HackerBox 0039: Nivå opp: 16 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Med HackerBox 0039 bruker HackerBox Hackers rundt om i verden ATX -strømforsyninger til å drive prosjektene sine, lærer hvordan transistorer utgjør logiske porter og utforsker innholdet i mobil -SIM -kort. Denne instruksen inneholder informasjon om hvordan du kommer i gang med HackerBox #0039, som kan kjøpes her så lenge lageret rekker. Hvis du ønsker å motta en HackerBox som denne rett i postkassen din hver måned, kan du abonnere på HackerBoxes.com og bli med i revolusjonen!

Emner og læringsmål for HackerBox 0039:

• Trykk på standard spenningsnivå fra en berget PC -forsyning
• Konverter 12V DC til en variabel utgangsspenning
• Sett sammen seks forskjellige logiske porter ved hjelp av NPN -transistorer
• Utforsk innholdet på mobil -SIM -kort
• Godta eller gi ut myntutfordringer - hackerstil

HackerBoxes er den månedlige abonnementstjenesten for DIY -elektronikk og datateknologi. Vi er hobbyfolk, produsenter og eksperimenter. Vi er drømmerne om drømmer.

HAKK PLANETEN

Trinn 1: Innholdsliste for HackerBox 0039

• ATX strømforsyningsbrudd
• DC-til-DC Power Buck-omformer
• Akrylskap for strømomformer
• Tre eksklusive transistor-til-port-PCB
• Komponentsett for transistor-til-porter
• Kvinnelig MicroUSB -terminalblokk
• MicroUSB -kabel
• Treveis SIM-kortadapter
• USB -kortleser og -skriver
• Eksklusiv HackerBox Challenge Coin
• Dekaler for transistor-til-porter
• Eksklusiv Vinyloverføring fra HackLife

Noen andre ting som vil være nyttige:

• Loddejern, lodde og grunnleggende loddeverktøy
• Berget ATX strømforsyning

Viktigst av alt, trenger du en følelse av eventyr, hackerånd, tålmodighet og nysgjerrighet. Å bygge og eksperimentere med elektronikk, selv om det er veldig givende, kan være vanskelig, utfordrende og til og med frustrerende til tider. Målet er fremgang, ikke perfeksjon. Når du fortsetter og liker eventyret, kan du få mye tilfredshet fra denne hobbyen. Ta hvert trinn sakte, vær oppmerksom på detaljene, og ikke vær redd for å be om hjelp.

Det er et vell av informasjon for nåværende og potensielle medlemmer i HackerBoxes FAQ. Nesten alle de ikke-tekniske support-e-postene vi mottar, er allerede besvart der, så vi setter stor pris på at du tar deg noen minutter til å lese vanlige spørsmål.

Trinn 2: MYNTKONTROLL

UTFORDRINGSMYNTER kan være små mynter eller medaljer, som bærer en organisasjons insignier eller emblem og bæres av organisasjonens medlemmer. Tradisjonelt kan de bli gitt for å bevise medlemskap når de blir utfordret og for å forbedre moralen. I tillegg blir de også samlet inn av tjenestemedlemmer. I praksis blir utfordringsmynter normalt presentert av enhetsførere som en anerkjennelse for en spesiell prestasjon av et medlem av enheten. De utveksles også som anerkjennelse for besøk i en organisasjon. (Wikipedia)

Trinn 3: Transistorer-til-porter

HackerBox Transistor-to-Gates PCB og delsett hjelper deg med å demonstrere og utforske hvordan logiske porter er bygget opp fra transistorer.

