HackerBox 0039: Vlak op: 16 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Met HackerBox 0039 maak HackerBox Hackers regoor die wêreld gebruik van ATX -kragtoevoer om hul projekte aan te dryf, leer hoe transistors logiese hekke uitmaak en die inhoud van mobiele SIM -kaarte ondersoek. Hierdie instruksie bevat inligting om aan die gang te kom met HackerBox #0039, wat hier gekoop kan word terwyl voorraad hou. As u elke maand 'n HackerBox soos hierdie in u posbus wil ontvang, teken dan in op HackerBoxes.com en sluit aan by die revolusie!

Onderwerpe en leerdoelwitte vir HackerBox 0039:

• Tik op die standaard spanningsvlakke vanaf 'n geredde rekenaarbron
• Skakel 12V DC om na 'n veranderlike uitgangsspanning
• Monteer ses verskillende logiese hekke met behulp van NPN -transistors
• Ontdek die inhoud van mobiele SIM -kaarte
• Aanvaar of reik muntstukuitdagings uit - hacker -styl

HackerBoxes is die maandelikse subskripsiediens vir selfdoenelektronika en rekenaartegnologie. Ons is stokperdjies, vervaardigers en eksperimenteerders. Ons is die dromers van drome.

HACK DIE PLANET

Stap 1: Inhoudslys vir HackerBox 0039

• ATX -kragbronbreek
• DC-na-DC Power Buck-omskakelaar
• Akriel behuizing vir kragomskakelaar
• Drie eksklusiewe PCB's van transistor-tot-hek
• Komponentstel vir transistor-na-hekke
• Vroulike MicroUSB -aansluitblok
• MicroUSB -kabel
• Drie-rigting SIM-kaartadapter
• USB SIM -kaartleser en skrywer
• Eksklusiewe HackerBox -uitdagingsmunt
• Plakkers vir Transistor-na-Hekke
• Eksklusiewe HackLife Vinyl -oordrag

'N Paar ander dinge wat nuttig sal wees:

• Soldeerbout, soldeersel en basiese soldeergereedskap
• Gestuurde ATX -kragtoevoer

Die belangrikste is dat jy 'n gevoel van avontuur, hackergees, geduld en nuuskierigheid nodig het. Bou en eksperimenteer met elektronika, hoewel dit baie lonend is, kan soms lastig, uitdagend en selfs frustrerend wees. Die doel is vooruitgang, nie volmaaktheid nie. As u volhard en die avontuur geniet, kan u baie tevredenheid put uit hierdie stokperdjie. Neem elke stap stadig, let op die besonderhede, en moenie bang wees om hulp te vra nie.

Daar is 'n magdom inligting vir huidige en voornemende lede in die HackerBoxes FAQ. Byna al die nie-tegniese ondersteunings-e-posse wat ons ontvang, word reeds daar beantwoord, so ons waardeer dit baie as u 'n paar minute neem om die FAQ te lees.

Stap 2: MONTEERKONTROLE

UITDAGINGSMUNTE kan 'n klein muntstukke of medaljes wees, wat 'n organisasie se kentekens of embleem dra en deur die lede van die organisasie gedra word. Tradisioneel kan hulle gegee word om lidmaatskap te bewys wanneer hulle uitgedaag word en om die moraal te verbeter. Boonop word dit ook deur dienslede ingesamel. In die praktyk word uitdagingsmuntstukke gewoonlik deur eenheidsbevelvoerders aangebied ter erkenning van spesiale prestasie deur 'n lid van die eenheid. Hulle word ook uitgeruil ter erkenning van besoeke aan 'n organisasie. (Wikipedia)

Stap 3: Transistors-to-Gates

Die HackerBox Transistor-to-Gates PCB's en onderdele stel help om te demonstreer en te ondersoek hoe logiese hekke opgebou word uit transistors.

