HackerBox 0039: Ниво нагоре: 16 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

С HackerBox 0039 хакерите HackerBox по целия свят използват ATX захранвания за захранване на своите проекти, научават как транзисторите съставят логически порти и изследват съдържанието на клетъчните SIM карти. Тази инструкция съдържа информация за започване на работа с HackerBox #0039, която може да бъде закупена тук до изчерпване на количествата. Ако искате да получавате такъв HackerBox точно във вашата пощенска кутия всеки месец, моля, абонирайте се на HackerBoxes.com и се присъединете към революцията!

Теми и учебни цели за HackerBox 0039:

• Докоснете стандартните нива на напрежение от запазено компютърно захранване
• Преобразувайте 12V DC в променливо захранване на изходното напрежение
• Съберете шест различни логически порта с помощта на NPN транзистори
• Разгледайте съдържанието на клетъчните SIM карти
• Приемете или издайте предизвикателства за монети - хакерски стил

HackerBoxes е месечната абонаментна услуга за електроника и компютърни технологии „направи си сам“. Ние сме любители, създатели и експериментатори. Ние сме мечтателите на мечтите.

ХАК НА ПЛАНЕТАТА

Стъпка 1: Списък на съдържанието за HackerBox 0039

• Прекъсване на захранването на ATX
• DC-to-DC Power Buck конвертор
• Акрилен корпус за преобразувател на мощност
• Три изключителни платки транзистор към порта
• Компонентен комплект за транзистор към порта
• Женски терминален блок MicroUSB
• MicroUSB кабел
• Трипосочен адаптер за SIM карта
• Четец и писател на USB SIM карти
• Изключителна монета HackerBox Challenge
• Декали за транзистор към порта
• Изключителен винилов трансфер HackLife

Някои други неща, които ще бъдат полезни:

• Поялник, спойка и основни инструменти за запояване
• Запазено ATX захранване

Най -важното е, че ще имате нужда от приключение, хакерски дух, търпение и любопитство. Изграждането и експериментирането с електроника, макар и много възнаграждаващо, може да бъде сложно, предизвикателно и дори разочароващо понякога. Целта е напредък, а не съвършенство. Когато упорствате и се наслаждавате на приключението, от това хоби може да се получи голямо удовлетворение. Направете всяка стъпка бавно, обърнете внимание на детайлите и не се страхувайте да помолите за помощ.

В често задаваните въпроси за HackerBoxes има богата информация за настоящи и бъдещи членове. Почти всички имейли за нетехническа поддръжка, които получаваме, вече са отговорени там, така че наистина оценяваме, че отделихте няколко минути, за да прочетете често задаваните въпроси.

Стъпка 2: ПРОВЕРКА НА МОНЕТИТЕ

МОНЕТИТЕ ЗА ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВО могат да бъдат малки монети или медальони, носещи знаци или емблема на организацията и носени от членовете на организацията. Традиционно те могат да бъдат дадени, за да докажат членството си, когато бъдат предизвикани, и да повишат морала. Освен това те се събират и от членовете на службата. На практика предизвикателните монети обикновено се представят от командирите на части като признание за специални постижения от член на отряда. Те също така се обменят като признание за посещения в организация. (Уикипедия)

Стъпка 3: Транзистори към порта

Комплектът печатни платки и части за транзистори към порта HackerBox помага да се демонстрира и изследва как логическите порти са изградени от транзистори.

В транзисторно -транзисторни логически устройства (TTL) транзисторите осигуряват логическата функционалност. Интегралните схеми на TTL бяха широко използвани в приложения като компютри, промишлени контроли, оборудване за изпитване и измервателна техника, потребителска електроника и синтезатори. Серията 7400 на Texas Instruments стана особено популярна. Производителите на TTL предлагат широка гама от логически порти, джапанки, броячи и други схеми. Вариациите на оригиналния дизайн на TTL веригата предлагат по -висока скорост или по -ниско разсейване на мощността, за да позволят оптимизация на дизайна. TTL устройствата първоначално са били произведени в керамични и пластмасови двойно-редови (DIP) пакети и плоска форма. Чиповете TTL вече се произвеждат и в пакети за повърхностно монтиране. TTL стана основата на компютрите и друга цифрова електроника. Дори след много мащабна интеграция (VLSI) интегралните схеми направиха процесорите с много платки остарели, TTL устройствата все още намериха широко приложение като логическо свързване между по-плътно интегрирани компоненти. (Уикипедия)

Печатни платки от транзистори към порти и съдържание на комплекта:

• Три изключителни платки транзистори към порта
• Декали за схеми на транзистори към порти
• Десет 2N2222A NPN транзистора (пакет TO-92)
• Десет 1K резистора (кафяв, черен, червен)
• Десет 10K резистора (кафяв, черен, оранжев)
• Десет 5 мм зелени светодиода
• Десет тактилни моментни копчета

Стъпка 4: Буферна порта

Буферната порта е основна логическа порта, която предава своя вход, непроменен, към своя изход. Поведението му е обратното на НЕ порта. Основната цел на буфера е да регенерира входа. Буферът има един вход и един изход; изходът му винаги е равен на входа. Буферите се използват и за увеличаване на забавянето на разпространението на веригите. (WikiChip)

Използваната тук буферна верига е отличен пример за това как транзисторът може да действа като превключвател. Когато основният щифт е активиран, токът може да тече от щифта на колектора към щифта на излъчвателя. Този ток преминава през (и свети) светодиода. Така че казваме, че активирането на транзисторната база включва и изключва светодиода.

