HackerBoxes 0018: Circus Circus: 12 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Circuit Circus: Този месец хакерите HackerBox работят с аналогови електронни схеми, както и с техники за тестване на верига и измерване.

Тази инструкция съдържа информация за работа с HackerBoxes #0018. Ако искате да получавате подобна кутия право в пощенската си кутия всеки месец, сега е моментът да се абонирате за HackerBoxes.com и да се присъедините към революцията!

Теми и учебни цели за този HackerBox:

• Изградете устройство за тестване на компоненти на базата на микропроцесор
• Усъвършенствайте уменията за сглобяване и запояване на печатни платки
• Разберете използването на различни електронни компоненти във вериги
• Прегледайте тестовите и измервателните техники за тези компоненти
• Завършете курс от десет урока по съвременна електроника
• Завършете курс от десет урока по аналогова електроника
• Разгледайте приложенията и ограниченията на осцилоскопите на звуковата карта
• Техники на упражнения за прототипиране на схеми на макет

HackerBoxes е услугата за месечен абонамент за електронна електроника и компютърни технологии. Ние сме любители, създатели и експериментатори. И ние сме мечтателите на мечтите.

Стъпка 1: HackerBoxes 0018: Съдържание на кутията

• HackerBoxes #0018 Колекционерска референтна карта
• Устройство за тестване на електронни компоненти (комплект за запояване)
• Модерен и аналогов комплект за електроника
• Комплект джъмпер от тел 140 броя
• 830 точкова безлетъчна платка
• 3.5 мм аудио прекъсващ модул
• 3.5 мм аудио пач кабел
• Две щипки за батерии 9V
• Ексклузивен пластир "Elite Technology" с желязо
• Изключителна четворка с детайли на HackerBoxes

Някои други неща, които ще бъдат полезни:

• Поялник, спойка и основни инструменти за запояване
• Две 9V батерии
• Компютър със звукова карта
• (по избор) USB звукова карта **
• (по избор) Цифров мултицет

Най -важното е, че ще ви трябва чувство за приключение, дух „направи си сам“и хакерско любопитство. Хардкор DIY електрониката не е най -лесното хоби, но когато упорствате и се наслаждавате на приключението, голяма доза удовлетворение може да бъде получена от постоянството и работата ви. Просто направете всяка стъпка бавно, обърнете внимание на детайлите и не се колебайте да помолите за помощ.

** Звукова карта Забележка: Стъпка 11 обсъжда по избор използване на USB звукова карта. Случайно има няколко от тях под ръка като излишък в щаба на HackerBoxes. Хвърлихме ги БЕЗПЛАТНО като бонус подарък в ограничен брой RANDOM #0018 HackerBoxes. Ако не сте получили такъв, моля, обърнете внимание, че те са били раздадени на случаен принцип свободно (без това да повлияе на бюджета за кутията). Те не са включени в списъка със съдържание по -горе и следователно не могат да се считат за „липсващ елемент“. Ако наистина искате такъв, те са достъпни за закупуване тук. Благодаря ви за разбирането.

Стъпка 2: Автомати, пингвини и клоуни

Ексклузивната четворна наклейка HackerBoxes е проектирана да бъде разделена на четири миниатюрни ваденки, всяка с идеални размери за кутии за проекти, мобилни устройства, лаптопи или кутии с инструменти.

Символът на планера е поставен на една от миниатюрните ваденки. Това е модел от пет точки, подредени в мрежа. Този специфичен модел преминава през борда в Играта на живота на Конуей (добре известен клетъчен автомат). Планерът е предложен като емблема за представяне на хакерската субкултура, тъй като Играта на живота се харесва на хакерите и концепцията за планера се ражда почти по едно и също време с интернет и Unix. Записът в Уикипедия обяснява, че тази емблема се използва на различни места в субкултурата, но не се харесва универсално. Ако не ви харесва, хакнете го. Така или иначе, предлагаме да вземете програма или приложение „Играта на живота на Конуей“и да си поиграете с нея. Живот!

