HackerBox 0039 : Niveau supérieur : 16 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Avec HackerBox 0039, les HackerBox Hackers du monde entier tirent parti des alimentations ATX pour alimenter leurs projets, apprennent comment les transistors constituent les portes logiques et explorent le contenu des cartes SIM cellulaires. Ce Instructable contient des informations pour démarrer avec HackerBox #0039, qui peut être acheté ici jusqu'à épuisement des stocks. Si vous souhaitez recevoir une HackerBox comme celle-ci directement dans votre boîte mail chaque mois, veuillez vous inscrire sur HackerBoxes.com et rejoignez la révolution !

Sujets et objectifs d'apprentissage pour HackerBox 0039:

• Exploitez les niveaux de tension standard d'une alimentation PC récupérée
• Convertir 12V DC en une alimentation de tension de sortie variable
• Assemblez six portes logiques différentes à l'aide de transistors NPN
• Explorer le contenu des cartes SIM cellulaires
• Accepter ou émettre des défis de pièces - style hacker

HackerBoxes est le service de box d'abonnement mensuel pour l'électronique de bricolage et la technologie informatique. Nous sommes des amateurs, des fabricants et des expérimentateurs. Nous sommes les rêveurs de rêves.

HACK LA PLANÈTE

Étape 1: Liste de contenu pour HackerBox 0039

• Rupture d'alimentation ATX
• Convertisseur d'alimentation CC à CC
• Boîtier acrylique pour convertisseur de puissance
• Trois circuits imprimés exclusifs transistor-grille
• Kit de composants pour transistor-portes
• Bornier MicroUSB Femelle
• Câble MicroUSB
• Adaptateur de carte SIM à trois voies
• Lecteur et graveur de carte SIM USB
• Pièce de défi HackerBox exclusive
• Décalcomanies pour Transistor-to-Gates
• Transfert exclusif de vinyle HackLife

Quelques autres choses qui seront utiles:

• Fer à souder, soudure et outils de soudure de base
• Alimentation ATX récupérée

Plus important encore, vous aurez besoin d'un sens de l'aventure, d'un esprit de hacker, de patience et de curiosité. Construire et expérimenter avec l'électronique, bien que très gratifiant, peut être délicat, stimulant et même parfois frustrant. Le but est le progrès, pas la perfection. Lorsque vous persistez et profitez de l'aventure, une grande satisfaction peut être tirée de ce passe-temps. Faites chaque pas lentement, faites attention aux détails et n'ayez pas peur de demander de l'aide.

Il y a une mine d'informations pour les membres actuels et potentiels dans la FAQ HackerBoxes. Presque tous les e-mails d'assistance non techniques que nous recevons y sont déjà répondus, nous apprécions donc vraiment que vous preniez quelques minutes pour lire la FAQ.

Étape 2: CONTRLE DES PIÈCES

Les PIÈCES DE DÉFI peuvent être de petites pièces ou des médaillons, portant l'insigne ou l'emblème d'une organisation et portés par les membres de l'organisation. Traditionnellement, ils pourraient être donnés pour prouver l'adhésion lorsqu'ils sont contestés et pour améliorer le moral. En outre, ils sont également collectés par les membres du service. Dans la pratique, les pièces de défi sont normalement présentées par les commandants d'unité en reconnaissance d'une réalisation spéciale par un membre de l'unité. Ils sont également échangés en reconnaissance de visites dans une organisation. (Wikipédia)

Étape 3: Transistors-à-Gates

Les circuits imprimés et le kit de pièces HackerBox Transistor-to-Gates aident à démontrer et à explorer comment les portes logiques sont construites à partir de transistors.

