sa svakom komponentom.

Postoje 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 papirnatu traku pričvršćenu na otpornike. Otpornici nisu zamjenjivi. Ako svaki otpornik nije postavljen na odgovarajuće mjesto na PCB -u, ispitni uređaj neće raditi.

Ovaj kalkulator koda otpornika vrlo je zgodan. Svakako prijeđite na karticu "5 traka". Neki "proces uklanjanja" mogao bi biti potreban kada dva niza boja 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. To su potpuno opcijske komponente za podršku privremenom potiskivanju napona (TVS). Tester će bez njih raditi dobro, pa ako nemate iskustvo u mikroskopu i SMT -u, toplo vam preporučujemo da bacite ove komponente.

AKO NE UGRADITE SMT DIJELOVE:

Svrha zaštitnog kruga TVS -a je povećati vjerojatnost da bi ulazni pinovi mikrokontrolera mogli preživjeti struju pražnjenja kada je napunjeni kondenzator spojen na ispitne ulaze. Čak i s instaliranim sklopom TVS -a, zaštita nije zajamčena. 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 tiskanoj ploči sitotiska.

Korak 7: Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti - male komponente

Započnite lemljenjem 24 otpornika. Provjerite jesu li ispravno identificirani prema trakama u boji. 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 probušenu rupu lemljena, kabel treba pažljivo pričvrstiti sa stražnje strane vrlo blizu površine PCB-a. Uvijek nosite zaštitne naočale kad 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 bačvi. Iste su vrijednosti, ali su im vodiči polarizirani. Jedna strana kape ima bijelu prugu. Ovo je negativna strana. Drugi vod je pozitivna strana i trebao bi biti poravnat s oznakom "+" na PCB -u.

Crvena LED dioda je polarizirana. Duži žičani kabel treba umetnuti u četvrtastu 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 brojevi otisnuti na pakiranjima odgovaraju oznakama na PCB-u.

Konačno, kristal od 8 MHz nije polariziran.

Korak 8: Uređaj za ispitivanje elektroničkih komponenti - veće komponente

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

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

Ruka utičnice ZIF (nulta sila umetanja) tijekom lemljenja treba ostaviti u položaju GORE.

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

Utičnica za zaslon s 8 pinova lemi se na glavnu PCB. Muško zaglavlje s 8 pinova lemljeno je na stražnjoj strani TFT zaslona za spajanje s utičnicom.

Dva stavaka od mjedi i četiri vijka koriste se za stabiliziranje modula zaslona nakon što je umetnut.

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

Kabeli za isječak baterije 9V lemljeni su u rupe s oznakom 9V na lijevoj strani PCB -a. Crveni kabel ulazi u terminal "+".

Korak 9: Korištenje uređaja za ispitivanje elektroničkih komponenti

Nakon što se napajanje priključi na ispitni uređaj komponente, može se uključiti pritiskom na okretni davač prema dolje (u koder je integriran gumb). Postoji postupak kalibracije koji se može izvesti skraćivanjem tri ispitne točke zajedno. Po želji možete preskočiti kalibraciju i odmah uskočiti u isprobavanje nekih komponenti za testiranje u sljedećem koraku.

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

Ova stranica ima čitav niz povezanih izvora na različitim jezicima.

Korak 10: Mrežni tečaj "Moderna elektronika" na deset lekcija

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

Dok istražujete lekcije o otpornicima, kondenzatorima, prigušnicama, diodama i tranzistorima, odvojite sekundu za testiranje ispitivane komponente pomoću elektroničkog uređaja za ispitivanje komponenti.

Nakon što saznate više o tome kako svaka komponenta funkcionira u krugu, možda biste htjeli otići do velikog dokumenta za uređaj za ispitivanje elektroničke komponente 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 testiranje.

Lekcija 9 o mjeraču vremena 555 izvrsna je prilika za igru s funkcijom mjerenja frekvencije elektroničkog uređaja za ispitivanje komponenti.

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

Korak 11: Mrežni tečaj "Analogna elektronika" za deset lekcija

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

Imajte na umu da se 3,5 -milimetarski audio kabel može prerezati napola kako bi se stvorila dva seta "sondi" za uporabu s osciloskopom zvučne kartice o kojem se govori u ovom tečaju. Ogoljeni vodiči od žice trebaju biti pokošeni lemljenjem radi lakše manipulacije bez habanja.

Iako se pretpostavlja da su točni krugovi prikazani u tečaju sigurni, valja napomenuti da su ulazi zvučne kartice na vašem računalu dizajnirani samo za rad u rasponu od -0,8V do +0,8V. Kad se radi o većim rasponima napona, signal će se morati smanjiti kako se ne bi preopteretio ulaz zvučne kartice. Evo nekoliko izvrsnih bilješki iz Makea i iz Daqarte.

Ako namjeravate općenito 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 tečaju posebno je za uporabu u sustavu Windows. Za Linux postoji sličan program pod nazivom xoscope. Za korisnike OSX -a na internetu postoje različite bilješke o korištenju Audacityja kao osciloskopa zvučne kartice. Za one koji rade s MATLAB -om ili GNU Octaveom, pogledajte funkciju audiorecorder ()!

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

Korak 12: Hakirajte planet

Hvala vam što ste se pridružili našim avanturama u testiranju i mjerenju suvremene analogne elektronike. Ako ste uživali u ovom Instrucable -u i željeli biste svaki mjesec isporučivati kutiju ovakvih elektroničkih projekata izravno u vaš poštanski sandučić, pridružite nam se OVDJE.

Dosegnite 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 vaši prijedlozi i povratne informacije stižu. HackerBoxes su VAŠE kutije. Napravimo nešto sjajno!