Какво става с клоуна? Фен изкуството на клоуна и темата „Circuit Circus“са алюзии за емблематичния хотел Circus Circus и казино в Лас Вегас. Може би ще се видим в Лас Вегас това лято за DEFCON25?

Стъпка 3: Комплект за модерна и аналогова електроника

Модерният и аналогов комплект електроника HackerBoxes съдържа над 80 електронни компонента. Много от тях могат да бъдат полезни, докато експериментирате с устройството за тестване на електронни компоненти.

Тези компоненти, заедно с другото съдържание на HackerBox #0018, съдържат всичко необходимо за извършване на всички експерименти в онлайн курсовете за съвременна електроника и аналогова електроника, представени по -късно в тази инструкция.

Стъпка 4: Устройство за тестване на електронни компоненти - Въведение

Всички знаем досадното предизвикателство да идентифицираме точните параметри на компонент в старата кутия за боклуци. Конвенционалните подходи за идентификация и измерване обикновено са трудни и отнемат много време. Това тестово устройство е тук, за да спести деня, използвайки много умен дизайн, базиран на микроконтролер. Най -хубавото е, че се предлага под формата на комплект, така че можете да го изградите сами!

След като приключим, ние автоматично ще открием и идентифицираме изводи за NPN и PNP транзистори, FET, диоди, двойни диоди, тиристори и SCR.

Съпротивленията до 50MΩ могат да бъдат измерени с максимална разделителна способност от 0,01Ω. Три точки за изпитване позволяват лесно тестване на потенциометри.

Капацитетът от 25pF-100mF може да бъде измерен с разделителна способност 1pF. Еквивалентно последователно съпротивление (ESR) се измерва за кондензатори над 90nF.

Биполярните транзисторни измервания включват коефициент на усилване на тока колектор-емитер, прагово напрежение база-емитер, ток на утечка колектор-емитер, прагово напрежение на база-емитер и високо усилване на тока. Идентифицирани са транзистори на Дарлингтън. Открити са защитни диоди за силови транзистори и FET.

Измерванията на параметрите на FET включват прагово напрежение на порта-източник, съпротивление източник-източник и капацитет на порта-източник.

Допълнителни функции:

Измерване на честота 1Hz-1MHz

Период на измерване до 25kHz

Измерване на DC напрежение до 50V

Генератор на квадратни вълни на различни честоти

10 -битов ШИМ генератор (1% - 99%)

Четец за цифров термометър (DS1820)

Четец за температура / влажност (DHT11)

Декодер на протокол за IR сензор (uPD6121 и TC9012)

IR енкодер

Спецификации:

Процесор: Гнездо ATMEAG328P (28 пинов DIP)

Цветен дисплей: TFT с 160x128 пиксела и 16-битова дълбочина на цвета

Потребителски вход: Ротационен енкодер с бутон

Входна мощност: 6.8-12VDC при барел конектор ИЛИ 9V батерия

Консумация на ток: приблизително 30mA

Стъпка 5: Устройство за тестване на електронни компоненти - Проект за материали

Започнете да изграждате комплекта, като разхлабите компонентите в малка тава и внимателно се запознаете с всеки компонент.

Има 24 аксиално-оловни резистора с 12 различни стойности. Всички те изглеждат много сходни. Предлагаме да отделите няколко минути точно сега, за да погледнете нагоре и внимателно да отбележите техните стойности върху хартиената лента, прикрепена към резисторите. Резисторите не са взаимозаменяеми. Ако всеки резистор не е поставен на правилното място на печатната платка, тестовото устройство няма да функционира.

Този резисторен код калкулатор е много удобен. Не забравяйте да преминете към раздела "5 ленти". Може да се наложи някакъв „процес на елиминиране“, когато два комплекта цветни ивици изглеждат много сходни.

Стъпка 6: Устройство за тестване на електронни компоненти - Потискане на преходно напрежение

Комплектът за тестване на компоненти включва три малки компонента за повърхностно монтиране-кондензатор с размери 0805, 100 nF кондензатор, диод P6KE6V8 с размер 1812 и диодна решетка SVR05-4 с размер SOT23. Това са напълно незадължителни компоненти за поддръжка на преходно напрежение (TVS). Тестерът ще работи добре без тях, така че освен ако нямате опит с микроскоп и SMT, силно ви препоръчваме да започнете, като изхвърлите тези компоненти.

