HackerBox 0039: Lên cấp: 16 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Với HackerBox 0039, HackerBox trên khắp thế giới đang tận dụng nguồn điện ATX để cung cấp năng lượng cho các dự án của họ, tìm hiểu cách các bóng bán dẫn tạo ra các cổng logic và khám phá nội dung của thẻ SIM di động. Có thể hướng dẫn này chứa thông tin để bắt đầu với HackerBox # 0039, bạn có thể mua thông tin này tại đây trong khi hết hàng. Nếu bạn muốn nhận được một HackerBox như thế này ngay trong hộp thư của mình mỗi tháng, hãy đăng ký tại HackerBoxes.com và tham gia cuộc cách mạng!

Các chủ đề và mục tiêu học tập cho HackerBox 0039:

• Nhấn vào các mức điện áp tiêu chuẩn từ nguồn cung cấp PC tận dụng
• Chuyển đổi 12V DC thành nguồn điện áp đầu ra có thể thay đổi
• Lắp ráp sáu cổng logic khác nhau bằng cách sử dụng bóng bán dẫn NPN
• Khám phá nội dung của thẻ SIM di động
• Chấp nhận hoặc phát hành thách thức tiền xu - phong cách của hacker

HackerBoxes là dịch vụ hộp đăng ký hàng tháng dành cho công nghệ máy tính và điện tử DIY. Chúng tôi là những người có sở thích, nhà sản xuất và thử nghiệm. Chúng ta là những kẻ mơ mộng.

HACK KẾ HOẠCH

Bước 1: Danh sách nội dung cho HackerBox 0039

• Đột phá nguồn điện ATX
• Bộ chuyển đổi nguồn DC-to-DC
• Vỏ bọc acrylic cho bộ chuyển đổi điện
• Ba PCB Transistor-to-Gate độc quyền
• Bộ linh kiện cho Transistor-to-Gates
• Khối đầu cuối MicroUSB nữ
• Cáp MicroUSB
• Bộ chuyển đổi thẻ SIM ba chiều
• Đầu đọc và ghi thẻ SIM USB
• Đồng xu thách thức HackerBox độc quyền
• Đề can cho Transistor-to-Gates
• Chuyển Vinyl độc quyền của HackLife

Một số điều khác sẽ hữu ích:

• Hàn sắt, thuốc hàn và các dụng cụ hàn cơ bản
• Bộ nguồn ATX tận dụng

Quan trọng nhất, bạn sẽ cần một cảm giác phiêu lưu, tinh thần hacker, sự kiên nhẫn và sự tò mò. Việc xây dựng và thử nghiệm với thiết bị điện tử, mặc dù rất bổ ích, nhưng đôi khi có thể khó khăn, thử thách và thậm chí khiến bạn nản lòng. Mục tiêu là sự tiến bộ, không phải sự hoàn hảo. Khi bạn kiên trì và tận hưởng cuộc phiêu lưu, bạn có thể thỏa mãn rất nhiều từ sở thích này. Hãy thực hiện từng bước một cách chậm rãi, chú ý đến các chi tiết và đừng ngại yêu cầu sự giúp đỡ.

Có rất nhiều thông tin cho các thành viên hiện tại và tương lai trong Câu hỏi thường gặp về HackerBoxes. Hầu hết tất cả các email hỗ trợ không liên quan đến kỹ thuật mà chúng tôi nhận được đều đã được trả lời ở đó, vì vậy chúng tôi thực sự đánh giá cao việc bạn dành vài phút để đọc Câu hỏi thường gặp.

Bước 2: KIỂM TRA TIỀN

TIỀN THỬ THÁCH có thể là một đồng xu nhỏ hoặc huy chương, mang phù hiệu hoặc biểu tượng của tổ chức và được các thành viên của tổ chức mang theo. Theo truyền thống, chúng có thể được đưa ra để chứng minh tư cách thành viên khi bị thách thức và để nâng cao tinh thần. Ngoài ra, chúng cũng được thu thập bởi các thành viên dịch vụ. Trong thực tế, các đồng xu thách đấu thường được cấp bởi chỉ huy đơn vị để công nhận thành tích đặc biệt của một thành viên trong đơn vị. Họ cũng được trao đổi để ghi nhận các chuyến thăm đến một tổ chức. (Wikipedia)

Bước 3: Bóng bán dẫn đến cổng

Bộ phụ kiện và PCB của HackerBox Transistor-to-Gates giúp chứng minh và khám phá cách các cổng logic được hình thành từ các bóng bán dẫn.

