HackerBoxes 0018: Circuit Circus: 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Circuit Circus: Tháng này, HackerBox đang làm việc với các mạch điện tử tương tự cũng như các kỹ thuật kiểm tra và đo lường mạch.

Có thể hướng dẫn này chứa thông tin để làm việc với HackerBoxes # 0018. Nếu bạn muốn nhận được một hộp như thế này ngay trong hộp thư của mình mỗi tháng, thì bây giờ là lúc để đăng ký tại HackerBoxes.com và tham gia cuộc cách mạng!

Chủ đề và Mục tiêu Học tập cho HackerBox này:

• Xây dựng thiết bị kiểm tra thành phần dựa trên bộ vi xử lý
• Rèn luyện kỹ năng hàn và lắp ráp PCB
• Hiểu việc sử dụng các thành phần điện tử khác nhau trong mạch
• Xem lại các kỹ thuật kiểm tra và đo lường cho các thành phần đó
• Hoàn thành khóa học Điện tử hiện đại mười bài
• Hoàn thành khóa học Điện tử tương tự mười bài
• Khám phá các ứng dụng và hạn chế của máy hiện sóng card âm thanh
• Thực hành các kỹ thuật tạo mẫu mạch trên breadboard

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. Và chúng ta là những kẻ mơ mộng.

Bước 1: HackerBoxes 0018: Nội dung hộp

• Thẻ tham chiếu có thể thu thập được của HackerBoxes # 0018
• Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử (Bộ hàn)
• Bộ thiết bị điện tử hiện đại và tương tự
• Bộ nhảy dây 140 mảnh
• 830 Point hàn Breadboard
• Mô-đun đột phá âm thanh 3,5 mm
• Cáp vá âm thanh 3,5 mm
• Hai kẹp pin 9V
• Bản vá sắt trên "Công nghệ ưu tú" độc quyền
• Decal độc quyền HackerBoxes Quad

Một số điều khác sẽ hữu ích:

• Hàn sắt, thuốc hàn và các dụng cụ hàn cơ bản
• Hai pin 9V
• Máy tính với Card âm thanh
• (tùy chọn) Card âm thanh USB **
• (tùy chọn) Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số

Quan trọng nhất, bạn sẽ cần cảm giác phiêu lưu, tinh thần tự làm và sự tò mò của hacker. Tự làm đồ điện tử Hardcore không phải là sở thích dễ dàng nhất, nhưng khi bạn kiên trì và tận hưởng cuộc phiêu lưu, bạn có thể thấy rất nhiều sự hài lòng khi kiên trì và bắt tay vào thực hiện các dự án của mình. Chỉ cần thực hiện từng bước một cách chậm rãi, chú ý đến các chi tiết và đừng ngần ngại yêu cầu sự giúp đỡ.

** Lưu ý về Card âm thanh: Bước 11 thảo luận về tùy chọn sử dụng Card âm thanh USB. Tình cờ có một số trong số này là hàng dư thừa tại HackerBoxes HQ. Chúng tôi đã tặng chúng MIỄN PHÍ như một phần quà thưởng với số lượng giới hạn NGẪU NHIÊN # 0018 HackerBox. Nếu bạn không nhận được, vui lòng lưu ý một lần nữa rằng chúng được phát ngẫu nhiên một cách tự do (không ảnh hưởng đến ngân sách cho hộp). Chúng không được bao gồm trong danh sách nội dung ở trên và do đó không thể được coi là một "mục thiếu". Nếu bạn thực sự muốn một cái, chúng có sẵn để mua tại đây. Cảm ơn bạn đa hiểu.

Bước 2: Tự động hóa dữ liệu, Chim cánh cụt và Chú hề

Decal độc quyền HackerBoxes Quad được thiết kế để tách thành bốn đề can nhỏ, mỗi đề can có kích thước hoàn hảo cho các thùng dự án, thiết bị di động, máy tính xách tay hoặc hộp công cụ.