I transistor -transistor logic (TTL) enheter gir transistorer den logiske funksjonaliteten. TTL -integrerte kretser ble mye brukt i applikasjoner som datamaskiner, industrielle kontroller, testutstyr og instrumentering, forbrukerelektronikk og synthesizere. 7400 -serien av Texas Instruments ble spesielt populær. TTL-produsenter tilbød et bredt spekter av logiske porter, flip-flops, tellere og andre kretser. Variasjoner av det originale TTL -kretsdesignet ga høyere hastighet eller lavere effekttap for å tillate designoptimalisering. TTL-enheter ble opprinnelig laget i keramiske og plastiske dual-in-line (DIP) pakker og flat-pack form. TTL-brikker er nå også laget i overflatemonterte pakker. TTL ble grunnlaget for datamaskiner og annen digital elektronikk. Selv etter integrering i svært stor skala (VLSI) som gjorde flere kretskortprosessorer foreldet, fant TTL-enheter fortsatt omfattende bruk som limlogikk mellom mer tett integrerte komponenter. (Wikipedia)

Transistors-to-Gates PCB og settets innhold:

• Tre eksklusive PC-er fra Transistors-to-Gate
• Dekaler for kretser fra transistorer til portene
• Ti 2N2222A NPN-transistorer (pakke TO-92)
• Ti 1K -motstander (brun, svart, rød)
• Ti 10K motstander (brun, svart, oransje)
• Ti 5 mm grønne lysdioder
• Ti taktile øyeblikkelige knapper

Trinn 4: Bufferport

En bufferport er en grunnleggende logisk gate som overfører input, uendret, til output. Dets oppførsel er det motsatte av en NOT -port. Hovedformålet med en buffer er å regenerere inngangen. En buffer har en inngang og en utgang; utgangen er alltid lik input. Buffere brukes også for å øke utbredelsesforsinkelsen til kretser. (WikiChip)

Bufferkretsen som brukes her er et utmerket eksempel på hvordan en transistor kan fungere som en bryter. Når Base -pinnen er aktivert, får strømmen strømme fra Collector -pin til Emitter -pin. Denne strømmen passerer gjennom (og lyser) LED -en. Så vi sier at aktiveringen av transistorbasen slår LED -en av og på.

MONTERINGSNOTER

• NPN -transistorer: emitterpinne mot bunnen av kretskortet, flat side av transistorhuset til høyre
• LED: Kort pin er satt inn mot strømnettet (mot bunnen av kretskortet)
• Motstander: polaritet spiller ingen rolle, men plassering gjør det. Basismotstandene er 10K Ohm og motstandene på linje med lysdiodene er 1K Ohm.
• Strøm: koble 5VDC og jord til de tilsvarende putene på baksiden av hver kretskort

Følg disse konvensjonene for alle tre PCB -er

Trinn 5: Inverter Gate

En Inverter Gate eller en NOT Gate, er en logisk gate som implementerer logisk negasjon. Når inngangen er LAV, er utgangen HØY og når inngangen er HØY, er utgangen LAV. Invertere er kjernen i alle digitale systemer. Å forstå driften, oppførselen og egenskapene for en bestemt prosess gjør det mulig å utvide designet til mer komplekse strukturer som NOR og NAND -porter. Den elektriske oppførselen til mye større og komplekse kretser kan avledes ved å ekstrapolere oppførselen observert fra enkle omformere. (WikiChip)

Trinn 6: ELLER Gate

OR -porten er en digital logisk gate som implementerer logisk disjunksjon. En HIGH -utgang (1) oppstår hvis en eller begge inngangene til porten er HIGH (1). Hvis ingen av inngangene er høye, oppstår en LAV utgang (0). I en annen forstand finner funksjonen til OR maksimalt mellom to binære sifre, akkurat som den komplementære OG -funksjonen finner minimumet. (Wikipedia)

Trinn 7: NOR Gate

NOR-porten (NOT-OR) er en digital logikkport som implementerer logisk NOR. En HØY utgang (1) oppstår hvis begge inngangene til porten er LAV (0); hvis en eller begge inngangene er HØY (1), oppstår en LAV utgang (0). NOR er resultatet av negasjonen til OR -operatøren. Det kan også sees på som en AND -port med alle innganger invertert. NOR -porter kan kombineres for å generere en hvilken som helst annen logisk funksjon. Del denne eiendommen med NAND -porten. Derimot er OR -operatøren monoton, da den bare kan endre LOW til HIGH, men ikke omvendt. (Wikipedia)