Trong các thiết bị bóng bán dẫn-lôgic bóng bán dẫn (TTL), các bóng bán dẫn cung cấp chức năng logic. Các mạch tích hợp TTL được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như máy tính, điều khiển công nghiệp, thiết bị kiểm tra và thiết bị đo đạc, điện tử tiêu dùng và máy tổng hợp. Dòng 7400 của Texas Instruments trở nên đặc biệt phổ biến. Các nhà sản xuất TTL cung cấp một loạt các cổng logic, flip-flops, bộ đếm và các mạch khác. Các biến thể của thiết kế mạch TTL ban đầu cung cấp tốc độ cao hơn hoặc tiêu hao công suất thấp hơn để cho phép tối ưu hóa thiết kế. Thiết bị TTL ban đầu được sản xuất ở dạng gói kép trong dòng (DIP) bằng gốm và nhựa và dạng gói phẳng. Các chip TTL hiện cũng được sản xuất trong các gói gắn trên bề mặt. TTL trở thành nền tảng của máy tính và các thiết bị điện tử kỹ thuật số khác. Ngay cả sau khi các mạch tích hợp tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) làm cho bộ vi xử lý nhiều bảng trở nên lỗi thời, các thiết bị TTL vẫn được sử dụng rộng rãi vì giao diện logic keo giữa các thành phần tích hợp dày đặc hơn. (Wikipedia)

Nội dung Kit và PCB của Transistor-to-Gates:

• Ba PCBs-to-Gate độc quyền
• Đề can cho mạch bóng bán dẫn đến cổng
• Mười bóng bán dẫn NPN 2N2222A (Gói TO-92)
• Mười điện trở 1K (nâu, đen, đỏ)
• Mười điện trở 10K (nâu, đen, cam)
• Mười đèn LED xanh 5mm
• Mười nút khoảnh khắc xúc giác

Bước 4: Cổng đệm

Cổng đệm là một cổng logic cơ bản chuyển đầu vào, không thay đổi, đến đầu ra của nó. Hành vi của nó ngược lại với cổng NOT. Mục đích chính của bộ đệm là tái tạo đầu vào. Bộ đệm có một đầu vào và một đầu ra; đầu ra của nó luôn bằng đầu vào của nó. Bộ đệm cũng được sử dụng để tăng độ trễ lan truyền của mạch. (WikiChip)

Mạch đệm được sử dụng ở đây là một ví dụ tuyệt vời về cách một bóng bán dẫn có thể hoạt động như một công tắc. Khi chân Base được kích hoạt, dòng điện được phép chạy từ chân Collector đến chân Emitter. Dòng điện đó đi qua (và chiếu sáng) đèn LED. Vì vậy, chúng tôi nói rằng việc kích hoạt Đế bóng bán dẫn sẽ bật và tắt đèn LED.

GHI CHÚ LẮP RÁP

• Bóng bán dẫn NPN: chân phát ra phía dưới của PCB, mặt phẳng của hộp bóng bán dẫn ở bên phải
• LED: Chân ngắn được cắm về phía lưới nối đất (về phía dưới cùng của PCB)
• Điện trở: cực tính không quan trọng, nhưng vị trí thì có. Các điện trở cơ bản là 10K Ohm và các điện trở nội tuyến với đèn LED là 1K Ohm.
• Nguồn: kết nối 5VDC và nối đất với các miếng đệm tương ứng ở mặt sau của mỗi PCB

HÃY LÀM THEO CÁC Ý KIẾN NÀY CHO TẤT CẢ BA PCB

Bước 5: Cổng biến tần

Cổng Biến tần hay Cổng NOT, là một cổng logic thực hiện phủ định logic. Khi đầu vào THẤP, đầu ra CAO và khi đầu vào CAO, đầu ra THẤP. Biến tần là hạt nhân của tất cả các hệ thống kỹ thuật số. Hiểu hoạt động, hành vi và thuộc tính của nó cho một quy trình cụ thể giúp bạn có thể mở rộng thiết kế của nó lên các cấu trúc phức tạp hơn như cổng NOR và NAND. Hoạt động điện của mạch điện lớn hơn và phức tạp hơn nhiều có thể được suy ra bằng cách ngoại suy hành vi quan sát được từ các bộ biến tần đơn giản. (WikiChip)

Bước 6: HOẶC Cổng

Cổng OR là một cổng logic kỹ thuật số thực hiện kết nối logic. Kết quả đầu ra CAO (1) nếu một hoặc cả hai đầu vào cổng là CAO (1). Nếu đầu vào không cao, kết quả đầu ra LOW (0). Theo một nghĩa khác, hàm OR tìm giá trị lớn nhất giữa hai chữ số nhị phân, giống như hàm AND bổ sung tìm giá trị nhỏ nhất. (Wikipedia)