Dans les dispositifs à logique transistor-transistor (TTL), les transistors fournissent la fonctionnalité logique. Les circuits intégrés TTL étaient largement utilisés dans des applications telles que les ordinateurs, les commandes industrielles, les équipements de test et l'instrumentation, l'électronique grand public et les synthétiseurs. La série 7400 de Texas Instruments est devenue particulièrement populaire. Les fabricants de TTL proposaient une large gamme de portes logiques, de bascules, de compteurs et d'autres circuits. Des variantes de la conception originale du circuit TTL offraient une vitesse plus élevée ou une dissipation de puissance plus faible pour permettre l'optimisation de la conception. Les dispositifs TTL étaient à l'origine fabriqués dans des boîtiers double en ligne (DIP) en céramique et en plastique et sous forme de boîtier plat. Les puces TTL sont désormais également fabriquées dans des boîtiers à montage en surface. TTL est devenu le fondement des ordinateurs et autres appareils électroniques numériques. Même après que les circuits intégrés à intégration à très grande échelle (VLSI) aient rendu obsolètes les processeurs à cartes de circuits multiples, les dispositifs TTL ont toujours été largement utilisés comme interface logique de colle entre des composants plus densément intégrés. (Wikipédia)

Transistors-to-Gates PCB et contenu du kit:

• Trois circuits imprimés exclusifs Transistors-to-Gate
• Décalcomanies pour circuits transistors-portes
• Dix transistors NPN 2N2222A (paquet TO-92)
• Dix résistances 1K (marron, noir, rouge)
• Dix résistances 10K (marron, noir, orange)
• Dix LED vertes de 5 mm
• Dix boutons tactiles momentanés

Étape 4: Buffer Gate

Une porte tampon est une porte logique de base qui passe son entrée, inchangée, à sa sortie. Son comportement est à l'opposé d'une porte NON. Le but principal d'un tampon est de régénérer l'entrée. Un tampon a une entrée et une sortie; sa sortie est toujours égale à son entrée. Les tampons sont également utilisés pour augmenter le délai de propagation des circuits. (WikiChip)

Le circuit tampon utilisé ici est un excellent exemple de la façon dont un transistor peut agir comme un interrupteur. Lorsque la broche de base est activée, le courant peut passer de la broche du collecteur à la broche de l'émetteur. Ce courant traverse (et illumine) la LED. On dit donc que l'activation du transistor Base allume et éteint la LED.

NOTES D'ASSEMBLAGE

• Transistors NPN: broche de l'émetteur vers le bas du PCB, côté plat du boîtier du transistor vers la droite
• LED: la broche courte est insérée vers le réseau de masse d'alimentation (vers le bas du PCB)
• Résistances: la polarité n'a pas d'importance, mais le placement si. Les résistances de base sont de 10K Ohm et les résistances en ligne avec les LED sont de 1K Ohm.
• Alimentation: connectez 5VDC et terre aux plots correspondants à l'arrière de chaque PCB

SUIVEZ CES CONVENTIONS POUR LES TROIS PCB

Étape 5: porte de l'onduleur

Une porte Inverter ou une porte NOT, est une porte logique qui implémente la négation logique. Lorsque l'entrée est LOW, la sortie est HIGH et lorsque l'entrée est HIGH, la sortie est LOW. Les onduleurs sont le noyau de tous les systèmes numériques. Comprendre son fonctionnement, son comportement et ses propriétés pour un processus spécifique permet d'étendre sa conception à des structures plus complexes telles que les portes NOR et NAND. Le comportement électrique de circuits beaucoup plus gros et complexes peut être dérivé en extrapolant le comportement observé à partir de simples onduleurs. (WikiChip)

Étape 6: Porte OU

La porte OU est une porte logique numérique qui implémente la disjonction logique. Une sortie HAUT (1) résulte si une ou les deux entrées de la porte sont HAUT (1). Si aucune des deux entrées n'est haute, une sortie LOW (0) en résulte. Dans un autre sens, la fonction OU trouve effectivement le maximum entre deux chiffres binaires, tout comme la fonction ET complémentaire trouve le minimum. (Wikipédia)

Étape 7: Porte NOR

La porte NOR (NOT-OR) est une porte logique numérique qui implémente un NOR logique. Une sortie HAUT (1) résulte si les deux entrées de la porte sont BAS (0); si une ou les deux entrées sont HAUTES (1), une sortie BAS (0) en résulte. NOR est le résultat de la négation de l'opérateur OU. Il peut également être vu comme une porte ET avec toutes les entrées inversées. Les portes NOR peuvent être combinées pour générer toute autre fonction logique. Ils partagent cette propriété avec la porte NAND. En revanche, l'opérateur OU est monotone car il ne peut changer que LOW en HIGH mais pas l'inverse. (Wikipédia)

