HackerBox 0039: Raven navzgor: 16 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

S HackerBox 0039 Hekerji HackerBox po vsem svetu uporabljajo napajalnike ATX za poganjanje svojih projektov, spoznavajo, kako tranzistorji sestavljajo logična vrata, in raziskujejo vsebino mobilnih kartic SIM. Ta navodila vsebujejo informacije za začetek uporabe HackerBox -a #0039, ki ga lahko kupite tukaj, do razprodaje zalog. Če želite vsak mesec v svoj nabiralnik prejemati takšen HackerBox, se naročite na HackerBoxes.com in se pridružite revoluciji!

Teme in učni cilji za HackerBox 0039:

• Dotaknite se standardnih ravni napetosti iz shranjenega računalnika
• Pretvorite 12V DC v napajalnik s spremenljivo izhodno napetostjo
• S pomočjo tranzistorjev NPN sestavite šest različnih logičnih vrat
• Raziščite vsebino mobilnih kartic SIM
• Sprejmite ali izdajte izzive kovancev - v slogu hekerja

HackerBoxes je storitev mesečne naročnine na elektroniko in računalniško tehnologijo DIY. Smo ljubitelji, ustvarjalci in eksperimentatorji. Mi smo sanjači sanj.

ZDRUŽITE PLANETO

1. korak: Seznam vsebine za HackerBox 0039

• Prekinitev napajanja ATX
• DC-to-DC pretvornik moči
• Akrilno ohišje za pretvornik moči
• Tri ekskluzivne tiskane vezje tranzistor-vrata
• Komplet komponent za tranzistor do vrat
• Ženski priključni blok MicroUSB
• MicroUSB kabel
• Trosmerni adapter za kartico SIM
• Bralnik in pisatelj kartic USB SIM
• Ekskluzivni kovanec HackerBox Challenge
• Nalepke za tranzistor do vrat
• Ekskluzivni prenos vinila HackLife

Nekaj drugih stvari, ki vam bodo v pomoč:

• Spajkalnik, spajkalnik in osnovna orodja za spajkanje
• Rešen napajalnik ATX

Najpomembneje je, da boste potrebovali občutek pustolovščine, hekerskega duha, potrpežljivost in radovednost. Gradnja in eksperimentiranje z elektroniko, čeprav zelo koristno, sta včasih lahko težavna, zahtevna in celo frustrirajoča. Cilj je napredek in ne popolnost. Ko vztrajate in uživate v pustolovščini, lahko ta hobi prinese veliko zadovoljstvo. Vsak korak naredite počasi, upoštevajte podrobnosti in ne bojte se prositi za pomoč.

V pogostih vprašanjih o HackerBoxes je veliko informacij za sedanje in bodoče člane. Skoraj vsa e-poštna sporočila o netehnični podpori, ki jih prejmemo, so že odgovorjena, zato zelo cenimo, da ste si vzeli nekaj minut in prebrali pogosta vprašanja.

2. korak: PREVERJANJE KOVANCA

KOVANCI IZZIVA so lahko majhni kovanci ali medaljoni z oznakami ali emblemom organizacije, ki jih nosijo člani organizacije. Tradicionalno bi jih lahko dobili za dokazovanje članstva, ko so izpodbijani, in za krepitev morale. Poleg tega jih zbirajo tudi uslužbenci. V praksi poveljniki enot običajno predstavijo izzivalne kovance kot priznanje za poseben dosežek člana enote. Izmenjujejo se tudi kot priznanje za obiske v organizaciji. (Wikipedia)

Korak: Tranzistorji do vrat

PCB-ji in deli tranzistor-do-vrat HackerBox pomagajo prikazati in raziskati, kako so logična vrata sestavljena iz tranzistorjev.