Bước 7: Cổng NOR

Cổng NOR (NOT-OR) là cổng logic kỹ thuật số thực hiện NOR logic. Kết quả đầu ra CAO (1) nếu cả hai đầu vào vào cổng đều LOW (0); nếu một hoặc cả hai đầu vào là CAO (1), kết quả đầu ra THẤP (0). NOR là kết quả của sự phủ định của toán tử OR. Nó cũng có thể được xem như một cổng AND với tất cả các đầu vào được đảo ngược. Các cổng NOR có thể được kết hợp để tạo ra bất kỳ hàm logic nào khác. Chia sẻ tài sản này với cổng NAND. Ngược lại, toán tử OR là đơn điệu vì nó chỉ có thể thay đổi LOW thành HIGH nhưng không thể ngược lại. (Wikipedia)

Bước 8: Cổng VÀ

Cổng AND là một cổng logic kỹ thuật số cơ bản thực hiện kết hợp logic. Kết quả đầu ra CAO (1) chỉ cho kết quả nếu tất cả các đầu vào vào cổng VÀ là CAO (1). Nếu không có hoặc không phải tất cả các đầu vào cho cổng VÀ đều CAO, kết quả đầu ra THẤP. Chức năng này có thể được mở rộng cho bất kỳ số lượng đầu vào nào. (Wikipedia)

Bước 9: Cổng NAND

Cổng NAND (NOT-AND) là cổng logic tạo ra đầu ra chỉ sai nếu tất cả các đầu vào của nó là đúng. Đầu ra của nó là bổ sung cho cổng AND. Kết quả đầu ra LOW (0) chỉ cho kết quả nếu tất cả các đầu vào vào cổng là CAO (1); nếu bất kỳ đầu vào nào là THẤP (0), kết quả đầu ra CAO (1).

Theo định lý De Morgan, logic của cổng NAND hai đầu vào có thể được biểu thị là AB = A + B, làm cho cổng NAND tương đương với các bộ nghịch lưu theo sau là cổng OR.

Cổng NAND rất quan trọng vì bất kỳ hàm boolean nào cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng kết hợp các cổng NAND. Thuộc tính này được gọi là tính hoàn chỉnh của chức năng. Nó chia sẻ tài sản này với cổng NOR. Các hệ thống kỹ thuật số sử dụng các mạch logic nhất định tận dụng lợi thế của tính hoàn chỉnh chức năng của NAND.

(Wikipedia)

Bước 10: Cổng XOR

Cổng XOR hoặc OR Exclusive OR là một phép toán logic chỉ xuất ra true khi các đầu vào khác nhau (một là đúng, còn lại là sai). Nó nhận được tên "độc quyền hoặc" bởi vì ý nghĩa của "hoặc" là không rõ ràng khi cả hai toán hạng đều đúng; nhà điều hành hoặc độc quyền loại trừ trường hợp đó. Điều này đôi khi được cho là "cái này hay cái kia nhưng không phải là cả hai". Điều này có thể được viết là "A hoặc B, nhưng không phải, A và B". (Wikipedia)

Trong khi XOR là một cổng logic quan trọng, nó có thể được xây dựng từ các cổng khác, đơn giản hơn. Theo đó, chúng ta không xây dựng một cái ở đây, nhưng chúng ta có thể nghiên cứu bài viết hay này cho Mạch cổng NPN Transistor XOR như một ví dụ đầu tiên về việc kết hợp các cổng dựa trên bóng bán dẫn lại với nhau để tạo ra logic phức tạp hơn.

Bước 11: Logic kết hợp

Logic tổ hợp, trong lý thuyết mạch kỹ thuật số, đôi khi được gọi là logic không phụ thuộc thời gian vì nó không có phần tử bộ nhớ. Đầu ra chỉ là một hàm thuần túy của đầu vào hiện tại. Điều này trái ngược với logic tuần tự, trong đó đầu ra không chỉ phụ thuộc vào đầu vào hiện tại mà còn phụ thuộc vào lịch sử của đầu vào. Nói cách khác, logic tuần tự có bộ nhớ trong khi logic tổ hợp thì không. Logic tổ hợp được sử dụng trong các mạch máy tính để thực hiện đại số Boolean trên các tín hiệu đầu vào và trên dữ liệu được lưu trữ. Các mạch máy tính thực tế thường chứa hỗn hợp logic tổ hợp và tuần tự. Ví dụ, một phần của đơn vị logic số học, hoặc ALU, thực hiện các phép tính toán học được xây dựng bằng cách sử dụng logic tổ hợp. Các mạch khác được sử dụng trong máy tính, chẳng hạn như bộ cộng, bộ ghép kênh, bộ phân kênh, bộ mã hóa và bộ giải mã cũng được thực hiện bằng cách sử dụng logic tổ hợp. (Wikipedia)

