HackerBox 0039: Nivå upp: 16 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Med HackerBox 0039 utnyttjar HackerBox Hackers runt om i världen ATX -strömförsörjningar för att driva sina projekt, lär sig hur transistorer utgör logiska grindar och utforskar innehållet i mobila SIM -kort. Denna instruktionsbok innehåller information om hur du kommer igång med HackerBox #0039, som kan köpas här så länge lagret räcker. Om du vill få en sån här HackerBox i din brevlåda varje månad, prenumerera på HackerBoxes.com och gå med i revolutionen!

Ämnen och inlärningsmål för HackerBox 0039:

• Tryck på standardspänningsnivåer från en bärgad PC -matning
• Konvertera 12V DC till en variabel utspänning
• Montera sex olika logikportar med NPN -transistorer
• Utforska innehållet i mobila SIM -kort
• Acceptera eller utfärda myntutmaningar - hackerstil

HackerBoxes är den månatliga prenumerationstjänsten för DIY -elektronik och datorteknik. Vi är hobbyister, tillverkare och experimenterande. Vi är drömmarnas drömmare.

HACKA PLANET

Steg 1: Innehållslista för HackerBox 0039

• ATX Power Supply Breakout
• DC-till-DC Power Buck-omvandlare
• Akrylhölje för effektomvandlare
• Tre exklusiva kretskort från transistor till port
• Komponentsats för transistor-till-grindar
• Kvinnligt MicroUSB -anslutningsblock
• MicroUSB -kabel
• Trevägs SIM-kortadapter
• USB -kortläsare och skrivare
• Exklusivt HackerBox Challenge Coin
• Dekaler för Transistor-to-Gates
• Exklusiv HackLife Vinyl Transfer

Några andra saker som kommer att vara till hjälp:

• Lödkolv, löd och grundläggande lödverktyg
• Räddad ATX strömförsörjning

Viktigast av allt, du behöver en känsla av äventyr, hackeranda, tålamod och nyfikenhet. Att bygga och experimentera med elektronik, samtidigt som det är mycket givande, kan vara svårt, utmanande och till och med frustrerande ibland. Målet är framsteg, inte perfektion. När du fortsätter och njuter av äventyret kan du få stor tillfredsställelse från denna hobby. Ta varje steg långsamt, tänk på detaljerna och var inte rädd för att be om hjälp.

Det finns en mängd information för nuvarande och potentiella medlemmar i HackerBoxes FAQ. Nästan alla icke-tekniska support-e-postmeddelanden som vi får besvaras redan där, så vi uppskattar verkligen att du tar några minuter att läsa vanliga frågor.

Steg 2: MYNTKONTROLL

UTMANINGSMYNT kan vara små mynt eller medaljonger som bär en organisations insignier eller emblem och bärs av organisationens medlemmar. Traditionellt kan de ges för att bevisa medlemskap när de utmanas och för att förbättra moralen. Dessutom samlas de också in av servicemedlemmar. I praktiken presenteras utmaningsmynt normalt av enhetschefer som ett erkännande av en särskild prestation av en medlem i enheten. De utbyts också som ett erkännande för besök i en organisation. (Wikipedia)

Steg 3: Transistorer-till-grindar

HackerBox Transistor-to-Gates PCB och delar kit hjälper till att demonstrera och utforska hur logiska grindar byggs upp från transistorer.

I transistor -transistor logic (TTL) enheter tillhandahåller transistorer den logiska funktionen. TTL -integrerade kretsar användes i stor utsträckning i applikationer som datorer, industriella kontroller, testutrustning och instrumentering, konsumentelektronik och synt. 7400 -serien av Texas Instruments blev särskilt populär. TTL-tillverkare erbjöd ett brett utbud av logiska grindar, flip-flops, räknare och andra kretsar. Variationer av den ursprungliga TTL -kretsdesignen erbjöd högre hastighet eller lägre effektförlust för att möjliggöra designoptimering. TTL-enheter tillverkades ursprungligen i keramiska och plastiska dual-in-line (DIP) -paket och i plattform. TTL-chips tillverkas nu också i ytmonterade paket. TTL blev grunden för datorer och annan digital elektronik. Även efter mycket storskalig integration (VLSI) gjorde integrerade kretsar processorer med flera kretskort föråldrade, men TTL-enheter hittade fortfarande omfattande användning som limlogik mellan mer tätt integrerade komponenter. (Wikipedia)

Transistors-to-Gates PCB och kitinnehåll:

• Tre exklusiva PCB: er från transistorer till port
• Dekaler för kretsar från transistorer till portar
• Tio 2N2222A NPN-transistorer (paket TO-92)
• Tio 1K -resistorer (brun, svart, röd)
• Tio 10K -resistorer (brun, svart, orange)
• Tio 5 mm gröna lysdioder
• Tio taktila tillfälliga knappar

Steg 4: Buffertport

En buffertport är en grundläggande logisk grind som överför sin inmatning, oförändrad, till dess utgång. Dess beteende är motsatsen till en NOT -grind. Huvudsyftet med en buffert är att regenerera ingången. En buffert har en ingång och en utgång; dess utmatning är alltid lika med dess ingång. Buffertar används också för att öka utbredningsfördröjningen för kretsar. (WikiChip)

Buffertkretsen som används här är ett utmärkt exempel på hur en transistor kan fungera som en switch. När basstiftet är aktiverat får strömmen strömma från samlingsstiftet till emitterstiftet. Den strömmen passerar genom (och tänder) lysdioden. Så vi säger att aktiveringen av transistorbasen slår på och av lysdioden.