V tranzistorsko -tranzistorskih logičnih napravah (TTL) tranzistorji zagotavljajo logično funkcijo. Integrirana vezja TTL so se pogosto uporabljala v aplikacijah, kot so računalniki, industrijsko krmiljenje, preskusna oprema in instrumenti, potrošniška elektronika in sintetizatorji. Posebno priljubljena je postala serija 7400 podjetja Texas Instruments. Proizvajalci TTL so ponudili široko paleto logičnih vrat, natikačev, števcev in drugih vezij. Različice prvotne zasnove vezja TTL so ponujale večjo hitrost ali manjšo porabo energije, kar je omogočilo optimizacijo zasnove. Naprave TTL so bile prvotno izdelane v keramičnih in plastičnih dvojno-linijskih (DIP) paketih in v obliki ploščate embalaže. Čipi TTL so zdaj izdelani tudi v paketih za površinsko montažo. TTL je postal temelj računalnikov in druge digitalne elektronike. Tudi po zelo obsežnih integracijah (VLSI) z integriranimi vezji so bili procesorji z več vezji zastareli, so se naprave TTL še vedno našle v široki uporabi kot logično povezovanje med bolj gosto integriranimi komponentami. (Wikipedia)

PCB-ji tranzistorjev do vrat in vsebina kompleta:

• Trije ekskluzivni tiskani vezji tranzistorjev do vrat
• Nalepke za vezja tranzistorjev do vrat
• Deset 2N2222A NPN tranzistorjev (paket TO-92)
• Deset 1K uporov (rjava, črna, rdeča)
• Deset 10K uporov (rjava, črna, oranžna)
• Deset 5 mm zelenih LED
• Deset taktilnih trenutnih gumbov

4. korak: Vmesna vrata

Vmesna vrata so osnovna logična vrata, ki svoj vhod nespremenjena prenesejo na izhod. Njegovo vedenje je nasprotje vrat NOT. Glavni namen vmesnega pomnilnika je regeneracija vnosa. Medpomnilnik ima en vhod in en izhod; njegov izid je vedno enak vhodu. Odbojniki se uporabljajo tudi za povečanje zamude pri širjenju vezij. (WikiChip)

Tu uporabljeni vmesni tokokrog je odličen primer, kako lahko tranzistor deluje kot stikalo. Ko je osnovni pin aktiviran, lahko tok teče od kolektorskega zatiča do oddajnega zatiča. Ta tok teče skozi (in sveti) LED. Zato pravimo, da aktivacija tranzistorske baze vklopi in izklopi LED.

OPOMBE MONTAŽE

• NPN tranzistorji: oddajniški zatič proti dnu PCB -ja, ravna stran ohišja tranzistorja na desni
• LED: Kratek zatič je vstavljen proti ozemljitveni mreži (proti dnu tiskanega vezja)
• Upori: polarnost ni pomembna, namestitev pa je pomembna. Osnovni upori so 10K Ohm, upori z LED diodami pa 1K Ohm.
• Napajanje: priključite 5VDC in ozemljitev na ustrezne blazinice na hrbtni strani vsakega tiskanega vezja

Sledite tem konvencijam za VSE TRI PCB -je

5. korak: Inverterska vrata

Inverterska vrata ali vrata NOT so logična vrata, ki izvajajo logično negacijo. Ko je vhod LOW, je izhod HIGH, in ko je vhod HIGH, je izhod LOW. Pretvorniki so jedro vseh digitalnih sistemov. Razumevanje njegovega delovanja, obnašanja in lastnosti za določen proces omogoča razširitev njegove zasnove na bolj zapletene strukture, kot so vrata NOR in NAND. Električno obnašanje veliko večjih in kompleksnejših vezij je mogoče izvesti z ekstrapolacijo obnašanja, opaženega pri preprostih pretvornikih. (WikiChip)

6. korak: ALI Vrata

Vrata OR so digitalna logična vrata, ki izvajajo logično ločevanje. Izhod HIGH (1) se pojavi, če sta eden ali oba vhoda na vratih HIGH (1). Če noben vhod ni visok, se prikaže NIZKI izhod (0). V drugem smislu funkcija OR učinkovito najde največ med dvema binarnima števkama, tako kot dopolnilna funkcija AND najde minimum. (Wikipedia)

