HackerBoxes 0018: Circuit Circus: 12 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Piirisirkus: Tässä kuussa HackerBox Hakkerit työskentelevät analogisten elektronisten piirien kanssa sekä tekniikoita piirien testaamiseen ja mittaamiseen.

Tämä opas sisältää tietoja HackerBoxes #0018: n kanssa työskentelystä. Jos haluat saada tällaisen laatikon suoraan postilaatikkoosi joka kuukausi, nyt on aika tilata HackerBoxes.com ja liittyä vallankumoukseen!

Tämän HackerBoxin aiheet ja oppimistavoitteet:

• Rakenna mikroprosessoripohjainen komponenttien testauslaite
• Hio PCB -kokoonpano- ja juotostaitoja
• Ymmärtää eri elektronisten komponenttien käytön piireissä
• Tarkista näiden komponenttien testaus- ja mittaustekniikat
• Suorita kymmenen oppitunnin Modern Electronics -kurssi
• Suorita kymmenen oppitunnin analogisen elektroniikan kurssi
• Tutustu äänikortin oskilloskooppien sovelluksiin ja rajoituksiin
• Harjoittele tekniikoita piirilevyjen prototyyppien valmistamiseksi leipälevyllä

HackerBoxes on kuukausittainen tilauslaatikkopalvelu DIY -elektroniikalle ja tietotekniikalle. Olemme harrastajia, tekijöitä ja kokeilijoita. Ja me olemme unelmien haaveilijoita.

Vaihe 1: HackerBoxes 0018: Laatikon sisältö

• HackerBoxes #0018 Kerättävä viitekortti
• Elektronisten komponenttien testauslaite (juotosarja)
• Moderni ja analoginen elektroniikkapakkaus
• 140 -osainen lankahyppysarja
• 830 Point Solderless Breadboard
• 3,5 mm: n äänieristysmoduuli
• 3,5 mm: n audiokaapeli
• Kaksi 9V akun pidikettä
• Ainutlaatuinen "Elite Technology" silitettävä laastari
• Ainutlaatuinen HackerBoxes -nelitarra

Muutamia muita asioita, joista on apua:

• Juotosrauta, juote ja perusjuottotyökalut
• Kaksi 9V paristoa
• Tietokone äänikortilla
• (valinnainen) USB -äänikortti **
• (valinnainen) Digitaalinen yleismittari

Mikä tärkeintä, tarvitset seikkailutunnetta, DIY -henkeä ja hakkereiden uteliaisuutta. Hardcore DIY -elektroniikka ei ole helpoin harrastus, mutta kun jatkat ja nautit seikkailusta, sinnikkyydestä ja projektien saamisesta voi saada paljon tyydytystä. Ota jokainen askel hitaasti, muista yksityiskohdat ja älä epäröi pyytää apua.

** Äänikortti Huomautus: Vaiheessa 11 keskustellaan valinnaisesti USB -äänikortin käyttämisestä. HackerBoxesin pääkonttorissa sattui olemaan useita näistä ylijäämää. Heitimme ne ILMAISEKSI bonuslahjaksi rajoitettuun määrään RANDOM #0018 HackerBoxeja. Jos et saanut sitä, huomaa jälleen, että ne jaettiin satunnaisesti vapaasti (vaikuttamatta laatikon budjettiin). Ne eivät sisälly yllä olevaan sisältöluetteloon, joten niitä ei voida pitää "puuttuvina kohteina". Jos todella haluat sellaisen, voit ostaa sen täältä. Kiitos ymmärryksestä.

Vaihe 2: Automaatit, pingviinit ja klovnit

Ainutlaatuinen HackerBoxes Quad -tarra on jaettu neljään pienikokoiseen tarraan, joista jokainen on sopivan kokoinen projektikoteloille, mobiililaitteille, kannettaville tietokoneille tai työkalulaatikoille.

Purjelentokoneen symboli on esillä yhdessä pienoiskoossa. Se on kuvio, jossa on viisi pistettä ruudukon sisällä. Tämä erityinen kuvio kulkee kaikkialla Conwayn Game of Life -pelissä (tunnettu solukkoautomaatti). Purjelentokone on ehdotettu tunnukseksi hakkereiden alakulttuurin edustamiseen, koska Game of Life vetoaa hakkereihin ja purjelentokoneen käsite syntyi lähes samanaikaisesti Internetin ja Unixin kanssa. Wikipedia -merkinnässä selitetään, että tämä tunnus on käytössä eri paikoissa alakulttuurissa, mutta se ei ole yleisesti pidetty. Jos et pidä siitä, hakata sitä. Joko niin, suosittelemme, että hankit Conway's Life of Life -ohjelman tai sovelluksen ja pelaat sen kanssa. Elämä!