MONTERINGSANMÄRKNINGAR

• NPN -transistorer: sändarstift mot undersidan av kretskortet, platt sida av transistorfodralet till höger
• LED: Kort stift sätts in mot elnätet (mot botten av kretskortet)
• Motstånd: polaritet spelar ingen roll, men placering gör det. Basmotstånden är 10K Ohm och motstånden i linje med lysdioderna är 1K Ohm.
• Ström: anslut 5VDC och jord till motsvarande kuddar på baksidan av varje kretskort

FÖLJ DEKONVENTIONERNA FÖR ALLA TRE PCB

Steg 5: Inverter Gate

En Inverter Gate eller NOT NOT, är en logisk gate som implementerar logisk negation. När ingången är LÅG är utgången HÖG och när ingången är HÖG är utgången LÅG. Inverterare är kärnan i alla digitala system. Att förstå dess funktion, beteende och egenskaper för en specifik process gör det möjligt att expandera dess design till mer komplexa strukturer som NOR och NAND grindar. Det elektriska beteendet hos mycket större och komplexa kretsar kan härledas genom att extrapolera beteendet som observerats från enkla inverterare. (WikiChip)

Steg 6: ELLER Gate

OR -porten är en digital logikport som implementerar logisk disjunktion. En HIGH -utgång (1) uppstår om en eller båda ingångarna till grinden är HIGH (1). Om ingen av ingångarna är höga resulterar en LÅG utgång (0). I en annan mening hittar funktionen OR ELLER maximalt mellan två binära siffror, precis som den kompletterande OCH -funktionen hittar minimum. (Wikipedia)

Steg 7: NOR Gate

NOR-porten (NOT-OR) är en digital logisk grind som implementerar logisk NOR. En HIGH -utgång (1) uppstår om båda ingångarna till grinden är LÅG (0); om en eller båda ingångarna är HIGH (1), resulterar en LOW -utgång (0). NOR är resultatet av förnekandet av OR -operatören. Det kan också ses som en OCH -grind med alla ingångar inverterade. NOR -grindar kan kombineras för att generera någon annan logisk funktion. Dela denna fastighet med NAND -porten. Däremot är OR -operatören monoton eftersom den bara kan ändra LÅG till HÖG men inte tvärtom. (Wikipedia)

Steg 8: OCH Gate

AND -porten är en grundläggande digital logikport som implementerar logisk konjunktion. En HIGH -utgång (1) uppstår endast om alla ingångar till AND -grinden är HIGH (1). Om ingen eller inte alla ingångar till OCH -grinden är HÖG, resulterar en LÅG utgång. Funktionen kan utökas till valfritt antal ingångar. (Wikipedia)

Steg 9: NAND Gate

NAND-porten (NOT-AND) är en logisk grind som producerar en utgång som är falsk endast om alla dess ingångar är sanna. Dess utmatning kompletterar den för en OCH -grind. En LÅG (0) utgång ger endast om alla ingångar till grinden är HÖG (1); om någon ingång är LÅG (0), resulterar en HÖG (1) utgång.

Enligt De Morgans sats kan en två-ingångs NAND-gate logik uttryckas som AB = A+B, vilket gör en NAND-gate motsvarande inverterare följt av en OR-gate.

NAND -porten är viktig eftersom alla booleska funktioner kan implementeras med hjälp av en kombination av NAND -grindar. Denna egenskap kallas funktionell fullständighet. Den delar denna fastighet med NOR -porten. Digitala system som använder vissa logikkretsar drar nytta av NAND: s funktionella fullständighet.

(Wikipedia)

Steg 10: XOR Gate

XOR -porten eller Exclusive OR är en logisk operation som bara sänder ut när ingångarna skiljer sig åt (en är sann, den andra är falsk). Det får namnet "exklusivt eller" eftersom betydelsen av "eller" är tvetydig när båda operanderna är sanna; exklusiv eller operatör utesluter det fallet. Detta är ibland tänkt som "det ena eller det andra men inte båda". Detta kan skrivas som "A eller B, men inte, A och B". (Wikipedia)

Även om XOR är en viktig logisk grind, kan den byggas upp från andra, enklare grindar. Följaktligen bygger vi inte en här, men vi kan studera den här fina skrivningen för en NPN Transistor XOR Gate Circuit som ett första exempel på att kamma ihop de transistorbaserade portarna för att göra mer komplex logik.