ЗАБЕЛЕЖКИ ЗА МОНТАЖА

• NPN транзистори: излъчващ щифт към дъното на печатната платка, плоска страна на корпуса на транзистора вдясно
• LED: Къс щифт е поставен към заземяващата мрежа (към долната част на печатната платка)
• Резистори: полярността няма значение, но поставянето има значение. Базовите резистори са 10K Ohm, а резисторите, вградени със светодиодите, са 1K Ohm.
• Захранване: свържете 5VDC и земята към съответните подложки на гърба на всяка печатна платка

СЛЕДВАЙТЕ ТЕЗИ КОНВЕНЦИИ ЗА ВСИЧКИТРИ ПХБ

Стъпка 5: Инверторна порта

Inverter Gate или NOT Gate е логическа порта, която реализира логическо отрицание. Когато входът е LOW, изходът е HIGH, а когато входът е HIGH, изходът е LOW. Инверторите са ядрото на всички цифрови системи. Разбирането на неговата работа, поведение и свойства за конкретен процес дава възможност да се разшири неговият дизайн върху по -сложни структури като NOR и NAND порти. Електрическото поведение на много по -големи и сложни схеми може да бъде получено чрез екстраполиране на поведението, наблюдавано от прости инвертори. (WikiChip)

Стъпка 6: ИЛИ порта

OR Gate е цифрова логическа порта, която реализира логическа дизъюнкция. HIGH изход (1) се получава, ако един или и двата входа на портата са HIGH (1). Ако нито един от входовете не е висок, се получава изход LOW (0). В друг смисъл, функцията OR ефективно намира максимума между две двоични цифри, точно както допълващата функция AND намира минимума. (Уикипедия)

Стъпка 7: NOR Gate

Портът NOR (NOT-OR) е цифров логически портал, който реализира логически NOR. ВИСОКИ изход (1) се получава, ако и двата входа към портата са НИСКИ (0); ако един или и двата входа са HIGH (1), се получава LOW изход (0). NOR е резултат от отрицанието на оператора OR. Може да се разглежда и като порта И с всички обърнати входове. NOR портите могат да бъдат комбинирани, за да генерират всяка друга логическа функция. Споделете този имот с порта NAND. За разлика от това, операторът OR е монотонен, тъй като може да промени само LOW на HIGH, но не и обратно. (Уикипедия)

Стъпка 8: И порта

AND Gate е основна цифрова логическа порта, която реализира логическа връзка. HIGH изход (1) се получава само ако всички входове към порта AND са ВИСОК (1). Ако нито един или не всички входове към порта AND са ВИСОКИ, се получава НИСКИ изход. Функцията може да бъде разширена до произволен брой входове. (Уикипедия)

Стъпка 9: NAND Gate

NAND Gate (NOT-AND) е логическа порта, която произвежда изход, който е невярен, само ако всичките му входове са верни. Неговият изход се допълва с този на И порта. Изходът LOW (0) дава резултат само ако всички входове към портата са HIGH (1); ако някой вход е LOW (0), резултатът е HIGH (1).

Според теоремата на De Morgan логиката на NAND порта с два входа може да бъде изразена като AB = A+B, което прави NAND порта еквивалентна на инверторите, последвана от OR порта.

Портът NAND е важен, тъй като всяка булева функция може да бъде реализирана чрез комбинация от NAND порти. Това свойство се нарича функционална пълнота. Той споделя това свойство с портата NOR. Цифровите системи, използващи определени логически схеми, се възползват от функционалността на NAND.

(Уикипедия)

Стъпка 10: XOR Gate

XOR Gate или Exclusive OR е логическа операция, която извежда истина само когато входовете се различават (единият е истина, другият е невярен). Той получава името "изключителен или", защото значението на "или" е двусмислено, когато и двата операнда са верни; изключителният или операторът изключва този случай. Това понякога се мисли като „едното или другото, но не и двете“. Това може да бъде написано като "А или В, но не, А и В". (Уикипедия)

Въпреки че XOR е важна логическа порта, тя може да бъде изградена от други, по -прости порти. Съответно, ние не изграждаме такъв тук, но можем да проучим този хубав запис за NPN транзисторна XOR Gate схема като първи пример за комбиниране на транзисторно базирани порти заедно, за да се направи по-сложна логика.