Biểu tượng Tàu lượn được đặc trưng trên một trong những đề can thu nhỏ. Nó là một mô hình gồm năm chấm được sắp xếp trong một lưới. Mô hình cụ thể đó di chuyển trên bảng trong Trò chơi cuộc sống của Conway (một thiết bị tự động di động nổi tiếng). Tàu lượn đã được đề xuất như một biểu tượng để đại diện cho văn hóa con của hacker, kể từ khi Trò chơi Cuộc sống thu hút các hacker và khái niệm tàu lượn ra đời gần như cùng lúc với Internet và Unix. Mục nhập Wikipedia giải thích rằng biểu tượng này được sử dụng ở nhiều nơi khác nhau trong nền văn hóa con nhưng nó không được ưa chuộng trên toàn cầu. Nếu bạn không thích nó, hãy hack nó. Dù bằng cách nào, chúng tôi khuyên bạn nên tải chương trình hoặc ứng dụng "Conway's Game of Life" và chơi với nó. Một cuộc sống!

Có chuyện gì với chú hề? Nghệ thuật hâm mộ chú hề và chủ đề "Circuit Circus" là ám chỉ đến Khách sạn và Sòng bạc Circus Circus mang tính biểu tượng ở Las Vegas. Có lẽ chúng tôi sẽ gặp bạn ở Las Vegas vào mùa hè này cho DEFCON25?

Bước 3: Bộ thiết bị điện tử hiện đại và tương tự

Bộ thiết bị điện tử tương tự và hiện đại HackerBoxes chứa hơn 80 linh kiện điện tử. Nhiều trong số này có thể hữu ích khi thử nghiệm với Thiết bị Kiểm tra Linh kiện Điện tử.

Các thành phần này cùng với các nội dung khác của HackerBox # 0018 bao gồm mọi thứ cần thiết để thực hiện tất cả các thí nghiệm trong các khóa học trực tuyến Điện tử hiện đại và Điện tử tương tự được trình bày sau trong Tài liệu hướng dẫn này.

Bước 4: Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử - Giới thiệu

Tất cả chúng ta đều biết thách thức khó chịu để xác định các thông số chính xác của một thành phần trong hộp rác cũ. Các phương pháp xác định và đo lường thông thường thường khó và tốn nhiều thời gian. Thiết bị thử nghiệm này ở đây để tiết kiệm thời gian sử dụng thiết kế dựa trên vi điều khiển rất thông minh. Hơn hết, nó được cung cấp ở dạng kit để bạn có thể tự chế tạo nó!

Sau khi hoàn thành, chúng tôi sẽ tự động phát hiện và xác định sơ đồ chân cho bóng bán dẫn NPN và PNP, FET, điốt, điốt kép, thyristor và SCR.

Có thể đo điện trở lên đến 50MΩ với độ phân giải tối đa là 0,01Ω. Ba điểm kiểm tra cho phép kiểm tra chiết áp đơn giản.

Có thể đo điện dung 25pF-100mF với độ phân giải 1pF. Điện trở nối tiếp tương đương (ESR) được đo đối với tụ điện trên 90nF.

Các phép đo của Transistor kết hợp lưỡng cực bao gồm hệ số khuếch đại dòng điện cực thu - cực phát, điện áp ngưỡng gốc - cực phát, dòng rò cực góp - cực phát, điện áp ngưỡng cực phát và độ lợi dòng điện cao. Các bóng bán dẫn Darlington được xác định. Điốt bảo vệ cho bóng bán dẫn nguồn và FET được phát hiện.

Các phép đo thông số FET bao gồm điện áp ngưỡng nguồn cổng, điện trở nguồn xả và điện dung nguồn cổng.

