HackerBox 0039: O úroveň vyššie: 16 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

S HackerBox 0039, HackerBox Hackeri na celom svete využívajú zdroje ATX na napájanie svojich projektov, učia sa, ako tranzistory tvoria logické brány a skúmajú obsah mobilných SIM kariet. Tento návod obsahuje informácie o tom, ako začať s HackerBox #0039, ktorý je možné zakúpiť tu do vypredania zásob. Ak by ste chceli dostávať takýto HackerBox každý mesiac priamo do vašej poštovej schránky, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

Témy a vzdelávacie ciele pre HackerBox 0039:

• Klepnite na štandardné úrovne napätia zo zachráneného zdroja PC
• Premeňte 12V DC na zdroj premenlivého výstupného napätia
• Zostavte šesť rôznych logických brán pomocou tranzistorov NPN
• Pozrite sa na obsah mobilných SIM kariet
• Prijímajte alebo vydávajte výzvy o minciach - hackerský štýl

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre elektroniku a počítačovú technológiu pre domácich majstrov. Sme nadšenci, tvorcovia a experimentátori. Sme snílkami snov.

Hacknite planétu

Krok 1: Zoznam obsahu pre HackerBox 0039

• Prerušenie napájania zdroja ATX
• DC-to-DC Power Buck Converter
• Akrylová skriňa pre menič napájania
• Tri exkluzívne dosky plošných spojov s tranzistorom a bránou
• Súprava komponentov pre tranzistor k bráne
• Samičia svorkovnica MicroUSB
• MicroUSB kábel
• Trojcestný adaptér karty SIM
• USB čítačka a zapisovačka SIM karty
• Exkluzívna minca HackerBox Challenge
• Obtisky pre tranzistor k bráne
• Exkluzívny vinylový prenos HackLife

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Spájkovačka, spájkovačka a základné spájkovacie nástroje
• Záchranný zdroj ATX

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, hackerského ducha, trpezlivosť a zvedavosť. Budovanie a experimentovanie s elektronikou, aj keď je to veľmi prospešné, môže byť občas náročné, náročné a dokonca frustrujúce. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, dá sa z tohto koníčka odvodiť veľké uspokojenie. Každý krok robte pomaly, všímajte si detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

Existuje množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch v sekcii Časté otázky o HackerBoxes. Na takmer všetky e-maily netechnickej podpory, ktoré dostávame, sme tam už odpovedali, a preto si veľmi vážime, že ste si našli pár minút na prečítanie častých otázok.

Krok 2: KONTROLA MINCÍ

CHALLENGE COINS môžu byť malé mince alebo medailóniky nesúce znaky alebo znaky organizácie a nesené členmi organizácie. Tradične sa môžu dávať na preukázanie členstva v prípade výzvy a na posilnenie morálky. Okrem toho ich zbierajú aj členovia služby. V praxi mince s výzvami zvyčajne predkladajú velitelia jednotiek ako uznanie za špeciálne úspechy člena jednotky. Vymieňajú sa tiež ako uznanie za návštevu organizácie. (Wikipedia)

Krok 3: Tranzistory k bránam

DPS a súprava súčiastok HackerBox tranzistorov a brán pomáha demonštrovať a skúmať, ako sú logické brány zostavené z tranzistorov.

V zariadeniach s tranzistorovou a tranzistorovou logikou (TTL) poskytujú logické funkcie tranzistory. Integrované obvody TTL sa široko používali v aplikáciách, ako sú počítače, priemyselné ovládače, testovacie zariadenia a prístroje, spotrebná elektronika a syntetizátory. Séria 7400 od spoločnosti Texas Instruments sa stala obzvlášť populárnou. Výrobcovia TTL ponúkali široký sortiment logických brán, klopných obvodov, počítadiel a ďalších obvodov. Variácie pôvodného návrhu obvodu TTL ponúkali vyššiu rýchlosť alebo nižší rozptyl energie, aby sa umožnila optimalizácia návrhu. Zariadenie TTL bolo pôvodne vyrobené v keramických a plastových dvojradových (DIP) obaloch a vo forme plochých balení. Čipy TTL sa teraz vyrábajú aj v balíkoch na povrchovú montáž. TTL sa stal základom počítačov a ďalšej digitálnej elektroniky. Aj keď integrované obvody veľmi rozsiahlej integrácie (VLSI) spôsobili, že procesory s viacerými obvodmi sú zastarané, zariadenia TTL stále našli rozsiahle využitie ako rozhranie logiky lepidla medzi hustejšie integrovanými komponentmi. (Wikipedia)

