HackerBoxes 0018: Circuit Circus: 12 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Circuit Circus: Ta mesec hekerji HackerBox delajo z analognimi elektronskimi vezji ter tehnikami za preskušanje in merjenje vezij.

Ta navodila vsebujejo informacije za delo s HackerBoxes #0018. Če želite vsak mesec prejemati takšno škatlo na svoj nabiralnik, je zdaj čas, da se naročite na HackerBoxes.com in se pridružite revoluciji!

Teme in učni cilji za ta HackerBox:

• Zgradite preskusno napravo za komponente na osnovi mikroprocesorja
• Sposobnost montaže in spajkanja tiskanih vezij
• Razumeti uporabo različnih elektronskih komponent v vezjih
• Preglejte preskusne in merilne tehnike za te komponente
• Dokončajte tečaj moderne elektronike iz desetih lekcij
• Dokončajte tečaj analogne elektronike iz desetih lekcij
• Raziščite aplikacije in omejitve osciloskopov zvočne kartice
• Tehnike vaj za izdelavo prototipov vezij na plošči

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

1. korak: HackerBoxes 0018: Vsebina škatle

• HackerBoxes #0018 Zbirateljska referenčna kartica
• Elektronska preskusna naprava za komponente (komplet za spajkanje)
• Sodoben in analogni elektronski komplet
• 140 -delni komplet žičnih mostov
• 830 točkovna spajkalna deska
• 3,5 -milimetrski zvočni modul
• 3,5 mm avdio priključni kabel
• Dve sponki za baterijo 9V
• Ekskluzivna obliž za likanje "Elite Technology"
• Ekskluzivna štirikolesna nalepka HackerBoxes

Nekaj drugih stvari, ki vam bodo v pomoč:

• Spajkalnik, spajkalnik in osnovna orodja za spajkanje
• Dve bateriji 9V
• Računalnik z zvočno kartico
• (izbirno) Zvočna kartica USB **
• (neobvezno) Digitalni multimeter

Najpomembneje je, da boste potrebovali občutek pustolovščine, DIY duha in hekersko radovednost. Hardcore DIY elektronika ni najlažji hobi, toda ko vztrajate in uživate v pustolovščini, lahko vztrajanje in uspešen projekt prinese veliko zadovoljstvo. Vsak korak naredite počasi, upoštevajte podrobnosti in ne oklevajte in prosite za pomoč.

** Opomba zvočne kartice: Korak 11 obravnava neobvezno uporabo zvočne kartice USB. Nekaj jih je bilo na voljo kot presežek v štabu HackerBoxes. BREZPLAČNO smo jih vrgli kot bonus darilo v omejenem številu RANDOM #0018 HackerBoxes. Če ga niste prejeli, ponovno upoštevajte, da so bili naključno razdeljeni prosto (brez vpliva na proračun za polje). Niso vključeni na zgornji seznam vsebin, zato jih ni mogoče šteti za "manjkajočo postavko". Če bi si ga res želeli, so na voljo za nakup tukaj. Hvala za razumevanje.

2. korak: avtomati, pingvini in klovni

Ekskluzivna štirikolesna nalepka HackerBoxes je zasnovana tako, da je razdeljena na štiri miniaturne nalepke, vsaka idealne velikosti za ohišja projektov, mobilne naprave, prenosne računalnike ali nabore z orodji.

Simbol jadralnega padala je prikazan na eni od miniaturnih nalepk. To je vzorec petih pik, razporejenih znotraj mreže. Ta poseben vzorec potuje po vsem svetu v Conwayjevi igri življenja (dobro znanem celičnem avtomatu). Jadralno letalo je bilo predlagano kot emblem, ki predstavlja hekersko subkulturo, saj je Igra življenja všeč hekerjem in koncept jadralnega letala se je rodil skoraj istočasno z internetom in Unixom. V vpisu v Wikipedijo je razloženo, da se ta emblem uporablja na različnih mestih v subkulturi, vendar ni splošno priljubljen. Če vam ni všeč, ga krampite. Kakorkoli, predlagamo, da dobite program ali aplikacijo "Conwayjeva igra življenja" in se z njo poigrajte. Življenje!

Kaj je s klovnom? Oboževalna umetnost klovna in tema "Circuit Circus" sta aluziji na znameniti hotel in igralnico Circus Circus v Las Vegasu. Morda se to poletje vidimo v Las Vegasu na DEFCON25?