7. korak: NOR vrata

Vrata NOR (NE-ALI) so digitalna logična vrata, ki izvajajo logični NOR. HIGH izhod (1) se pojavi, če sta oba vhoda na vrata NIZKA (0); če je en ali oba vhoda HIGH (1), se prikaže NIZKI izhod (0). NOR je rezultat negacije operaterja OR. Lahko ga vidimo tudi kot vrata AND z vsemi vhodi obrnjenimi. NOR vrata lahko kombinirate za ustvarjanje katere koli druge logične funkcije. To lastnino delite z vrati NAND. Nasprotno pa je operater OR monotoničen, saj lahko spremeni le NIZKO do VISOKO, ne pa tudi obratno. (Wikipedia)

8. korak: IN Vrata

Vrata AND so osnovna digitalna logična vrata, ki izvajajo logično povezavo. HIGH izhod (1) se pojavi le, če so vsi vhodi na vrata AND visoki (1). Če noben vhod na vrata AND ni ali ni, so rezultati nizki. Funkcijo lahko razširite na poljubno število vhodov. (Wikipedia)

9. korak: Vrata NAND

Vrata NAND (NOT-AND) so logična vrata, ki proizvajajo izhod, ki je napačen, le če so vsi njegovi vnosi resnični. Njegov izhod se dopolnjuje z izhodom AND. Izhod LOW (0) je rezultat le, če so vsi vhodi na vrata VELIKI (1); če je kateri koli vhod LOW (0), se prikaže izhod HIGH (1).

Po De Morganovem izreku je logika dvovhodnih vrat NAND lahko izražena kot AB = A+B, tako da so vrata NAND enakovredna pretvornikom, ki jim sledijo vrata OR.

Vrata NAND so pomembna, ker je možno izvesti katero koli logično funkcijo s kombinacijo vrat NAND. Ta lastnost se imenuje funkcionalna popolnost. To lastnino si deli z vrati NOR. Digitalni sistemi, ki uporabljajo določena logična vezja, izkoriščajo funkcionalnost NAND.

(Wikipedia)

10. korak: Vrata XOR

Vrata XOR ali Ekskluzivno ALI so logična operacija, ki oddaja true le, če se vhodi razlikujejo (eden je res, drugi je napačen). Dobi ime "izključno ali", ker je pomen "ali" dvoumen, če sta oba operanda resnična; izključitelj ali upravljavec izključi ta primer. To se včasih obravnava kot "eno ali drugo, ne pa oboje". To bi lahko zapisali kot "A ali B, vendar ne, A in B". (Wikipedia)

Čeprav je XOR pomembna logična vrata, ga je mogoče sestaviti iz drugih, enostavnejših vrat. V skladu s tem tega ne gradimo, lahko pa preučimo ta lep zapis za tranzistorsko vezje XOR za vrata NPN kot prvi primer združevanja vrat na osnovi tranzistorjev, da naredimo bolj zapleteno logiko.

11. korak: Kombinacijska logika

Kombinacijsko logiko v teoriji digitalnih vezij včasih imenujemo logika, neodvisna od časa, ker nima pomnilniških elementov. Izhod je čista funkcija samo sedanjega vhoda. To je v nasprotju z zaporedno logiko, pri kateri izhod ni odvisen samo od trenutnega vhoda, ampak tudi od zgodovine vhoda. Z drugimi besedami, zaporedna logika ima spomin, medtem ko kombinacijska logika nima. Kombinacijska logika se uporablja v računalniških vezjih za izvajanje logične algebre na vhodnih signalih in shranjenih podatkih. Praktična računalniška vezja običajno vsebujejo mešanico kombinacijske in zaporedne logike. Na primer, del aritmetično logične enote ali ALU, ki izvaja matematične izračune, je zgrajen s kombinacijsko logiko. Druga vezja, ki se uporabljajo v računalnikih, kot so seštevalniki, multiplekserji, demultiplekserji, kodirniki in dekoderji, so narejena tudi s kombinacijsko logiko. (Wikipedia)