In transistor -transistor logika (TTL) toestelle bied transistors die logiese funksie. TTL -geïntegreerde stroombane is wyd gebruik in toepassings soos rekenaars, industriële kontroles, toetsapparatuur en instrumente, verbruikerselektronika en sintetiseerders. Die 7400 -reeks van Texas Instruments het veral gewild geraak. TTL-vervaardigers bied 'n wye verskeidenheid logiese hekke, flip-flops, tellers en ander stroombane aan. Variasies van die oorspronklike TTL -stroombaanontwerp bied 'n hoër spoed of laer kragverlies om ontwerpoptimalisering moontlik te maak. TTL-toestelle is oorspronklik vervaardig in keramiek- en plastiek-dubbel-in-lyn (DIP) pakkette en in 'n plat verpakking. TTL-skyfies word nou ook in pakkette wat op die oppervlak aangebring word, vervaardig. TTL het die grondslag van rekenaars en ander digitale elektronika geword. Selfs na baie grootskaalse integrasie (VLSI) geïntegreerde stroombane wat verwerkers met veelvoudige stroombane verouder het, het TTL-toestelle steeds uitgebreide gebruik as die gom-logika tussen digter geïntegreerde komponente. (Wikipedia)

Transistors-to-Gates PCB's en inhoud van die kit:

• Drie eksklusiewe PCB's van Transistors-to-Gate
• Plakkers vir Transistors-to-Gates stroombane
• Tien 2N2222A NPN-transistors (TO-92-pakket)
• Tien 1K -weerstande (bruin, swart, rooi)
• Tien 10K -weerstande (bruin, swart, oranje)
• Tien 5mm groen LED's
• Tien tasbare kortstondige knoppies

Stap 4: Bufferhek

'N Bufferhek is 'n basiese logiese hek wat sy insette, onveranderd, na die uitset stuur. Sy gedrag is die teenoorgestelde van 'n NOT -hek. Die hoofdoel van 'n buffer is om die insette te herstel. 'N buffer het een invoer en een uitset; sy uitset is altyd gelyk aan sy insette. Buffers word ook gebruik om die voortplantingsvertraging van stroombane te verhoog. (WikiChip)

Die bufferkring wat hier gebruik word, is 'n uitstekende voorbeeld van hoe 'n transistor as 'n skakelaar kan optree. As die basispen geaktiveer is, word die stroom toegelaat om van die versamelaarpen na die emitterpen te vloei. Die stroom gaan deur (en verlig) die LED. Ons sê dus dat die aktivering van die transistorbasis die LED aan en af skakel.

VERGADERINGSNOTAS

• NPN -transistors: emitterpen aan die onderkant van die PCB, plat kant van die transistorkas aan die regterkant
• LED: 'n Kort pen word in die rigting van die kragnet (in die onderkant van die printplaat) geplaas
• Weerstands: polariteit maak nie saak nie, maar plasing is belangrik. Die basisweerstande is 10K Ohm en die weerstande in lyn met die LED's is 1K Ohm.
• Krag: koppel 5VDC en grond aan op die ooreenstemmende pads agter op elke PCB

VOLG HIERDIE KONVENSIES VIR AL DRIE PCB's

Stap 5: Inverterhek

'N Inverterhek of 'n NOT -hek, is 'n logiese hek wat logiese ontkenning implementeer. As die invoer LAAG is, is die uitset HOOG en as die inset HOOG is, is die uitset LAAG. Omsetters is die kern van alle digitale stelsels. Deur die werking, gedrag en eienskappe van 'n spesifieke proses te verstaan, is dit moontlik om die ontwerp uit te brei na meer komplekse strukture soos NOR- en NAND -hekke. Die elektriese gedrag van baie groter en komplekse stroombane kan afgelei word deur die gedrag van eenvoudige omsetters te ekstrapoleer. (WikiChip)

Stap 6: OF Hek

Die OR -poort is 'n digitale logiese hek wat logiese disjunksie implementeer. 'N HOOG uitset (1) word verkry as een of albei die insette na die hek HOOG (1) is. As geen van die insette hoog is nie, lei 'n LAE uitset (0). In 'n ander sin vind die funksie van OR die maksimum tussen twee binêre syfers effektief, net soos die aanvullende EN -funksie die minimum vind. (Wikipedia)

Stap 7: NOR -hek

Die NOR-hek (NIE-OF) is 'n digitale logiese hek wat logiese NOR implementeer. 'N HOOG uitset (1) word verkry as beide die insette na die hek LAAG (0) is; as een of albei insette HOOG (1) is, lei 'n LAE uitset (0). NOR is die gevolg van die ontkenning van die OR -operateur. Dit kan ook gesien word as 'n EN -hek met al die insette omgekeerd. NOR -hekke kan gekombineer word om enige ander logiese funksie te genereer. Deel hierdie eiendom met die NAND -hek. Daarteenoor is die OR -operateur monotonies, aangesien dit slegs LOW na HOOG kan verander, maar nie andersom nie. (Wikipedia)