Mitä klovnille kuuluu? Pellefanitaide ja "Circuit Circus" -teema viittaavat Las Vegasin ikoniseen Circus Circus -hotelliin ja -kasinoon. Ehkä näemme sinut Las Vegasissa tänä kesänä DEFCON25: lle?

Vaihe 3: Moderni ja analoginen elektroniikkapakkaus

HackerBoxes Modern and Analog Electronics Kit sisältää yli 80 elektroniikkakomponenttia. Monet näistä voivat olla hyödyllisiä kokeillessasi elektronisten komponenttien testauslaitetta.

Nämä komponentit yhdessä HackerBox #0018 -sisällön kanssa sisältävät kaiken tarvittavan kaikkien kokeiden suorittamiseksi Modern Electronics and Analog Electronics -verkkokursseilla, jotka esitetään myöhemmin tässä oppaassa.

Vaihe 4: Elektronisten komponenttien testauslaite - Johdanto

Me kaikki tiedämme ärsyttävän haasteen tunnistaa vanhan roskakorin komponentin tarkat parametrit. Perinteiset lähestymistavat tunnistamiseen ja mittaamiseen ovat yleensä vaikeita ja aikaa vieviä. Tämä testilaite on täällä pelastaaksesi päivän käyttämällä erittäin älykästä mikrokontrolleripohjaista suunnittelua. Mikä parasta, se toimitetaan pakkauksessa, joten voit rakentaa sen itse!

Kun olemme valmiit, havaitsemme ja tunnistamme automaattisesti NPN- ja PNP -transistorien, FET: ien, diodien, kaksoisdiodien, tyristorien ja SCR: ien pinoutit.

Jopa 50 MΩ: n resistanssit voidaan mitata enintään 0,01Ω: n resoluutiolla. Kolme testipistettä mahdollistavat potentiometrien yksinkertaisen testaamisen.

Kapasitanssi 25pF-100mF voidaan mitata 1pF: n resoluutiolla. Vastaava sarjaresistanssi (ESR) mitataan yli 90 nF: n kondensaattoreille.

Bipolaariset liitostransistorimittaukset sisältävät keräilijä-emitterivirran vahvistuskertoimen, kanta-emitteri-kynnysjännitteen, keräilijä-emitterin vuotovirran, emäs-emitterin kynnysjännitteen ja suuren virranvahvistuksen. Darlingtonin transistorit tunnistetaan. Tehotransistorien ja FET: ien suojadiodit havaitaan.

FET-parametrien mittauksiin kuuluvat portti-lähde kynnysjännite, tyhjennyslähteen vastus ja porttilähteen kapasitanssi.

Lisäominaisuuksia:

Taajuuden mittaus 1Hz-1MHz

Jakson mittaus jopa 25 kHz

DC -jännitteen mittaus jopa 50V

Neliöaaltotaajuusgeneraattori eri taajuuksilla

10 -bittinen PWM -generaattori (1% - 99%)

Digitaalinen lämpömittari (DS1820) -lukija

Lämpötilan / kosteuden (DHT11) lukija

IR -anturiprotokollan dekooderi (uPD6121 ja TC9012)

IR -kooderi

Tekniset tiedot:

Prosessori: Socketed ATMEAG328P (28 pin DIP)

Värinäyttö: TFT, 160 x 128 pikseliä ja 16-bittinen värisyvyys

Käyttäjän syöttö: Kiertokooderi, jossa on painike

Syöttöteho: 6,8-12VDC tynnyriliittimessä TAI 9V akku

Virrankulutus: noin 30 mA

Vaihe 5: Elektronisten komponenttien testauslaite - materiaaliluettelo

Aloita sarjan rakentaminen purkamalla osat pieneen lokeroon ja tutustumalla huolellisesti jokaiseen komponenttiin.

Aksiaalijohtimia on 24, ja niillä on 12 eri arvoa. Kaikki näyttävät hyvin samalta. Suosittelemme, että käytät hetken aikaa etsiäksesi ylös ja merkitsemään niiden arvot huolellisesti vastuksiin kiinnitetylle paperinauhalle. Vastukset eivät ole vaihdettavissa. Jos jokaista vastusta ei ole sijoitettu oikeaan paikkaansa piirilevyllä, testilaite ei toimi.

Tämä vastuskoodin laskin on erittäin kätevä. Muista vaihtaa "5 raita" -välilehdelle. Jotkut "poistamisprosessit" saattavat olla tarpeen, kun kaksi värinauhojen sarjaa näyttävät hyvin samanlaisilta.