Korak: Prekinitev napajanja ATX

Napajalne enote ATX pretvarjajo gospodinjski izmenični tok v nizkonapetostno regulirano enosmerno napajanje za notranje komponente računalnika. Sodobni osebni računalniki univerzalno uporabljajo napajalnike s preklopnim načinom delovanja. Prekinitev napajanja ATX je zasnovana tako, da izkoristi napajanje ATX za ustvarjanje namiznega napajanja z dovolj toka za izvajanje skoraj vseh vaših elektronskih projektov. Ker so napajalniki ATX precej pogosti, jih je običajno mogoče zlahka rešiti iz zavrženega računalnika, zato je nakup malo ali nič. Prekinitev ATX se poveže s 24pinnim priključkom ATX in prekine 3.3V, 5V, 12V in -12V. Te napetostne tirnice in referenca tal so povezane z izhodnimi veznimi stebri. Vsak izhodni kanal ima zamenljivo varovalko 5A

Korak: Digitalni nadzor DC-to-DC pretvornik

Napajalnik DC-DC Step-Down ima nastavljivo izhodno napetost in LCD zaslon.

• Napajalni čip: MP2307 (podatkovni list)
• Vhodna napetost: 5-23V (priporočeno največ 20V)
• Izhodna napetost: 0V-18V stalno nastavljiva
• Samodejno shrani zadnjo nastavljeno napetost
• Vhodna napetost mora biti za približno 1 V višja od izhodne napetosti
• Izhodni tok: Nazivno do 3A, vendar 2A brez odvajanja toplote

Umerjanje: Ko je vhodno napajanje izklopljeno, držite levi gumb in vklopite napajanje. Ko zaslon začne utripati, spustite levi gumb. Za merjenje izhodne napetosti uporabite multimeter. Pritisnite levi in desni gumb za nastavitev napetosti, dokler multimeter ne meri približno 5,00 V (4,98 V ali 5,02 V je v redu). Med nastavljanjem prezrite LCD zaslon na enoti. Po nastavitvi izklopite enoto in jo nato znova vklopite. Umerjanje je končano, vendar se lahko po potrebi ponovi.

14. korak: Prekinitev MicroUSB

Ta modul lomi nožice priključka MicroUSB na vijake VCC, GND, ID, D- in D+ na priključni plošči.

Kar zadeva signal ID, ima kabel OTG (wikipedia) na enem koncu vtič mikro-A in vtič mikro-B na drugem koncu. Ne more imeti dveh vtičev iste vrste. OTG je standardnemu priključku USB dodal peti pin, imenovan ID-pin. Vtičnica micro-A ima ozemljen ID-pin, medtem ko je ID v vtiču micro-B lebdeč. Naprava z vstavljenim vtičem mikro-A postane naprava OTG A, naprava z vstavljenim vtičem mikro-B pa naprava B. Vrsta vstavljenega vtiča se zazna s stanjem ID -ja zatiča.

Korak 15: Orodja SIM

Modul za identifikacijo naročnika (SIM), splošno znan kot kartica SIM, je integrirano vezje, namenjeno varnemu shranjevanju številke mednarodne identitete mobilnega naročnika (IMSI) in z njo povezanega ključa, ki se uporablja za identifikacijo in overjanje naročnikov v mobilni telefoniji. naprave (kot so mobilni telefoni in računalniki). Kontaktne podatke je mogoče shraniti tudi na številne kartice SIM. Kartice SIM se vedno uporabljajo na telefonih GSM. Za telefone CDMA so kartice SIM potrebne le za novejše prenosne enote, ki podpirajo LTE. Kartice SIM se lahko uporabljajo tudi v satelitskih telefonih, pametnih urah, računalnikih ali kamerah. (Wikipedia)

Programsko opremo MagicSIM Windows za adapter USB lahko uporabljate z napravo USB. Po potrebi je na voljo tudi gonilnik za USB čip Prolific PL2303.

Korak 16: Živite v HackLifeu

Upamo, da ste uživali v tem mesečnem potovanju v elektroniko DIY. Dosezite in delite svoj uspeh v spodnjih komentarjih ali na Facebook skupini HackerBoxes. Vsekakor nam sporočite, če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete pomoč pri čem.

Pridružite se revoluciji. Živi HackLife. Vsak mesec lahko dobite kul škatlo elektronike in projektov računalniške tehnologije, ki jih je mogoče vdreti. Preletite na spletno mesto HackerBoxes.com in se naročite na mesečno storitev HackerBox.