Stap 8: EN Hek

Die AND Gate is 'n basiese digitale logiese hek wat 'n logiese voegwoord implementeer. 'N HOOG uitset (1) word slegs verkry as al die insette na die EN hek HOOG (1) is. As geen of nie alle insette na die AND -hek HOOG is nie, lei 'n LAE uitset tot gevolg. Die funksie kan uitgebrei word na enige aantal insette. (Wikipedia)

Stap 9: NAND -hek

Die NAND-hek (NOT-AND) is 'n logiese hek wat slegs 'n vals uitset lewer as al die insette waar is. Die uitset daarvan is 'n aanvulling op die van 'n AND -hek. 'N LAE (0) uitset word slegs verkry as al die insette na die hek HOOG is (1); as enige inset LOW (0) is, word 'n HOOG (1) uitset verkry.

Volgens De Morgan se stelling kan die logika van 'n NAND-hek met twee ingange uitgedruk word as AB = A+B, wat 'n NAND-hek gelykstaande aan omvormers maak, gevolg deur 'n OF-hek.

Die NAND -hek is belangrik omdat enige Booleaanse funksie geïmplementeer kan word deur 'n kombinasie van NAND -hekke te gebruik. Hierdie eiendom word funksionele volledigheid genoem. Dit deel hierdie eiendom met die NOR -hek. Digitale stelsels wat sekere logiese stroombane gebruik, trek voordeel uit die funksionele volledigheid van NAND.

(Wikipedia)

Stap 10: XOR -hek

Die XOR -hek of Exclusive OR is 'n logiese bewerking wat slegs ware uitsette lewer wanneer insette verskil (een is waar, die ander is onwaar). Dit kry die naam "eksklusief of" omdat die betekenis van "of" dubbelsinnig is wanneer beide operande waar is; die eksklusiewe of operateur sluit die saak uit. Dit word soms beskou as "die een of ander, maar nie beide nie". Dit kan geskryf word as "A of B, maar nie A en B nie". (Wikipedia)

Alhoewel die XOR 'n belangrike logiese hek is, kan dit opgebou word uit ander, eenvoudiger hekke. Gevolglik bou ons nie hier een nie, maar ons kan hierdie mooi beskrywing vir 'n NPN Transistor XOR Gate Circuit bestudeer as 'n eerste voorbeeld van die kombinasie van die transistorhekke om meer komplekse logika te maak.

Stap 11: Kombinerende logika

In die teorie van digitale stroombane word soms gekombineerde logika na verwys as tydonafhanklike logika omdat dit geen geheue-elemente het nie. Die uitset is slegs 'n suiwer funksie van die huidige insette. Dit is in teenstelling met opeenvolgende logika, waarin die uitset nie net afhang van die huidige insette nie, maar ook van die geskiedenis van die insette. Met ander woorde, opeenvolgende logika het geheue, terwyl kombinasie -logika nie. Kombinerende logika word in rekenaarbane gebruik om Boolse algebra uit te voer op insetseine en op gestoorde data. Praktiese rekenaarbane bevat gewoonlik 'n mengsel van kombinasie- en opeenvolgende logika. Die deel van 'n rekenkundige logiese eenheid, of ALU, wat wiskundige berekeninge doen, word byvoorbeeld saamgestel deur kombinasie -logika. Ander stroombane wat in rekenaars gebruik word, soos adders, multiplexers, demultiplexers, encoders en decoders word ook gemaak deur kombinasie -logika te gebruik. (Wikipedia)