DPS a súprava tranzistorov k bráne:

• Tri exkluzívne dosky plošných spojov tranzistorov k bráne
• Obtisky na obvodoch tranzistorov a brán
• Desať tranzistorov 2N2222A NPN (balíček TO-92)
• Desať 1K odporov (hnedý, čierny, červený)
• Desať 10K odporov (hnedý, čierny, oranžový)
• Desať 5 mm zelených LED diód
• Desať hmatových chvíľkových tlačidiel

Krok 4: Brána vyrovnávacej pamäte

Vyrovnávacia brána je základná logická brána, ktorá posiela svoj vstup v nezmenenom stave na svoj výstup. Jeho správanie je opakom brány NOT. Hlavným účelom vyrovnávacej pamäte je regenerovať vstup. Vyrovnávacia pamäť má jeden vstup a jeden výstup; jeho výstup sa vždy rovná jeho vstupu. Nárazníky sa tiež používajú na zvýšenie oneskorenia šírenia obvodov. (WikiChip)

Tu použitý nárazníkový obvod je vynikajúcim príkladom toho, ako môže tranzistor fungovať ako prepínač. Keď je kolík základne aktivovaný, prúd môže prúdiť z kolektorového kolíka na kolík vysielača. Tento prúd prechádza (a osvetľuje) diódu LED. Hovoríme teda, že aktivácia základne tranzistora zapína a vypína LED.

MONTÁŽNE POZNÁMKY

• NPN tranzistory: kolíkový emitor smerom k spodnej časti DPS, plochá strana skrinky tranzistora vpravo
• LED: Krátky kolík je zasunutý k napájacej uzemňovacej sieti (smerom k spodnej časti dosky plošných spojov)
• Rezistory: na polarite nezáleží, ale na umiestnení áno. Základné odpory sú 10 kOhm a odpory zapojené do diód LED sú 1 kOhm.
• Napájanie: 5VDC a uzemnenie pripojte k zodpovedajúcim podložkám na zadnej strane každej DPS

RIAĎTE SA TIETO PODMIENKAMI PRE VŠETKY TRI DPS

Krok 5: Invertorová brána

Invertorová brána alebo brána NOT je logická brána, ktorá implementuje logickú negáciu. Keď je vstup LOW, výstup je HIGH a keď je vstup HIGH, výstup je LOW. Invertory sú jadrom všetkých digitálnych systémov. Pochopenie jeho prevádzky, správania a vlastností pre konkrétny proces umožňuje rozšíriť jeho návrh na komplexnejšie štruktúry, ako sú brány NOR a NAND. Elektrické správanie oveľa väčších a zložitejších obvodov je možné odvodiť extrapoláciou správania pozorovaného z jednoduchých meničov. (WikiChip)

Krok 6: ALEBO brána

Brána OR je digitálna logická brána, ktorá implementuje logickú disjunkciu. VYSOKÝ výstup (1) vznikne, ak je jeden alebo oba vstupy do brány VYSOKÉ (1). Ak ani jeden vstup nie je vysoký, výsledkom bude NÍZKY výstup (0). V inom zmysle funkcia OR efektívne nájde maximum medzi dvoma binárnymi číslicami, rovnako ako doplnková funkcia AND nájde minimum. (Wikipedia)

Krok 7: Brána NOR

Brána NOR (NOT-OR) je digitálna logická brána, ktorá implementuje logickú NOR. VYSOKÝ výstup (1) vznikne, ak sú oba vstupy do brány NÍZKE (0); ak je jeden alebo oba vstupy VYSOKÉ (1), vznikne NÍZKY výstup (0). NOR je výsledkom negácie operátora OR. Môže byť tiež vnímaný ako brána AND so všetkými vstupmi obrátenými. Brány NOR je možné kombinovať a vytvárať tak akúkoľvek inú logickú funkciu. Podeľte sa o tento majetok s bránou NAND. Naopak, operátor OR je monotónny, pretože môže meniť iba LOW na HIGH, ale nie naopak. (Wikipedia)