Tính năng bổ sung:

Đo tần số 1Hz-1MHz

Đo chu kỳ lên đến 25kHz

Đo điện áp DC lên đến 50V

Máy phát tần số sóng vuông ở các tần số khác nhau

Máy phát điện 10bit PWM (1% - 99%)

Đầu đọc nhiệt kế kỹ thuật số (DS1820)

Đầu đọc Nhiệt độ / Độ ẩm (DHT11)

Bộ giải mã giao thức cảm biến IR (uPD6121 và TC9012)

Bộ mã hóa IR

Thông số kỹ thuật:

Bộ xử lý: Ổ cắm ATMEAG328P (28 chân DIP)

Màn hình màu: TFT với 160x128 pixel và độ sâu màu 16 bit

Đầu vào của người dùng: Bộ mã hóa quay với nút bấm

Nguồn đầu vào: 6.8-12VDC tại đầu nối thùng HOẶC Pin 9V

Mức tiêu thụ hiện tại: Khoảng 30mA

Bước 5: Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử - Hóa đơn vật tư

Bắt đầu xây dựng bộ công cụ bằng cách bỏ các thành phần vào một khay nhỏ và cẩn thận làm quen với từng thành phần.

Có 24 điện trở dây dẫn hướng trục có 12 giá trị khác nhau. Tất cả đều trông rất giống nhau. Chúng tôi khuyên bạn nên dành vài phút ngay bây giờ để tra cứu và ghi chú cẩn thận các giá trị của chúng vào băng giấy gắn với điện trở. Các điện trở không thể thay thế cho nhau. Nếu mỗi điện trở không được đặt vào vị trí thích hợp của nó trên PCB, thiết bị thử nghiệm sẽ không hoạt động.

Máy tính mã điện trở này rất tiện dụng. Đảm bảo chuyển sang tab "5 sọc". Một số "quá trình loại bỏ" có thể cần thiết khi hai bộ sọc màu trông rất giống nhau.

Bước 6: Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử - Giảm điện áp thoáng qua

Bộ kiểm tra linh kiện bao gồm ba thành phần gắn kết bề mặt nhỏ - tụ điện 100nF kích thước 0805, Diode P6KE6V8 kích thước 1812 và mảng diode SVR05-4 kích thước SOT23. Đây là các thành phần hoàn toàn tùy chọn để hỗ trợ Triệt tiêu điện áp thoáng qua (TVS). Trình thử nghiệm sẽ hoạt động tốt mà không có chúng, vì vậy trừ khi bạn có kinh nghiệm về kính hiển vi và SMT, chúng tôi thực sự khuyên bạn nên bắt đầu bằng cách vứt bỏ các thành phần này.

NẾU KHÔNG CÀI ĐẶT CÁC BỘ PHẬN SMT:

Mục đích của mạch bảo vệ TVS là cải thiện khả năng các chân đầu vào của bộ vi điều khiển có thể tồn tại dòng phóng khi một tụ điện tích điện được kết nối với các đầu vào thử nghiệm. Ngay cả khi đã lắp mạch TVS, việc bảo vệ vẫn không được đảm bảo. Do đó, điều rất quan trọng là phải phóng điện các tụ điện trước khi đo bằng thiết bị thử nghiệm có thẩm quyền.

NẾU BẠN ĐANG CÀI ĐẶT CÁC BỘ PHẬN NHỎ:

Ba thành phần SMT nên được hàn trước. Tụ điện và điốt đơn không phân cực và có thể được hàn theo một trong hai hướng. Tuy nhiên, mảng diode 6 chân có đánh dấu phân cực nên được căn chỉnh với cấu tạo trên màn lụa PCB.

Bước 7: Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử - Linh kiện nhỏ

Bắt đầu bằng cách hàn 24 điện trở. Đảm bảo rằng chúng đã được xác định chính xác bởi các dải màu của chúng. Hãy rất cẩn thận để đặt các giá trị chính xác vào các vị trí chính xác trên PCB. Điện trở không phân cực và có thể được lắp theo một trong hai hướng.

Sau khi một thành phần lỗ xuyên được hàn, chì phải được cắt cẩn thận từ phía sau rất gần với bề mặt PCB. Luôn đeo kính bảo hộ khi cắt dây dẫn.