Стъпка 11: Комбинационна логика

Комбинационната логика в теорията на цифровите схеми понякога се нарича независима от времето логика, тъй като няма елементи на паметта. Изходът е чиста функция само на настоящия вход. Това е в контраст с последователната логика, при която изходът зависи не само от настоящия вход, но и от историята на входа. С други думи, последователната логика има памет, докато комбинационната логика няма. Комбинационната логика се използва в компютърните схеми за изпълнение на булева алгебра върху входни сигнали и за съхранени данни. Практическите компютърни схеми обикновено съдържат комбинация от комбинационна и последователна логика. Например частта от аритметична логическа единица или ALU, която прави математически изчисления, е конструирана с помощта на комбинационна логика. Други схеми, използвани в компютрите, като суматори, мултиплексори, демултиплексори, енкодери и декодери, също са направени чрез комбинационна логика. (Уикипедия)

Стъпка 12: Прекъсване на захранването на ATX

Захранващите блокове ATX преобразуват битовия променлив ток в регулирано DC захранване с ниско напрежение за вътрешните компоненти на компютъра. Съвременните персонални компютри универсално използват захранвания с комутиран режим. Прекъсване на захранването с ATX е предназначено да се възползва от захранването с ATX, за да създаде настолно захранване с достатъчно ток, за да изпълни почти всеки от вашите проекти за електроника. Тъй като захранванията на ATX са доста често срещани, те обикновено могат лесно да бъдат спасени от изхвърлен компютър и по този начин закупуването им струва малко или нищо. ATX пробивът се свързва към 24 -пиновия ATX конектор и прекъсва 3.3V, 5V, 12V и -12V. Тези релси за напрежение и заземяването са свързани към изходните свързващи стълбове. Всеки изходен канал има сменяем 5A предпазител

Стъпка 13: Цифрово управление DC-to-DC Buck Converter

Захранващият блок DC-DC Step-Down има регулируемо изходно напрежение и LCD дисплей.

• Захранващ чип: MP2307 (лист с данни)
• Входно напрежение: 5-23V (препоръчителен максимум 20V)
• Изходно напрежение: 0V-18V непрекъснато регулируемо
• Автоматично запазва последното зададено напрежение
• Входното напрежение трябва да бъде с около 1V по -високо от изходното напрежение
• Изходен ток: Номинален до 3А, но 2А без разсейване на топлината

Калибриране: При изключено входно захранване, задръжте левия бутон и включете захранването. Когато дисплеят започне да мига, освободете левия бутон. Използвайте мултицет за измерване на изходното напрежение. Натиснете левия и десния бутон, за да регулирате напрежението, докато мултиметърът измери около 5.00V (4.98V или 5.02V са добре). По време на настройката игнорирайте LCD дисплея на устройството. След като регулирате, изключете устройството и го включете отново. Калибрирането е завършено, но може да се повтори, ако е необходимо.

Стъпка 14: Прекъсване на MicroUSB

Този модул разбива щифтове на MicroUSB конектора към VCC, GND, ID, D- и D+ винтове на клемен блок.

По отношение на идентификационния сигнал, OTG кабел (wikipedia) има микро-A щепсел в единия край и micro-B щепсел в другия край. Не може да има два щепсела от същия тип. OTG добави пети пин към стандартния USB конектор, наречен ID-pin. Щепселът micro-A има заземен идентификационен щифт, докато идентификационният номер в щепсела micro-B е плаващ. Устройство с поставен микро-A щепсел става OTG A-устройство, а устройство с поставен micro-B щепсел става B-устройство. Типът на поставения щепсел се определя от състоянието на идентификатора на пина.

Стъпка 15: SIM инструменти

Модул за идентификация на абонат (SIM), широко известен като SIM карта, е интегрална схема, която е предназначена за сигурно съхраняване на международния номер на мобилния абонат (IMSI) и свързания с него ключ, които се използват за идентифициране и удостоверяване на абонати в мобилната телефония устройства (като мобилни телефони и компютри). Също така е възможно да се съхраняват данни за контакт на много SIM карти. SIM картите винаги се използват на GSM телефони. За телефони с CDMA, SIM карти са необходими само за по-нови LTE-съвместими телефони. SIM картите могат да се използват и в сателитни телефони, интелигентни часовници, компютри или камери. (Уикипедия)

Софтуерът MagicSIM Windows за USB адаптер може да се използва с USB устройството. Има и драйвер за USB чипа Prolific PL2303, ако е необходимо.

Стъпка 16: Изживейте HackLife

Надяваме се, че сте се насладили на пътешествието този месец в електрониката „направи си сам“. Протегнете ръка и споделете успеха си в коментарите по -долу или във Facebook групата на HackerBoxes. Със сигурност ни уведомете, ако имате въпроси или имате нужда от помощ за нещо.

Присъединете се към революцията. Изживейте HackLife. Можете да получите страхотна кутия с хакерски проекти за електроника и компютърни технологии, доставяни директно във вашата пощенска кутия всеки месец. Просто сърфирайте към HackerBoxes.com и се абонирайте за месечната услуга HackerBox.