Krok 8: A Brána

Brána AND je základná digitálna logická brána, ktorá implementuje logické spojenie. VYSOKÝ výstup (1) je k dispozícii iba vtedy, ak sú všetky vstupy do brány AND VYSOKÉ (1). Ak nie sú alebo nie sú všetky vstupy do brány AND VYSOKÉ, výsledkom bude NÍZKY výstup. Funkciu je možné rozšíriť na ľubovoľný počet vstupov. (Wikipedia)

Krok 9: Brána NAND

NAND Gate (NOT-AND) je logická brána, ktorá produkuje výstup, ktorý je falošný iba vtedy, ak sú všetky jeho vstupy pravdivé. Jeho výstup je komplementárny s výstupom brány AND. Výstup LOW (0) má za následok iba vtedy, ak sú všetky vstupy do brány HIGH (1); ak je niektorý vstup LOW (0), výsledkom je HIGH (1) výstup.

Podľa De Morganovej vety môže byť logika brány s dvoma vstupmi NAND vyjadrená ako AB = A+B, čím je brána NAND ekvivalentná meničom, za ktorými nasleduje brána OR.

Brána NAND je významná, pretože akúkoľvek boolovskú funkciu je možné implementovať pomocou kombinácie brán NAND. Táto vlastnosť sa nazýva funkčná úplnosť. Tento majetok zdieľa s bránou NOR. Digitálne systémy využívajúce určité logické obvody využívajú funkčnú úplnosť NAND.

(Wikipedia)

Krok 10: Brána XOR

Brána XOR alebo Exkluzívne ALEBO je logická operácia, ktorá generuje výstup iba vtedy, ak sa vstupy líšia (jeden je pravdivý, druhý nepravdivý). Získa názov „exkluzívny alebo“, pretože význam „alebo“je nejednoznačný, ak sú oba operandy pravdivé; výhradný alebo operátor tento prípad vylučuje. Niekedy sa to považuje za „jedno alebo druhé, ale nie oboje“. Dalo by sa to napísať ako „A alebo B, ale nie, A a B“. (Wikipedia)

Aj keď je XOR dôležitou logickou bránou, môže byť postavený z iných, jednoduchších brán. Preto ich tu nebudujeme, ale môžeme si preštudovať tento pekný zápis pre obvod brány NPOR tranzistor XOR ako prvý príklad spojenia brán na báze tranzistorov za účelom vytvorenia komplexnejšej logiky.

Krok 11: Kombinovaná logika

Kombinovaná logika je v teórii digitálnych obvodov niekedy označovaná ako časovo nezávislá logika, pretože nemá žiadne pamäťové prvky. Výstup je iba funkciou súčasného vstupu. To je v protiklade k sekvenčnej logike, v ktorej výstup závisí nielen od súčasného vstupu, ale aj od histórie vstupu. Inými slovami, sekvenčná logika má pamäť, zatiaľ čo kombinačná logika nie. Kombinovaná logika sa používa v počítačových obvodoch na vykonávanie booleovskej algebry na vstupných signáloch a na uložených dátach. Praktické počítačové obvody obvykle obsahujú zmes kombinačnej a sekvenčnej logiky. Napríklad časť aritmetickej logickej jednotky alebo ALU, ktorá robí matematické výpočty, je konštruovaná pomocou kombinačnej logiky. Ostatné obvody používané v počítačoch, ako sú sčítače, multiplexory, demultiplexory, kodéry a dekodéry, sú tiež vyrobené pomocou kombinačnej logiky. (Wikipedia)

Krok 12: Prerušenie napájania zdroja ATX

Napájacie zdroje ATX prevádzajú domáce striedavé napätie na nízkonapäťovo regulované jednosmerné napätie pre vnútorné súčasti počítača. Moderné osobné počítače univerzálne používajú spínané napájacie zdroje. Rozbitie napájacieho zdroja ATX je navrhnuté tak, aby využívalo výhody napájacieho zdroja ATX na vytvorenie stolného napájacieho zdroja s dostatočným prúdom na spustenie takmer akéhokoľvek elektronického projektu. Pretože napájacie zdroje ATX sú celkom bežné, dajú sa zvyčajne ľahko zachrániť z vyradeného počítača, a preto ich obstaranie stojí málo alebo vôbec nič. Rozbočovač ATX sa pripája k 24 -pinovému konektoru ATX a odpojuje 3,3 V, 5 V, 12 V a -12 V. Tieto napäťové koľajnice a zemná referencia sú spojené s výstupnými väzbovými stĺpikmi. Každý výstupný kanál má vymeniteľnú 5A poistku