Étape 8: Porte ET

La porte ET est une porte logique numérique de base qui implémente la conjonction logique. Une sortie HAUT (1) n'est obtenue que si toutes les entrées de la porte ET sont HAUT (1). Si aucune ou toutes les entrées de la porte ET ne sont HAUTES, une sortie BAS en résulte. La fonction peut être étendue à n'importe quel nombre d'entrées. (Wikipédia)

Étape 9: porte NAND

La porte NAND (NOT-AND) est une porte logique qui produit une sortie qui n'est fausse que si toutes ses entrées sont vraies. Sa sortie est complémentaire à celle d'une porte ET. Une sortie LOW (0) n'est obtenue que si toutes les entrées de la porte sont HIGH (1); si une entrée est LOW (0), une sortie HIGH (1) en résulte.

D'après le théorème de De Morgan, la logique d'une porte NAND à deux entrées peut être exprimée par AB = A + B, ce qui rend une porte NAND équivalente à des inverseurs suivis d'une porte OU.

La porte NAND est importante car toute fonction booléenne peut être implémentée en utilisant une combinaison de portes NAND. Cette propriété est appelée complétude fonctionnelle. Il partage cette propriété avec la porte NOR. Les systèmes numériques utilisant certains circuits logiques tirent parti de l'exhaustivité fonctionnelle de la NAND.

(Wikipédia)

Étape 10: Porte XOR

La porte XOR ou OU exclusif est une opération logique qui renvoie vrai uniquement lorsque les entrées diffèrent (l'une est vraie, l'autre est fausse). Il gagne le nom "exclusif ou" parce que le sens de "ou" est ambigu lorsque les deux opérandes sont vrais; l'opérateur exclusif ou exclut ce cas. Ceci est parfois considéré comme "l'un ou l'autre mais pas les deux". Cela pourrait être écrit comme "A ou B, mais pas, A et B". (Wikipédia)

Bien que le XOR soit une porte logique importante, il peut être construit à partir d'autres portes plus simples. En conséquence, nous n'en construisons pas ici, mais nous pouvons étudier cette belle écriture pour un circuit de porte XOR de transistor NPN comme premier exemple de combinaison des portes à transistors pour créer une logique plus complexe.

Étape 11: Logique combinatoire

La logique combinatoire, dans la théorie des circuits numériques, est parfois appelée logique indépendante du temps car elle n'a pas d'éléments de mémoire. La sortie est une fonction pure de l'entrée actuelle uniquement. Ceci contraste avec la logique séquentielle, dans laquelle la sortie dépend non seulement de l'entrée actuelle mais aussi de l'historique de l'entrée. En d'autres termes, la logique séquentielle a de la mémoire alors que la logique combinatoire n'en a pas. La logique combinatoire est utilisée dans les circuits informatiques pour effectuer l'algèbre booléenne sur les signaux d'entrée et sur les données stockées. Les circuits informatiques pratiques contiennent normalement un mélange de logique combinatoire et séquentielle. Par exemple, la partie d'une unité arithmétique et logique, ou ALU, qui effectue des calculs mathématiques est construite à l'aide de la logique combinatoire. D'autres circuits utilisés dans les ordinateurs, tels que les additionneurs, les multiplexeurs, les démultiplexeurs, les encodeurs et les décodeurs sont également réalisés en utilisant la logique combinatoire. (Wikipédia)

Étape 12: Breakout d'alimentation ATX

Les blocs d'alimentation ATX convertissent le courant alternatif domestique en courant continu régulé basse tension pour les composants internes d'un ordinateur. Les ordinateurs personnels modernes utilisent universellement des alimentations à découpage. Une sortie d'alimentation ATX est conçue pour tirer parti d'une alimentation ATX pour créer une alimentation de table avec suffisamment de courant pour exécuter presque tous vos projets électroniques. Étant donné que les alimentations ATX sont assez courantes, elles peuvent généralement être facilement récupérées sur un ordinateur mis au rebut et coûtent donc peu ou rien à acquérir. La sortie ATX se connecte au connecteur ATX 24 broches et sort 3,3 V, 5 V, 12 V et -12 V. Ces rails de tension et la référence de masse sont couplés à des bornes de sortie. Chaque canal de sortie a un fusible 5A remplaçable

Étape 13: Convertisseur abaisseur CC à CC à commande numérique

L'alimentation abaisseur DC-DC a une tension de sortie réglable et un écran LCD.