Vaihe 6: Elektronisten komponenttien testauslaite - ohimenevä jännitteenpoisto

Komponenttitestaussarja sisältää kolme pientä pinta-asennuskomponenttia-0805-kokoisen 100nF-kondensaattorin, 1812-kokoisen P6KE6V8-diodin ja SOT23-kokoisen SVR05-4-diodiryhmän. Nämä ovat täysin valinnaisia komponentteja, jotka tukevat ohimenevää jännitteenvaimennusta (TVS). Testaaja toimii hyvin ilman niitä, joten jos sinulla ei ole mikroskooppia ja SMT -kokemusta, suosittelemme, että aloitat heittämällä nämä komponentit pois.

JOS EI ASENNA SMT -OSIA:

TVS -suojauspiirin tarkoitus on parantaa todennäköisyyttä, että mikrokontrollerin tulonapit voivat selviytyä purkausvirrasta, kun ladattu kondensaattori on kytketty testituloihin. Vaikka TVS -piiri olisi asennettu, suojaa ei taata. Siksi on erittäin tärkeää, että kondensaattorit on aina purettava ennen mittaamista pätevällä testauslaitteella.

JOS ASENNAT SMT -OSIA:

Kolmen SMT -komponentin tulisi juottaa ensin. Kondensaattori ja yksittäinen diodi eivät ole polarisoituneita ja ne voidaan juottaa kumpaankin suuntaan. 6-nastaisella diodiryhmällä on kuitenkin napaisuusmerkinnät, jotka on kohdistettava piirilevyn silkkipainoon.

Vaihe 7: Elektronisten komponenttien testauslaite - pienet komponentit

Aloita juottamalla 24 vastukseen. Varmista, että ne on tunnistettu oikein värinauhoistaan. Ole erittäin varovainen, kun asetat oikeat arvot oikeaan paikkaan piirilevylle. Vastukset eivät ole polarisoituneita ja ne voidaan asettaa kumpaankin suuntaan.

Kun läpireikäkomponentti on juotettu, johto on leikattava varovasti takaa hyvin lähelle piirilevyn pintaa. Käytä aina suojalaseja, kun katkaiset johtimia.

Aseta seuraavaksi 9 keraamista kondensaattoria ja varmista, että ne vastaavat kondensaattoreihin merkittyjä arvoja PCB -merkintöihin. Nämä kondensaattorit eivät ole polarisoituneita ja ne voidaan asettaa kumpaankin suuntaan.

Kaksi elektrolyyttikondensaattoria näyttävät mustilta tynnyreiltä. Ne ovat sama arvo, mutta niiden johdot ovat polarisoituneita. Korkin toisella puolella on valkoinen raita. Tämä on negatiivinen puoli. Toinen johto on positiivinen puoli ja se on kohdistettava piirilevyn "+" -merkintään.

Punainen LED on polarisoitu. Pidempi lankajohto on työnnettävä nelikulmaiseen metallityynyreikään.

Viisi TO-92-laitetta ovat poikkileikkaukseltaan puolipyöreitä. Sovita tämän muodon suunta piirilevyyn merkityn ääriviivan kanssa. Huomaa, että TO-92-pakkauksissa on neljä täysin erityyppistä laitetta, joten varmista, että pakkauksiin merkityt numerot vastaavat piirilevyllä olevia merkintöjä.

Lopuksi 8MHz Crystal ei ole polarisoitunut.

Vaihe 8: Elektronisten komponenttien testauslaite - suurempia komponentteja

Aseta seuraavaksi suuret osat ja juota ne. Nämä ovat melko itsestään selviä, mutta tässä on muutamia vinkkejä:

Kolmen sinisen ruuviliittimen tulee olla suunnattu siten, että sivuportit ovat piirilevyn reunaa varten johtimien asettamista varten.

ZIF -pistokkeen (nollalisäysvoima) pistorasian varsi tulee jättää YLÖS -asentoon juottamisen aikana.

DIP28 -liitin on juotettava sisään ilman sirua. Kohdista piirilevyn puoliympyrän merkintä vastaavan muotoiseen pistorasian toiseen reunaan. Kun juotos on jäähtynyt pistorasiassa, siru voidaan asettaa saman puolipyöreän pin-one-merkin mukaan.

8 -nastainen näytön liitin juotetaan pääpiirilevyyn. 8 -napainen urosliitin on juotettu TFT -näytön takaosaan liitäntää varten.

Näyttömoduulin vakauttamiseen käytetään kahta messinkiä ja neljää pulttia sen asettamisen jälkeen.

Neljä messinkiä ja neljä pulttia käytetään jalkojen muodostamiseen pääpiirilevyn takaosaan. Nämä jalat estävät juotettujen osien leikatut johdot naarmuttamasta työpöytää, koska ne voivat olla varsin teräviä.

9 V: n akun kiinnitysjohdot on juotettu reikiin, jotka on merkitty 9 V piirilevyn vasemmalla puolella. Punainen johto menee "+" -liittimeen.