3. korak: Komplet sodobne in analogne elektronike

Moderni in analogni elektronski komplet HackerBoxes vsebuje več kot 80 elektronskih komponent. Mnogi od teh so lahko koristni pri eksperimentiranju z napravo za testiranje elektronskih komponent.

Te komponente skupaj z drugo vsebino HackerBox #0018 obsegajo vse, kar je potrebno za izvedbo vseh poskusov na spletnih tečajih Modern Electronics in Analog Electronics, predstavljenih kasneje v tem navodilu.

4. korak: Naprava za preskušanje elektronskih komponent - Uvod

Vsi poznamo nadležen izziv, da ugotovimo natančne parametre komponente v stari škatli z neželeno vsebino. Konvencionalni pristopi identifikacije in merjenja so na splošno težki in dolgotrajni. Ta testna naprava je tu, da reši dan z uporabo zelo pametne zasnove, ki temelji na mikrokrmilniku. Najboljše od vsega je, da je na voljo v kompletu, tako da ga lahko sestavite sami!

Ko končamo, bomo samodejno zaznali in identificirali izhode za tranzistorje NPN in PNP, FET, diode, dvojne diode, tiristorje in SCR.

Odpornosti do 50MΩ je mogoče izmeriti z največjo ločljivostjo 0,01Ω. Tri preskusne točke omogočajo preprosto testiranje potenciometrov.

Zmogljivost 25pF-100mF je mogoče izmeriti z ločljivostjo 1pF. Enakovredna serijska upornost (ESR) se meri za kondenzatorje nad 90 nF.

Meritve bipolarnega spojnega tranzistorja vključujejo faktor ojačevanja toka kolektor-oddajnik, pragovno napetost baznega oddajnika, uhajalni tok kolektor-oddajnik, mejno napetost osnovnega oddajnika in visoko ojačanje toka. Darlingtonovi tranzistorji so identificirani. Zaznane so zaščitne diode za tranzistorje moči in FET.

Meritve parametrov FET vključujejo mejno napetost vrat-vir, upor odvod-vir in kapacitivnost vrat-vir.

Dodatne lastnosti:

Merjenje frekvence 1Hz-1MHz

Merjenje obdobja do 25 kHz

Merjenje enosmerne napetosti do 50V

Frekvenčni generator kvadratnih valov pri različnih frekvencah

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

Čitalec digitalnega termometra (DS1820)

Bralnik temperature / vlažnosti (DHT11)

Dekodirnik protokola senzorja IR (uPD6121 in TC9012)

IR kodirnik

Specifikacije:

Procesor: vtičnica ATMEAG328P (28 -polni DIP)

Barvni zaslon: TFT s 160 x 128 slikovnimi pikami in 16-bitno barvno globino

Uporabniški vnos: rotacijski dajalnik s tipko

Vhodna moč: 6,8-12VDC pri cevnem priključku ALI 9V bateriji

Trenutna poraba: približno 30 mA

5. korak: Naprava za preskušanje elektronskih komponent - materialni material

Komplet začnite izdelovati tako, da komponente razpakirate v majhen pladenj in se skrbno seznanite z vsako komponento.

Obstaja 24 aksialno-vodilnih uporov z 12 različnimi vrednostmi. Vsi so si zelo podobni. Predlagamo, da si vzamete nekaj minut časa, da pogledate navzgor in natančno zabeležite njihove vrednosti na papirnati trak, pritrjen na upore. Upori niso zamenljivi. Če vsak upor ni nameščen na svojem mestu na tiskanem vezju, preskusna naprava ne bo delovala.

Ta kalkulator kode upora je zelo priročen. Preklopite na zavihek "5 črt". Nekaj "procesa odstranjevanja" bi bil morda potreben, če sta dva niza barvnih črt zelo podobna.

6. korak: Naprava za preskušanje elektronskih komponent - zatiranje prehodne napetosti

Komplet za preizkušanje komponent vključuje tri drobne komponente za površinsko montažo-kondenzator velikosti 10080F velikosti 0805, diodo P6KE6V8 velikosti 1812 in diodo SVR05-4 velikosti SOT23. To so popolnoma neobvezne komponente za podporo prehodne napetosti (TVS). Preizkuševalec bo brez njih dobro deloval, zato vam priporočamo, da te komponente zavržete, razen če imate izkušnje z mikroskopom in SMT.