Stap 12: Uitbreek van die ATX -kragtoevoer

ATX-kragtoevoer-eenhede omskakel huishoudelike wisselstroom na laespanning gereguleerde gelykstroom vir die interne komponente van 'n rekenaar. Moderne persoonlike rekenaars gebruik universeel geskakelde kragbronne. 'N Onderbreking van 'n ATX -kragtoevoer is ontwerp om voordeel te trek uit 'n ATX -kragtoevoer om 'n tafelkragbron met genoeg stroom te skep om byna enige van u elektroniese projekte uit te voer. Aangesien ATX -kragtoevoer redelik algemeen voorkom, kan dit gewoonlik maklik van 'n weggooide rekenaar gered word, en dit kos dus min of niks om dit te bekom nie. Die ATX -uitbreking maak verbinding met die 24 -pins ATX -aansluiting en breek 3.3V, 5V, 12V en -12V uit. Hierdie spanningsrails en die grondverwysing word gekoppel aan uitgangsbindingpale. Elke uitsetkanaal het 'n vervangbare 5A -lont

Stap 13: Digitale beheer DC-na-DC Buck-omskakelaar

Die DC-DC Step-Down-kragtoevoer het verstelbare uitgangsspanning en 'n LCD-skerm.

• Kragskyf: MP2307 (datablad)
• Ingangsspanning: 5-23V (maksimum 20V aanbeveel)
• Uitgangsspanning: 0V-18V deurlopend verstelbaar
• Stoor outomaties die laaste stel spanning
• Invoerspanning moet ongeveer 1V hoër wees as die uitsetspanning
• Uitsetstroom: gegradeer tot 3A, maar 2A sonder hitte -afvoer

Kalibrasie: hou die ingangskakel af, hou die linkerknoppie ingedruk en skakel die krag aan. Laat die linkerknoppie los as die skerm begin flikker. Gebruik 'n multimeter om die uitsetspanning te meet. Druk die linker- en regterknoppies om die spanning aan te pas totdat die multimeter ongeveer 5.00V meet (4.98V of 5.02V is goed). Ignoreer tydens die aanpassing die LCD -skerm op die eenheid. Sodra dit aangepas is, skakel die eenheid uit en skakel dit weer aan. Die kalibrasie is voltooi, maar kan, indien nodig, herhaal word.

Stap 14: MicroUSB -uitbreek

Hierdie module breek 'n MicroUSB-aansluitpenne na VCC, GND, ID, D- en D+ skroewe op 'n aansluitblok.

Wat die ID-sein betref, het 'n OTG-kabel (wikipedia) 'n mikro-A-prop aan die een kant en 'n mikro-B-prop aan die ander kant. Dit kan nie twee proppe van dieselfde tipe hê nie. OTG het 'n vyfde pen by die standaard USB-aansluiting gevoeg, die ID-pen genoem. Die ID van die mikro-A-prop het die ID-pen gegrond, terwyl die ID in die mikro-B-prop dryf. 'N Toestel met 'n mikro-A-prop ingevoeg word 'n OTG A-toestel, en 'n toestel met 'n mikro-B-aansluiting word 'n B-toestel. Die tipe prop wat ingevoeg word, word opgespoor deur die toestand van die pen -ID.

Stap 15: SIM -gereedskap

'N Subscriber Identification Module (SIM), algemeen bekend as 'n SIM -kaart, is 'n geïntegreerde stroombaan wat bedoel is om die internasionale mobiele intekenaaridentiteit (IMSI) -nommer en die verwante sleutel daarvan veilig op te slaan, wat gebruik word om intekenare op mobiele telefonie te identifiseer en te verifieer. toestelle (soos selfone en rekenaars). Dit is ook moontlik om kontakinligting op baie SIM -kaarte te stoor. SIM -kaarte word altyd op GSM -fone gebruik. Vir CDMA-telefone is SIM-kaarte slegs nodig vir nuwer LTE-toestelle. SIM -kaarte kan ook gebruik word in satellietfone, slimhorlosies, rekenaars of kameras. (Wikipedia)

MagicSIM Windows -sagteware vir USB -adapter kan saam met die USB -toestel gebruik word. Daar is ook 'n bestuurder vir die Prolific PL2303 USB Chip indien nodig.

Stap 16: Leef die HackLife

Ons hoop dat u hierdie maand se reis na selfdoenelektronika geniet het. Bereik jou sukses en deel dit in die kommentaar hieronder of op die HackerBoxes Facebook -groep. Laat weet ons beslis as u vrae het of hulp nodig het met iets.

Sluit aan by die rewolusie. Leef die HackLife. U kan elke maand 'n koelkas met hackbare elektronika en rekenaartegnologie -projekte by u posbus aflewer. Gaan net na HackerBoxes.com en teken in op die maandelikse HackerBox -diens.