Krok 13: Digitálne ovládanie prevodníka DC-to-DC Buck

Krokový napájací zdroj DC-DC má nastaviteľné výstupné napätie a LCD displej.

• Napájací čip: MP2307 (technický list)
• Vstupné napätie: 5-23V (maximálne odporúčané 20V)
• Výstupné napätie: 0V-18V plynule nastaviteľné
• Automaticky uloží naposledy nastavené napätie
• Vstupné napätie musí byť asi o 1 V vyššie ako výstupné napätie
• Výstupný prúd: Menovitý do 3A, ale 2A bez rozptylu tepla

Kalibrácia: Pri vypnutom vstupnom napájaní podržte ľavé tlačidlo a zapnite napájanie. Keď displej začne blikať, uvoľnite ľavé tlačidlo. Na meranie výstupného napätia použite multimetr. Stláčajte tlačidlá vľavo a vpravo, aby ste nastavili napätie, kým multimetr nebude merať približne 5,00 V (4,98 V alebo 5,02 V je v poriadku). Pri nastavovaní ignorujte LCD displej na jednotke. Po úprave jednotku vypnite a znova zapnite. Kalibrácia je dokončená, ale v prípade potreby sa môže zopakovať.

Krok 14: MicroUSB Breakout

Tento modul rozdeľuje kolíky konektora MicroUSB na skrutky VCC, GND, ID, D- a D+ na svorkovnici.

Pokiaľ ide o signál ID, kábel OTG (wikipedia) má na jednom konci zástrčku micro-A a na druhom konci zástrčku micro-B. Nemôže mať dve zástrčky rovnakého typu. OTG pridal piaty pin do štandardného konektora USB, ktorý sa nazýva ID-pin. Zástrčka micro-A má ID kolík uzemnený, zatiaľ čo ID v zástrčke micro-B je plávajúca. Zariadenie s vloženou zástrčkou micro-A sa stane zariadením OTG A a zariadenie so zasunutou zástrčkou micro-B sa stane B-zariadením. Typ vloženej zástrčky je detegovaný stavom ID kolíka.

Krok 15: Nástroje SIM

Subscriber Identification Module (SIM), všeobecne známy ako SIM karta, je integrovaný obvod, ktorý má bezpečne uložiť číslo medzinárodnej identifikácie mobilného účastníka (IMSI) a s ním súvisiaci kľúč, ktoré sa používajú na identifikáciu a autentifikáciu účastníkov v mobilnej telefónii zariadení (ako sú mobilné telefóny a počítače). Na mnohých SIM kartách je tiež možné uložiť kontaktné informácie. SIM karty sa vždy používajú v telefónoch GSM. V prípade telefónov CDMA sú karty SIM potrebné iba pre novšie telefóny s podporou LTE. SIM karty je možné použiť aj v satelitných telefónoch, inteligentných hodinkách, počítačoch alebo fotoaparátoch. (Wikipedia)

MagicSIM Windows Software for USB Adapter je možné použiť so zariadením USB. V prípade potreby je k dispozícii aj ovládač pre čip Prolific PL2303 USB.

Krok 16: Žite HackLife

Dúfame, že ste si užili tohtoročnú cestu do DIY elektroniky. Oslovte a podeľte sa o svoj úspech v nižšie uvedených komentároch alebo na facebookovej skupine HackerBoxes. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete s čímkoľvek pomôcť, určite nám dajte vedieť.

Pripojte sa k revolúcii. Žite HackLife. Môžete si nechať doručiť chladnú škatuľu hacknuteľných projektov elektroniky a počítačovej techniky každý mesiac priamo do vašej schránky. Stačí surfovať na HackerBoxes.com a prihlásiť sa na odber mesačnej služby HackerBox.