Steg 11: Kombinationell logik

Kombinationell logik, i digital kretsteori, kallas ibland som tidsoberoende logik eftersom den inte har några minneselement. Utgången är enbart en funktion av den aktuella ingången. Detta står i kontrast till sekventiell logik, där utsignalen inte bara beror på den aktuella ingången utan också på ingångens historia. Med andra ord har sekventiell logik minne medan kombinationslogik inte har det. Kombinationell logik används i datorkretsar för att utföra booleska algebra på insignaler och på lagrad data. Praktiska datorkretsar innehåller normalt en blandning av kombinations- och sekventiell logik. Till exempel är den del av en aritmetisk logisk enhet, eller ALU, som gör matematiska beräkningar konstruerad med hjälp av kombinationslogik. Andra kretsar som används i datorer, såsom adderare, multiplexrar, demultiplexrar, kodare och avkodare är också gjorda med hjälp av kombinationslogik. (Wikipedia)

Steg 12: ATX Power Supply Breakout

ATX-nätaggregat omvandlar hushålls AC till lågspänningsreglerad likström för datorns interna komponenter. Moderna persondatorer använder universellt strömförsörjningar med switchat läge. Ett ATX -strömförsörjningsavbrott är utformat för att dra nytta av en ATX -strömförsörjning för att skapa en strömförsörjning på bänken med tillräckligt med ström för att köra nästan alla dina elektronikprojekt. Eftersom ATX -nätaggregat är ganska vanligt kan de vanligtvis enkelt bärgas från en kasserad dator och kostar därför lite eller ingenting att skaffa. ATX -breakout ansluter till 24 -stifts ATX -kontakten och bryter ut 3,3V, 5V, 12V och -12V. Dessa spänningsskenor och jordreferensen är kopplade till utgående bindande stolpar. Varje utgångskanal har en utbytbar 5A säkring

Steg 13: Digital kontroll DC-till-DC Buck-omvandlare

DC-DC Step-Down Power Supply har justerbar utspänning och en LCD-display.

• Power Chip: MP2307 (datablad)
• Ingångsspänning: 5-23V (20V rekommenderas maximalt)
• Utgångsspänning: 0V-18V kontinuerligt justerbar
• Sparar automatiskt den sista inställda spänningen
• Ingångsspänningen måste vara cirka 1 V högre än utspänningen
• Utgångsström: Klassad till 3A, men 2A utan värmeavledning

Kalibrering: Med inmatning avstängd, håll ned vänster knapp och slå på strömmen. Släpp vänster knapp när displayen börjar blinka. Använd en multimeter för att mäta utspänningen. Tryck på vänster och höger knapp för att justera spänningen tills multimetern mäter ca 5,00V (4,98V eller 5,02V är bra). Under justeringen, ignorera LCD -displayen på enheten. När du har justerat, stäng av enheten och slå sedan på den igen. Kalibreringen är klar, men kan upprepas vid behov.

Steg 14: MicroUSB Breakout

Denna modul bryter ut en MicroUSB-kontaktstift till VCC, GND, ID, D- och D+ skruvar på ett plint.

När det gäller ID-signalen har en OTG-kabel (wikipedia) en mikro-A-kontakt i ena änden och en mikro-B-kontakt i den andra änden. Den kan inte ha två kontakter av samma typ. OTG lade till en femte stift till standard USB-kontakten, kallad ID-pin. Micro-A-kontakten har ID-stiftet jordat, medan ID i micro-B-kontakten är flytande. En enhet med en micro-A-kontakt insatt blir en OTG A-enhet, och en enhet med en micro-B-plugg insatt blir en B-enhet. Den typ av plugg som sätts in detekteras av tillståndet för pin -ID.

Steg 15: SIM -verktyg

En Subscriber Identification Module (SIM), allmänt känd som ett SIM -kort, är en integrerad krets som är avsedd att säkert lagra det internationella mobilabonnentidentitetsnumret (IMSI) och dess relaterade nyckel, som används för att identifiera och autentisera abonnenter på mobiltelefoni enheter (t.ex. mobiltelefoner och datorer). Det är också möjligt att lagra kontaktinformation på många SIM -kort. SIM -kort används alltid på GSM -telefoner. För CDMA-telefoner behövs bara SIM-kort för nyare LTE-kompatibla telefoner. SIM -kort kan också användas i satellittelefoner, smarta klockor, datorer eller kameror. (Wikipedia)

MagicSIM Windows -programvara för USB -adapter kan användas med USB -enheten. Det finns också en drivrutin för Prolific PL2303 USB -chip om det behövs.

Steg 16: Lev HackLife

Vi hoppas att du har haft denna månads resa till DIY -elektronik. Nå ut och dela din framgång i kommentarerna nedan eller på HackerBoxes Facebook Group. Hör av dig till oss om du har några frågor eller behöver hjälp med något.

Gå med i revolutionen. Lev HackLife. Du kan få en cool låda med hackbar elektronik och datatekniska projekt levererade direkt till din brevlåda varje månad. Surfa bara över till HackerBoxes.com och prenumerera på den månatliga HackerBox -tjänsten.