Če ne nameščate delov SMT:

Namen zaščitnega vezja TVS je povečati verjetnost, da bodo vhodni zatiči mikrokrmilnika preživeli tok praznjenja, ko je na preskusne vhode priključen napolnjen kondenzator. Tudi pri nameščenem vezju TVS zaščita ni zagotovljena. Zato je zelo pomembno, da se kondenzatorji pred merjenjem s pristojno preskusno napravo vedno izpraznijo.

ČE VSTAVLJATE SMT DELE:

Tri komponente SMT je treba najprej spajkati. Kondenzator in posamezna dioda nista polarizirana in ju je mogoče spajkati v obe smeri. 6-polni diodni niz ima oznake polarnosti, ki jih je treba uskladiti s tvorbo na sitotisku iz tiskane plošče.

7. korak: Naprava za preskušanje elektronskih komponent - majhne komponente

Začnite s spajkanjem 24 uporov. Prepričajte se, da so po barvnih pasovih pravilno prepoznani. Bodite zelo previdni, da pravilne vrednosti postavite v pravilne položaje na tiskanem vezju. Upori niso polarizirani in jih je mogoče vstaviti v obe smeri.

Ko je komponenta skozi luknjo spajkana, je treba kabel previdno prirezati z zadnje strani zelo blizu površine tiskanega vezja. Ko odrežete žice, vedno nosite zaščitna očala.

Nato vstavite 9 keramičnih kondenzatorjev, pri čemer se prepričajte, da se vrednosti, natisnjene na kondenzatorjih, ujemajo z oznakami na tiskanem vezju. Ti kondenzatorji niso polarizirani in jih je mogoče vstaviti v obe smeri.

Dva elektrolitska kondenzatorja izgledata kot črni sodi. So enake vrednosti, vendar so njihovi vodi polarizirani. Na eni strani pokrovčka je bela črta. To je negativna stran. Drugi odvod je pozitivna stran in ga je treba poravnati z oznako "+" na tiskanem vezju.

Rdeča LED je polarizirana. Daljši žilni kabel je treba vstaviti v pravokotno kovinsko luknjo.

Pet naprav TO-92 je v prerezu polkrožno. Usmerite orientacijo te oblike navzgor z obrisom, označenim na tiskanem vezju. Upoštevajte, da so v paketih TO-92 štiri popolnoma različne vrste naprav, zato se številke, natisnjene na paketih, ujemajo z oznakami na tiskanem vezju.

Končno, kristal 8MHz ni polariziran.

8. korak: Naprava za preskušanje elektronskih komponent - večje komponente

Nato vstavite in spajkajte večje komponente. To je precej samoumevno, vendar je nekaj nasvetov:

Vsak od treh modrih vijačnih sponk mora biti usmerjen tako, da so stranska vrata obrnjena proti robu tiskanega vezja za vstavljanje vodnikov.

Roka vtičnice ZIF (sila vstavljanja brez vstavljanja) mora biti med spajkanjem v položaju UP.

Vtičnico DIP28 je treba spajkati brez vstavljenega čipa. Oznako polkroga na tiskanem vezju poravnajte s podobno obliko, oblikovano na enem robu vtičnice. Ko se spajkanje ohladi na vtičnico, lahko čip vstavite v skladu z isto oznako polkroga pin-one.

8pin vtičnica za zaslon je spajkana na glavno tiskano vezje. Moška 8 -palčna glava je spajkana na zadnjo stran zaslona TFT za parjenje z vtičnico.

Dve medeninasti stojnici in štirje vijaki se uporabljajo za stabilizacijo modula zaslona, ko je vstavljen.

Štiri medeninaste stopnice in štirje vijaki se uporabljajo za oblikovanje nog na zadnji strani glavnega tiskanega vezja. Te noge preprečujejo, da bi obrezani vodi spajkanih komponent opraskali namizje, saj so lahko precej ostri.

Kabli 9V sponke za baterijo so spajani v luknje z oznako 9V na levi strani tiskanega vezja. Rdeči kabel gre v terminal "+".