Trinn 8: OG Gate

OG -porten er en grunnleggende digital logikkport som implementerer logisk konjunksjon. En HIGH -utgang (1) oppnås bare hvis alle inngangene til AND -porten er HIGH (1). Hvis ingen eller ikke alle innganger til AND -porten er HØY, oppnås en LAV utgang. Funksjonen kan utvides til et hvilket som helst antall innganger. (Wikipedia)

Trinn 9: NAND Gate

NAND-porten (NOT-AND) er en logisk gate som produserer en utgang som er usann bare hvis alle inngangene er sanne. Utgangen er et komplement til en AND -port. En LAV (0) utgang resulterer bare hvis alle inngangene til porten er HØY (1); hvis noen inngang er LAV (0), resulterer det i en HØY (1) utgang.

Ved De Morgans teorem kan en to-inngangs NAND-gates logikk uttrykkes som AB = A+B, noe som gjør en NAND-gate ekvivalent med omformere etterfulgt av en OR-gate.

NAND -porten er viktig fordi enhver boolsk funksjon kan implementeres ved å bruke en kombinasjon av NAND -porter. Denne egenskapen kalles funksjonell fullstendighet. Den deler denne eiendommen med NOR -porten. Digitale systemer som bruker visse logiske kretser, drar fordel av NANDs funksjonelle fullstendighet.

(Wikipedia)

Trinn 10: XOR Gate

XOR -porten eller Exclusive OR er en logisk operasjon som bare sender ut sanne når inngangene er forskjellige (den ene er sann, den andre er usann). Det får navnet "eksklusivt eller" fordi betydningen av "eller" er tvetydig når begge operandene er sanne; den eksklusive eller operatøren utelukker den saken. Dette er noen ganger tenkt som "det ene eller det andre, men ikke begge deler". Dette kan skrives som "A eller B, men ikke, A og B". (Wikipedia)

Selv om XOR er en viktig logisk gate, kan den bygges opp fra andre, enklere porter. Følgelig bygger vi ikke en her, men vi kan studere denne fine skrivingen for en NPN Transistor XOR Gate Circuit som et første eksempel på å gre de transistorbaserte portene sammen for å lage mer kompleks logikk.

Trinn 11: Kombinasjonslogikk

Kombinasjonslogikk, i digital kretsteori, blir noen ganger referert til som tidsuavhengig logikk fordi den ikke har noen minneelementer. Utgangen er bare en ren funksjon av den nåværende inngangen. Dette er i motsetning til sekvensiell logikk, der utgangen ikke bare avhenger av den nåværende inngangen, men også av inngangshistorikken. Med andre ord har sekvensiell logikk minne mens kombinasjonslogikk ikke har det. Kombinasjonslogikk brukes i datakretser for å utføre boolsk algebra på inngangssignaler og på lagrede data. Praktiske datakretser inneholder vanligvis en blanding av kombinasjons- og sekvensiell logikk. For eksempel er delen av en aritmetisk logisk enhet, eller ALU, som gjør matematiske beregninger konstruert ved hjelp av kombinasjonslogikk. Andre kretser som brukes i datamaskiner, for eksempel addere, multiplexere, demultiplexere, kodere og dekodere, blir også laget ved å bruke kombinasjonslogikk. (Wikipedia)