Tiếp theo, lắp 9 tụ gốm đảm bảo khớp với các giá trị in trên tụ với các ký hiệu PCB. Các tụ điện này không phân cực và có thể được lắp theo một trong hai hướng.

Hai tụ điện giống như cái thùng màu đen. Chúng có cùng giá trị, nhưng đạo trình của chúng bị phân cực. Một bên nắp có sọc trắng. Đây là mặt tiêu cực. Dây dẫn còn lại là mặt tích cực và phải được căn chỉnh với dấu "+" trên PCB.

Đèn LED đỏ được phân cực. Dây dẫn dài hơn nên được đưa vào lỗ đệm kim loại hình vuông.

Năm thiết bị TO-92 có mặt cắt ngang hình bán nguyệt. Phù hợp với hướng của hình dạng này với đường viền được đánh dấu trên PCB. Lưu ý rằng có bốn loại thiết bị hoàn toàn khác nhau trong gói TO-92, vì vậy hãy đảm bảo khớp các số in trên gói với ký hiệu trên PCB.

Cuối cùng, Tinh thể 8MHz không phân cực.

Bước 8: Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử - Linh kiện lớn hơn

Tiếp theo, chèn và hàn các thành phần lớn hơn. Đây là những điều khá dễ hiểu, nhưng đây là một số gợi ý:

Mỗi đầu nối ba vít màu xanh phải được định hướng sao cho các cổng bên đối diện với cạnh của PCB để chèn các dây dẫn.

Cánh tay của ổ cắm ZIF (lực chèn bằng không) nên được để ở vị trí LÊN trong khi hàn.

Ổ cắm DIP28 phải được hàn vào mà không cần lắp chip. Căn chỉnh đánh dấu nửa vòng tròn trên PCB để có hình dạng tương tự được tạo thành một cạnh của ổ cắm. Sau khi hàn nguội trên ổ cắm, chip có thể được lắp vào theo cùng một dấu pin-một hình bán nguyệt.

Ổ cắm màn hình 8 chân được hàn vào PCB chính. Đầu cắm đực 8 chân được hàn vào mặt sau của màn hình TFT để kết hợp với ổ cắm.

Hai chân đế bằng đồng và bốn bu lông được sử dụng để ổn định mô-đun hiển thị khi nó được lắp vào.

Bốn chân đế bằng đồng và bốn bu lông được sử dụng để tạo thành các chân ở phía sau của PCB chính. Các chân này ngăn không cho các dây dẫn được cắt tỉa của các thành phần hàn khỏi làm xước màn hình, vì chúng có thể khá sắc.

Các dây dẫn kẹp pin 9V được hàn vào các lỗ có nhãn 9V ở phía bên trái của PCB. Dây dẫn màu đỏ đi vào thiết bị đầu cuối "+".

Bước 9: Sử dụng thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử

Sau khi cấp nguồn cho Thiết bị Kiểm tra Thành phần, nó có thể được cấp nguồn bằng cách nhấn xuống bộ mã hóa quay (có một nút nhấn được tích hợp vào bộ mã hóa). Có một quá trình hiệu chuẩn có thể được thực hiện bằng cách rút ngắn ba điểm kiểm tra lại với nhau. Bạn có thể tùy chọn bỏ qua hiệu chuẩn ngay bây giờ và bắt đầu ngay việc thử một số thành phần để kiểm tra trong bước tiếp theo.

Một tài liệu rất chi tiết có tên TransistorTester với vi điều khiển AVR và một chút nữa được cập nhật thường xuyên và có sẵn trực tuyến. Tài liệu này trình bày về thiết kế, cách sử dụng và lý thuyết hoạt động cho các hiện thân khác nhau của các dụng cụ này. Chắc chắn hãy kiểm tra nó ra.

Trang này có rất nhiều tài nguyên liên quan bằng các ngôn ngữ khác nhau.

Bước 10: Khóa học "Điện tử hiện đại" trực tuyến 10 bài học

Tất cả mọi thứ bạn cần cho khóa học video trực tuyến PyroElectro Modern Electronics đều có trong Bộ công cụ điện tử tương tự và hiện đại HackerBox.