9. korak: Uporaba naprave za testiranje elektronskih komponent

Ko je napajalna enota priključena na napajanje, jo lahko vklopite s pritiskom na vrtljivi dajalnik navzdol (v dajalnik je vgrajen gumb). Obstaja postopek umerjanja, ki ga je mogoče izvesti s skrajšanjem treh preskusnih točk skupaj. Po želji lahko kalibracijo preskočite in preskusite nekaj komponent, ki jih boste preizkusili v naslednjem koraku.

Zelo podroben dokument z naslovom TransistorTester z mikrokrmilnikom AVR in nekaj več se pogosto posodablja in je na voljo na spletu. Ta dokument zajema zasnovo, uporabo in teorijo delovanja za različne inkarnacije teh instrumentov. Vsekakor preverite.

Na tej strani je veliko različnih sorodnih virov v različnih jezikih.

10. korak: Spletni tečaj "Sodobna elektronika" na desetih lekcijah

Vse, kar potrebujete za spletni video tečaj PyroElectro Modern Electronics, je vključeno v komplet HackerBox Modern and Analog Electronics Kit.

Med raziskovanjem lekcij o uporih, kondenzatorjih, induktorjih, diodah in tranzistorjih si vzemite sekundo časa, da preizkusite preiskovano komponento z napravo za testiranje elektronskih komponent.

Ko boste izvedeli več o tem, kako vsaka komponenta deluje v vezju, boste morda želeli obiskati velik dokument za preskusno napravo za elektronske komponente in pregledati teorijo delovanja, da ugotovite, kako lahko preizkuševalec zasliši preskušeno napravo s preprostim Mikrokrmilnik AVR. Mnoge tehnike so zelo pametne in prikazujejo uporabne pristope za vaše prihodnje oblikovalsko ali preskusno delo.

Lekcija 9 o merilniku časa 555 je odlična priložnost za igro s funkcijo merjenja frekvence elektronske komponente za testiranje komponent.

Veliko spoštovanje za delo, ki ga je PyroElectro opravil na teh lekcijah.

11. korak: Spletni tečaj "Analogna elektronika" za deset lekcij

Vse, kar potrebujete za spletni video tečaj PyroElectro Analog Electronics, je vključeno v komplet HackerBox Modern and Analog Electronics Kit.

Upoštevajte, da lahko 3,5 -milimetrski avdio priključni kabel prerežete na pol, da ustvarite dva niza "sond" za uporabo z osciloskopom zvočne kartice, obravnavanem v tem tečaju. Odstranjene žice je treba položiti s spajkanjem za lažje manipuliranje brez drobljenja.

Čeprav se domneva, da so točna vezja, prikazana na tečaju, varna, je treba omeniti, da so vhodi zvočne kartice v vašem računalniku zasnovani le za območje od -0,8 V do +0,8 V. Pri večjih napetostnih območjih je treba signal zmanjšati, da ne preobremenite vhodov zvočne kartice. Tukaj je nekaj odličnih zapiskov iz Make in tudi iz Daqarte.

Če nameravate na široko eksperimentirati z osciloskopi zvočne kartice in želite imeti dodatno zavarovanje pred poškodbami zvočne kartice, lahko za dodatno električno izolacijo vzamete poceni zvočno kartico USB.

Posebna programska oprema za osciloskop, predlagana v tečaju, je posebej namenjena uporabi v sistemu Windows. Za Linux obstaja podoben program, imenovan xoscope. Za uporabnike OSX na spletu obstajajo različne opombe o uporabi Audacity kot osciloskopa zvočne kartice. Za tiste, ki delajo z MATLAB ali GNU Octave, poglejte funkcijo audiorecorder ()!

Veliko spoštovanje za delo, ki ga je PyroElectro opravil na teh lekcijah.

12. korak: Hack the Planet

Hvala, ker ste se našim dogodivščinam pridružili pri testiranju in merjenju sodobne analogne elektronike. Če ste uživali v tem Instrucableu in bi radi vsak mesec dobili takšne škatle elektronskih projektov neposredno v vaš nabiralnik, se nam pridružite tako, da se naročite TUKAJ.

Dosezite in delite svoj uspeh v spodnjih komentarjih in/ali na Facebook strani HackerBoxes. Vsekakor nam sporočite, če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete pomoč pri čem. Hvala, ker ste del HackerBoxes. Prosimo, da prihajajo vaši predlogi in povratne informacije. HackerBoxes so VAŠE škatle. Naredimo nekaj odličnega!