Trinn 12: ATX strømforsyningsbrudd

ATX strømforsyningsenheter konverterer husholdnings AC til lavspenningsregulert likestrøm for de interne komponentene i en datamaskin. Moderne personlige datamaskiner bruker universelt strømforsyninger i svitsjet modus. En ATX -strømforsyning er designet for å dra nytte av en ATX -strømforsyning for å lage en strømforsyning ved bordet med nok strøm til å kjøre nesten alle elektronikkprosjektene dine. Siden ATX -strømforsyninger er ganske vanlige, kan de vanligvis enkelt reddes fra en kassert datamaskin, og dermed koste lite eller ingenting å skaffe. ATX -breakout kobles til 24 -pins ATX -kontakten og bryter ut 3,3V, 5V, 12V og -12V. Disse spenningsskinnene og bakkereferansen er koblet til utgangsbindende innlegg. Hver utgangskanal har en utskiftbar 5A sikring

Trinn 13: Digital kontroll DC-til-DC Buck-omformer

DC-DC Step-Down strømforsyningen har justerbar utgangsspenning og en LCD-skjerm.

• Strømbrikke: MP2307 (datablad)
• Inngangsspenning: 5-23V (20V anbefalt maksimum)
• Utgangsspenning: 0V-18V kontinuerlig justerbar
• Lagrer automatisk den siste innstilte spenningen
• Inngangsspenningen må være omtrent 1V høyere enn utgangsspenningen
• Utgangsstrøm: Vurdert til 3A, men 2A uten varmespredning

Kalibrering: Når inngangsspenningen er slått av, holder du nede venstre knapp og slår på strømmen. Slipp venstre knapp når displayet begynner å blinke. Bruk et multimeter for å måle utgangsspenningen. Trykk på venstre og høyre knapp for å justere spenningen til multimeteret måler omtrent 5,00V (4,98V eller 5,02V er greit). Under justeringen, ignorer LCD -displayet på enheten. Når den er justert, slår du av enheten og slår den på igjen. Kalibreringen er fullført, men kan gjentas etter behov.

Trinn 14: MicroUSB Breakout

Denne modulen bryter ut en MicroUSB-kontaktstift til VCC, GND, ID, D- og D+ skruer på en rekkeklemme.

Når det gjelder ID-signalet, har en OTG-kabel (wikipedia) en mikro-A-plugg i den ene enden og en mikro-B-plugg i den andre enden. Den kan ikke ha to plugger av samme type. OTG la til en femte pin til standard USB-kontakt, kalt ID-pin. Micro-A-pluggen har ID-pinnen jordet, mens ID-en i micro-B-pluggen flyter. En enhet med en mikro-A-plugg satt inn blir en OTG A-enhet, og en enhet med en mikro-B-plugg er en B-enhet. Typen plugg som settes inn, oppdages av tilstanden til pin -ID -en.

Trinn 15: SIM -verktøy

En abonnentidentifikasjonsmodul (SIM), kjent som et SIM -kort, er en integrert krets som er ment å lagre det internasjonale mobilabonnentidentifikasjonsnummeret (IMSI) og tilhørende nøkkel, som brukes til å identifisere og autentisere abonnenter på mobiltelefoni enheter (for eksempel mobiltelefoner og datamaskiner). Det er også mulig å lagre kontaktinformasjon på mange SIM -kort. SIM -kort brukes alltid på GSM -telefoner. For CDMA-telefoner trengs SIM-kort bare for nyere LTE-kompatible telefoner. SIM -kort kan også brukes i satellitt -telefoner, smartklokker, datamaskiner eller kameraer. (Wikipedia)

MagicSIM Windows -programvare for USB -adapter kan brukes med USB -enheten. Det er også en driver for Prolific PL2303 USB Chip om nødvendig.

Trinn 16: Lev HackLife

Vi håper du har hatt glede av denne måneds reise til DIY -elektronikk. Nå ut og del suksessen din i kommentarene nedenfor eller på HackerBoxes Facebook Group. Gi oss beskjed hvis du har spørsmål eller trenger hjelp med noe.

Bli med på revolusjonen. Lev HackLife. Du kan få en kul boks med hackbar elektronikk og datatekniske prosjekter levert rett i postkassen din hver måned. Bare surf over til HackerBoxes.com og abonner på den månedlige HackerBox -tjenesten.