Trong khi khám phá các bài học về điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điốt và bóng bán dẫn, hãy dành một giây để kiểm tra linh kiện đang được khảo sát bằng Thiết bị kiểm tra linh kiện điện tử.

Khi bạn tìm hiểu thêm về cách mỗi thành phần hoạt động trong một mạch, bạn có thể muốn truy cập tài liệu lớn về Thiết bị Kiểm tra Linh kiện Điện tử và xem lại lý thuyết hoạt động để khám phá cách người kiểm tra có thể thẩm vấn thiết bị được kiểm tra bằng cách sử dụng Bộ vi điều khiển AVR. Nhiều kỹ thuật rất thông minh và thể hiện các cách tiếp cận hữu ích cho công việc thiết kế hoặc thử nghiệm trong tương lai của bạn.

Bài 9 trên Bộ hẹn giờ 555 là một cơ hội tuyệt vời để chơi với chức năng đo tần số của Thiết bị Kiểm tra Linh kiện Điện tử.

Rất tôn trọng công việc của PyroElectro về những bài học này.

Bước 11: Mười bài học trực tuyến về khóa học "Điện tử tương tự"

Tất cả mọi thứ bạn cần cho khóa học video trực tuyến PyroElectro Analog Electronics đều có trong Bộ công cụ điện tử tương tự và hiện đại HackerBox.

Lưu ý rằng cáp bản vá âm thanh 3,5 mm có thể được cắt đôi để tạo ra hai bộ "đầu dò" để sử dụng với Máy hiện sóng của Card âm thanh được thảo luận trong khóa học này. Các dây dẫn bị tước nên được hàn thiếc để dễ dàng thao tác mà không bị sờn.

Mặc dù các mạch chính xác được hiển thị trong khóa học được cho là an toàn, nhưng cần lưu ý rằng đầu vào của card âm thanh trên máy tính của bạn chỉ được thiết kế để xử lý phạm vi từ -0,8V đến + 0,8V. Khi xử lý các dải điện áp lớn hơn, tín hiệu sẽ cần được thu nhỏ để không làm quá tải đầu vào của card âm thanh. Dưới đây là một số ghi chú tuyệt vời từ Make và cả từ Daqarta.

Nếu bạn dự định thử nghiệm rộng rãi với máy hiện sóng card âm thanh và muốn có thêm một số bảo hiểm để chống lại việc làm hỏng card âm thanh của mình, bạn có thể muốn chọn một Card âm thanh USB rẻ tiền để có thêm một số cách ly điện.

Phần mềm máy hiện sóng cụ thể được đề xuất trong khóa học đặc biệt để sử dụng với Windows. Đối với Linux, có một chương trình tương tự được gọi là xoscope. Đối với người dùng OSX, có nhiều lưu ý trực tuyến về việc sử dụng Audacity làm máy hiện sóng card âm thanh. Đối với những người làm việc với MATLAB hoặc GNU Octave, hãy xem hàm audiorecorder ()!

Rất tôn trọng công việc của PyroElectro về những bài học này.

Bước 12: Hack hành tinh

Cảm ơn bạn đã tham gia cuộc phiêu lưu của chúng tôi vào thử nghiệm và đo lường điện tử tương tự hiện đại. Nếu bạn đã thích bài giảng này và muốn có một hộp các dự án điện tử như thế này được gửi đến hộp thư của bạn mỗi tháng, hãy tham gia với chúng tôi bằng cách ĐĂNG KÝ TẠI ĐÂY.

Tiếp cận và chia sẻ thành công của bạn trong các bình luận bên dưới và / hoặc trên trang 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. Cảm ơn bạn đã là một phần của HackerBoxes. Vui lòng tiếp tục đề xuất và phản hồi của bạn. HackerBoxes là hộp của BẠN. Hãy làm một cái gì đó tuyệt vời!