Vaihe 9: Elektronisten komponenttien testauslaitteen käyttäminen

Kun komponenttien testauslaitteeseen on kytketty virta, se voidaan käynnistää painamalla kiertokooderia alaspäin (anturiin on integroitu painike). On olemassa kalibrointiprosessi, joka voidaan suorittaa lyhentämällä kolme testipistettä yhteen. Voit halutessasi ohittaa kalibroinnin toistaiseksi ja siirtyä kokeilemaan joitain komponentteja testattavaksi seuraavassa vaiheessa.

Erittäin yksityiskohtainen asiakirja nimeltä TransistorTester with AVR microcontroller ja hieman enemmän päivitetään usein ja on saatavilla verkossa. Tämä asiakirja kattaa näiden instrumenttien eri inkarnaatioiden suunnittelun, käytön ja toimintateorian. Ehdottomasti tarkista se.

Tällä sivulla on lukuisia aiheeseen liittyviä resursseja eri kielillä.

Vaihe 10: Kymmenen oppitunnin online -modernin elektroniikan kurssi

Kaikki mitä tarvitset PyroElectro Modern Electronics -videokurssille, sisältyy HackerBox Modern and Analog Electronics Kit -sarjaan.

Tutkiessasi vastuksia, kondensaattoreita, induktoreita, diodeja ja transistoreita koskevia oppitunteja, käytä hetki testataksesi tutkittavaa komponenttia elektronisen komponentin testauslaitteen avulla.

Kun olet oppinut lisää siitä, miten kukin komponentti toimii piirissä, saatat haluta siirtyä elektronisten komponenttien testauslaitteen suureen asiakirjaan ja tarkastella toimintateoriaa selvittääksesi, kuinka testaaja pystyy kuulustamaan testattavaa laitetta yksinkertaisella AVR -mikrokontrolleri. Monet tekniikoista ovat erittäin älykkäitä ja osoittavat hyödyllisiä lähestymistapoja tulevaa suunnittelua tai testityötä varten.

555 -ajastimen oppitunti 9 on loistava tilaisuus pelata elektronisten komponenttien testauslaitteen taajuudenmittaustoiminnon kanssa.

Paljon kunnioitusta PyroElectron näihin oppitunteihin tekemään työhön.

Vaihe 11: Kymmenen oppitunnin online -kurssi "Analoginen elektroniikka"

Kaikki mitä tarvitset PyroElectro Analog Electronics -videokurssille, sisältyy HackerBox Modern and Analog Electronics Kit -sarjaan.

Huomaa, että 3,5 mm: n audiokaapeli voidaan leikata kahtia ja luoda kaksi sarjaa "koettimia" käytettäväksi äänikortin oskilloskoopin kanssa. Irrotetut lankajohdot on tinattava juotoksella, jotta niitä on helppo käsitellä ilman kulumista.

Vaikka kurssilla esitettyjen tarkkojen piirien oletetaan olevan turvallisia, on syytä huomata, että tietokoneen äänikorttitulot on suunniteltu käsittelemään vain noin -0,8 V - +0,8 V: n aluetta. Kun käsitellään suurempia jännitealueita, signaalia on pienennettävä, jotta äänikortin tulot eivät ylikuormitu. Tässä on joitain erinomaisia muistiinpanoja Makeilta ja myös Daqartalta.

Jos aiot kokeilla laajasti äänikortin oskilloskooppeja ja haluat saada lisävakuutuksen äänikorttisi vahingoittumiselta, saatat haluta hankkia edullisen USB -äänikortin lisäeristyksen saamiseksi.

Kurssilla ehdotettu oskilloskooppiohjelmisto on erityisesti tarkoitettu käytettäväksi Windowsin kanssa. Linuxissa on samanlainen ohjelma nimeltä xoscope. OSX -käyttäjille on verkossa erilaisia huomautuksia Audacityn käyttämisestä äänikortin oskilloskooppina. Niille, jotka työskentelevät MATLABin tai GNU Octaven kanssa, katsokaa äänitallennin () -toimintoa!

Paljon kunnioitusta PyroElectron näihin oppitunteihin tekemään työhön.

Vaihe 12: hakata planeettaa

Kiitos, että liityit seikkailuihimme modernin analogisen elektroniikan testaukseen ja mittaamiseen. Jos olet nauttinut tästä opetusohjelmasta ja haluat saada tällaisen elektroniikkaprojektin laatikon joka kuukausi suoraan postilaatikkoosi, liity meihin tilaamalla TÄSTÄ.

Ota yhteyttä ja jaa menestyksesi alla olevissa kommenteissa ja/tai HackerBoxesin Facebook -sivulla. Kerro meille toki, jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset apua missä tahansa. Kiitos, että olet osa HackerBoxesia. Pidä ehdotuksesi ja palautteesi tulossa. HackerBoxes ovat SINUN laatikoitasi. Tehdään jotain hienoa!