АКО НЕ МОНТАЖТЕ SMT ЧАСТИ:

Целта на защитната верига на TVS е да подобри вероятността входните щифтове на микроконтролера да преживеят разрядния ток, когато към тестовите входове е свързан зареден кондензатор. Дори при инсталирана схема TVS защитата не е гарантирана. Ето защо е много важно кондензаторите винаги да се разреждат преди измерване с компетентното изпитвателно устройство.

АКО МОНТИРАТЕ SMT ЧАСТИ:

Трите SMT компонента трябва първо да бъдат запоени. Кондензаторът и единичният диод не са поляризирани и могат да бъдат запоени в двете посоки. 6-пиновият диоден масив обаче има маркировки за полярност, които трябва да бъдат подравнени с направленията върху печатната платка.

Стъпка 7: Устройство за тестване на електронни компоненти - малки компоненти

Започнете със запояване на 24 -те резистора. Уверете се, че те са правилно идентифицирани по техните цветни ленти. Бъдете много внимателни, за да поставите правилните стойности на правилните позиции на печатната платка. Резисторите не са поляризирани и могат да бъдат поставени в двете посоки.

След запояване на компонент през отвор, кабелът трябва внимателно да се подреже отзад много близо до повърхността на печатната платка. Винаги носете предпазни очила, когато нарязвате проводници.

След това поставете 9 -те керамични кондензатора, като сте сигурни, че стойностите, отпечатани върху кондензаторите, съответстват на маркировките на печатната платка. Тези кондензатори не са поляризирани и могат да бъдат поставени в двете посоки.

Двата електролитни кондензатора приличат на черни бъчви. Те са със същата стойност, но техните проводници са поляризирани. Едната страна на капачката има бяла ивица. Това е отрицателната страна. Другият проводник е положителната страна и трябва да бъде подравнен с маркировката "+" на печатната платка.

Червеният светодиод е поляризиран. По -дългият проводник трябва да се вкара в квадратния отвор за метална подложка.

Петте устройства TO-92 са полукръгли в напречно сечение. Съпоставете ориентацията на тази форма нагоре с очертанията, отбелязани върху печатната платка. Обърнете внимание, че в пакетите TO-92 има четири напълно различни типа устройства, така че не забравяйте да съпоставите отпечатаните на опаковките номера с обозначенията на печатната платка.

И накрая, 8MHz кристалът не е поляризиран.

Стъпка 8: Устройство за тестване на електронни компоненти - по -големи компоненти

След това поставете и запоявайте по -големите компоненти. Те са доста обясними, но ето някои насоки:

Трите сини винтови клеми трябва да бъдат ориентирани така, че страничните портове да са обърнати към ръба на печатната платка за вкарване на проводници.

Рамото на гнездото ZIF (нулева сила на въвеждане) трябва да бъде оставено в положение НАГОРЕ по време на запояване.

Гнездото DIP28 трябва да бъде запоено без поставен чип. Подравнете маркировката на полукръг върху печатната платка с подобна форма, оформена в единия ръб на гнездото. След като запояването се охлади на гнездото, чипът може да бъде поставен съгласно същата полукръгла маркировка pin-one.

8 -пиновият гнездо за дисплей се запоява към основната печатна платка. 8 -пиновият мъжки хедър е запоен към задната страна на TFT дисплея за свързване с гнездото.

Две месингови стойки и четири болта се използват за стабилизиране на модула на дисплея след поставянето му.

Четири месингови стойки и четири болта се използват за образуване на крачета в задната част на основната печатна платка. Тези крачета предотвратяват подрязаните проводници на запоените компоненти да надраскат работния плот, тъй като те могат да бъдат доста остри.

9V кабелните щифтове на батерията са запоени в отворите, обозначени с 9V от лявата страна на печатната платка. Червеният проводник влиза в терминала "+".