• Puce d'alimentation: MP2307 (fiche technique)
• Tension d'entrée: 5-23 V (20 V maximum recommandé)
• Tension de sortie: 0 V-18 V réglable en continu
• Enregistre automatiquement la dernière tension définie
• La tension d'entrée doit être d'environ 1 V supérieure à la tension de sortie
• Courant de sortie: évalué à 3 A, mais 2 A sans dissipation thermique

Étalonnage: L'alimentation étant coupée, maintenez le bouton gauche enfoncé et mettez l'appareil sous tension. Lorsque l'affichage commence à clignoter, relâchez le bouton gauche. Utilisez un multimètre pour mesurer la tension de sortie. Appuyez sur les boutons gauche et droit pour régler la tension jusqu'à ce que le multimètre mesure environ 5,00 V (4,98 V ou 5,02 V, c'est bien). Pendant le réglage, ignorez l'affichage LCD sur l'appareil. Une fois le réglage effectué, éteignez l'appareil puis rallumez-le. L'étalonnage est terminé, mais peut être répété si nécessaire.

Étape 14: Breakout MicroUSB

Ce module répartit les broches du connecteur MicroUSB vers les vis VCC, GND, ID, D- et D+ sur un bornier.

Concernant le signal ID, un câble OTG (wikipedia) a une prise micro-A à une extrémité et une prise micro-B à l'autre extrémité. Il ne peut pas avoir deux prises du même type. OTG a ajouté une cinquième broche au connecteur USB standard, appelée ID-pin. La fiche d'identification de la fiche micro-A est mise à la terre, tandis que l'identification de la fiche micro-B est flottante. Un appareil avec une prise micro-A insérée devient un appareil OTG A, et un appareil avec une prise micro-B insérée devient un appareil B. Le type de fiche insérée est détecté par l'état de l'ID de la broche.

Étape 15: Outils SIM

Un module d'identification d'abonné (SIM), largement connu sous le nom de carte SIM, est un circuit intégré destiné à stocker en toute sécurité le numéro international d'identité d'abonné mobile (IMSI) et sa clé associée, qui sont utilisés pour identifier et authentifier les abonnés sur la téléphonie mobile. (tels que les téléphones portables et les ordinateurs). Il est également possible de stocker des informations de contact sur de nombreuses cartes SIM. Les cartes SIM sont toujours utilisées sur les téléphones GSM. Pour les téléphones CDMA, les cartes SIM ne sont nécessaires que pour les nouveaux combinés compatibles LTE. Les cartes SIM peuvent également être utilisées dans les téléphones satellites, les montres intelligentes, les ordinateurs ou les appareils photo. (Wikipédia)

Le logiciel MagicSIM Windows pour adaptateur USB peut être utilisé avec le périphérique USB. Il existe également un pilote pour la puce USB Prolific PL2303 si nécessaire.

Étape 16: Vivez la HackLife

Nous espérons que vous avez apprécié le voyage de ce mois-ci dans l'électronique de bricolage. Contactez-nous et partagez votre succès dans les commentaires ci-dessous ou sur le groupe Facebook HackerBoxes. Faites-nous savoir si vous avez des questions ou si vous avez besoin d'aide pour quoi que ce soit.

Rejoignez la révolution. Vivez la HackLife. Vous pouvez obtenir une boîte cool de projets électroniques et informatiques piratables livrés directement dans votre boîte aux lettres chaque mois. Surfez simplement sur HackerBoxes.com et abonnez-vous au service mensuel HackerBox.