Bước 12: Đột phá nguồn điện ATX

Bộ cấp nguồn ATX chuyển đổi nguồn điện xoay chiều gia đình sang nguồn điện một chiều được điều chỉnh bằng điện áp thấp cho các thành phần bên trong của máy tính. Máy tính cá nhân hiện đại thường sử dụng nguồn điện ở chế độ chuyển mạch. Bộ ngắt nguồn ATX được thiết kế để tận dụng lợi thế của bộ nguồn ATX để tạo ra một bộ nguồn để bàn có đủ dòng điện để chạy hầu hết mọi dự án điện tử của bạn. Vì các bộ nguồn ATX khá phổ biến, chúng thường có thể dễ dàng được lấy ra từ một máy tính đã bỏ đi, và do đó tốn ít hoặc không tốn kém gì để mua. Ngắt ATX kết nối với đầu nối ATX 24 chân và ngắt 3.3V, 5V, 12V và -12V. Các đường ray điện áp này và tham chiếu mặt đất được ghép nối với các trụ đầu ra. Mỗi kênh đầu ra có một cầu chì 5A có thể thay thế

Bước 13: Điều khiển kỹ thuật số DC-to-DC Buck Converter

Bộ nguồn DC-DC Step-Down có điện áp đầu ra có thể điều chỉnh và màn hình LCD.

• Chip nguồn: MP2307 (biểu dữ liệu)
• Điện áp đầu vào: 5-23V (tối đa khuyến nghị 20V)
• Điện áp đầu ra: 0V-18V có thể điều chỉnh liên tục
• Tự động tiết kiệm điện áp đặt cuối cùng
• Điện áp đầu vào phải cao hơn điện áp đầu ra khoảng 1V
• Dòng điện đầu ra: Định mức đến 3A, nhưng 2A không có tản nhiệt

Hiệu chỉnh: Khi tắt nguồn đầu vào, nhấn giữ nút bên trái và bật nguồn. Khi màn hình bắt đầu nhấp nháy, hãy nhả nút bên trái. Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện áp đầu ra. Nhấn nút trái và phải để điều chỉnh điện áp cho đến khi đồng hồ vạn năng đo được khoảng 5,00V (4,98V hoặc 5,02V đều được). Trong khi điều chỉnh, bỏ qua màn hình LCD trên thiết bị. Sau khi điều chỉnh, tắt nguồn thiết bị và sau đó bật lại. Quá trình hiệu chuẩn đã hoàn tất, nhưng có thể lặp lại nếu cần.

Bước 14: Đột phá MicroUSB

Mô-đun này ngắt các chân kết nối MicroUSB với các vít VCC, GND, ID, D- và D + trên khối đầu cuối.

Về tín hiệu ID, cáp OTG (wikipedia) có một đầu cắm micro-A và một đầu cắm micro-B ở đầu kia. Nó không thể có hai phích cắm cùng loại. OTG đã thêm một chân thứ năm vào đầu nối USB tiêu chuẩn, được gọi là chân ID. Phích cắm micro-A có chân ID được nối đất, trong khi mã ID trong phích cắm micro-B nổi. Thiết bị có cắm micro-A sẽ trở thành thiết bị A-OTG và thiết bị có cắm micro-B sẽ trở thành thiết bị B. Loại phích cắm được đưa vào được phát hiện bởi trạng thái của ID chân.

Bước 15: Công cụ SIM

Mô-đun nhận dạng thuê bao (SIM), được biết đến rộng rãi là thẻ SIM, là một mạch tích hợp nhằm mục đích lưu trữ an toàn số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) và khóa liên quan của nó, được sử dụng để xác định và xác thực thuê bao trên điện thoại di động thiết bị (chẳng hạn như điện thoại di động và máy tính). Nó cũng có thể lưu thông tin liên lạc trên nhiều thẻ SIM. Thẻ SIM luôn được sử dụng trên điện thoại GSM. Đối với điện thoại CDMA, thẻ SIM chỉ cần thiết cho các thiết bị cầm tay có khả năng LTE mới hơn. Thẻ SIM cũng có thể được sử dụng trong điện thoại vệ tinh, đồng hồ thông minh, máy tính hoặc máy ảnh. (Wikipedia)

MagicSIM Windows Software for USB Adapter có thể được sử dụng với thiết bị USB. Ngoài ra còn có một trình điều khiển cho chip USB Prolific PL2303 nếu cần.

Bước 16: Sống trong HackLife

Chúng tôi hy vọng bạn sẽ thích chuyến đi trong tháng này vào lĩnh vực điện tử DIY. Tiếp cận và chia sẻ thành công của bạn trong các bình luận bên dưới hoặc trên Nhóm Facebook HackerBoxes. Chắc chắn hãy cho chúng tôi biết nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần trợ giúp về bất cứ điều gì.

Tham gia cách mạng. Sống trong HackLife. Bạn có thể nhận được một hộp đồ điện tử có thể hack và các dự án công nghệ máy tính được gửi đến hộp thư của bạn mỗi tháng. Chỉ cần lướt qua HackerBoxes.com và đăng ký dịch vụ HackerBox hàng tháng.