Стъпка 9: Използване на устройството за тестване на електронни компоненти

След като се подаде захранване към устройството за тестване на компоненти, то може да се захранва чрез натискане на въртящия се енкодер надолу (в кодера е вграден бутон). Има процес на калибриране, който може да се извърши чрез съкращаване на трите точки за изпитване заедно. По избор можете да пропуснете калибрирането за сега и да преминете направо към изпробване на някои компоненти, които да тествате в следващата стъпка.

Много подробен документ, озаглавен TransistorTester с микроконтролер AVR и малко повече, често се актуализира и е достъпен онлайн. Този документ обхваща дизайна, използването и теорията на действие за различните превъплъщения на тези инструменти. Определено проверете.

Тази страница има голямо разнообразие от свързани ресурси на различни езици.

Стъпка 10: Онлайн курс „Съвременна електроника“с десет урока

Всичко, от което се нуждаете за онлайн видео курса PyroElectro Modern Electronics, е включено в комплекта HackerBox Modern and Analog Electronics Kit.

Докато изучавате уроците по резистори, кондензатори, индуктори, диоди и транзистори, отделете секунда, за да тествате разследвания компонент с помощта на електронно устройство за тестване на компоненти.

След като научите повече за това как всеки компонент функционира във верига, може да искате да отидете в големия документ за устройството за тестване на електронни компоненти и да прегледате теорията на работата, за да откриете как тестерът може да разпитва тестваното устройство с помощта на проста AVR микроконтролер. Много от техниките са много умни и демонстрират полезни подходи за бъдещия ви дизайн или тестова работа.

Урок 9 по таймера 555 е чудесна възможност да играете с функцията за измерване на честотата на електронното устройство за тестване на компоненти.

Много уважение към работата, извършена от PyroElectro по тези уроци.

Стъпка 11: Онлайн курс по аналогова електроника от десет урока

Всичко, от което се нуждаете за онлайн видео курса PyroElectro Analog Electronics, е включено в HackerBox Modern и Analog Electronics Kit.

Обърнете внимание, че 3.5 мм аудио кабел за свързване може да бъде прерязан наполовина, за да се създадат два комплекта "сонди" за използване с осцилоскопа на звуковата карта, обсъден в този курс. Оголените проводници трябва да бъдат калайдисани с спойка за лесна манипулация, без да се разтриват.

Докато точните схеми, показани в курса, се считат за безопасни, заслужава да се отбележи, че входовете на звуковата карта на вашия компютър са проектирани само за работа в диапазон от около -0.8V до +0.8V. Когато се занимавате с по -големи диапазони на напрежение, трябва да намалите сигнала, за да не претоварвате входовете на звуковата карта. Ето някои отлични бележки от Make, а също и от Daqarta.

Ако планирате да експериментирате широко с осцилоскопи на звукова карта и искате да имате допълнителна застраховка срещу повреда на звуковата карта, може да искате да вземете евтина USB звукова карта за допълнителна електрическа изолация.

Специалният софтуер за осцилоскоп, предложен в курса, е специално за използване с Windows. За Linux има подобна програма, наречена xoscope. За потребителите на OSX има различни бележки онлайн относно използването на Audacity като осцилоскоп на звукова карта. За тези, които работят с MATLAB или GNU Octave, погледнете функцията audiorecorder ()!

Много уважение към работата, извършена от PyroElectro по тези уроци.

Стъпка 12: Хакнете планетата

Благодарим ви, че се присъединихте към нашите приключения в тестове и измервания на съвременна аналогова електроника. Ако сте се наслаждавали на този Instrucable и бихте искали да получавате кутия с проекти по електроника като тази всеки месец директно във вашата пощенска кутия, моля, присъединете се към нас чрез АБОНИРАНЕ ТУК.

Протегнете ръка и споделете успеха си в коментарите по -долу и/или на страницата на HackerBoxes във Facebook. Със сигурност ни уведомете, ако имате въпроси или имате нужда от помощ за нещо. Благодарим ви, че сте част от HackerBoxes. Моля, продължавайте да получавате вашите предложения и обратна връзка. HackerBoxes са ВАШИТЕ кутии. Нека направим нещо страхотно!