HackerBoxes 0018: Circuit Circus: 12 Etape

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Circuit Circus: Luna aceasta, HackerBox Hackers lucrează cu circuite electronice analogice, precum și cu tehnici de testare și măsurare a circuitelor.

Acest Instructable conține informații pentru lucrul cu HackerBoxes # 0018. Dacă doriți să primiți o cutie ca aceasta chiar în cutia poștală în fiecare lună, este momentul să vă abonați la HackerBoxes.com și să vă alăturați revoluției!

Subiecte și obiective de învățare pentru acest HackerBox:

• Construiți un dispozitiv de testare a componentelor bazat pe microprocesor
• Abilități de asamblare și lipire a PCB-urilor
• Înțelegeți utilizarea diferitelor componente electronice în circuite
• Revizuiți tehnicile de testare și măsurare pentru aceste componente
• Completați un curs de zece lecții de electronică modernă
• Completați un curs de zece lecții de electronică analogică
• Explorează aplicațiile și limitările osciloscoapelor plăcii de sunet
• Exercitați tehnici pentru a prototipa circuite pe panou

HackerBoxes este serviciul de cutie de abonament lunar pentru electronice DIY și tehnologie computerizată. Suntem pasionați, creatori și experimentatori. Și noi suntem visătorii viselor.

Pasul 1: HackerBoxes 0018: Conținutul cutiei

• HackerBoxes # 0018 Card de referință de colecționat
• Dispozitiv de testare a componentelor electronice (kit de lipit)
• Set de electronice moderne și analogice
• Set de jumper din sârmă de 140 de bucăți
• 830 de puncte fără sudură
• Modul audio Breakout de 3,5 mm
• Cablu audio de 3,5 mm
• Două cleme de baterie de 9V
• Patch de fier exclusiv "Elite Technology"
• Decalcomanie exclusivă HackerBoxes Quad

Câteva alte lucruri care vă vor fi de ajutor:

• Instrument de lipit, lipit și instrumente de lipit de bază
• Două baterii de 9V
• Computer cu placă de sunet
• (opțional) Placă de sunet USB **
• (opțional) Multimetru digital

Cel mai important, veți avea nevoie de un sentiment de aventură, de spiritul DIY și de curiozitatea hackerilor. Electronica DIY hardcore nu este cel mai ușor hobby, dar atunci când persistați și vă bucurați de aventură, o mulțime de satisfacții pot fi obținute din perseverența și punerea în funcțiune a proiectelor. Faceți fiecare pas încet, țineți cont de detalii și nu ezitați să cereți ajutor.

** Notă despre placă de sunet: Pasul 11 discută opțional despre utilizarea unei plăci de sunet USB. S-au întâmplat să existe câteva dintre acestea ca surplus la HackerBoxes HQ. Le-am aruncat GRATUIT ca cadou bonus într-un număr limitat de HackerBox-uri RANDOM # 0018. Dacă nu ați primit una, vă rugăm să rețineți că acestea au fost distribuite în mod aleatoriu în mod liber (fără a afecta bugetul pentru casetă). Acestea nu sunt incluse în lista de conținut de mai sus și, prin urmare, nu pot fi considerate un „element lipsă”. Dacă doriți cu adevărat unul, acestea sunt disponibile pentru cumpărare aici. Multumesc pentru intelegere.

Pasul 2: Automate, Pinguini și Clovni

Decalcomania exclusivă HackerBoxes Quad este concepută pentru a fi separată în patru decalcomanii miniaturale, fiecare perfect dimensionată pentru carcase de proiecte, dispozitive mobile, laptopuri sau cutii de instrumente.

Simbolul planor este prezentat pe una dintre decalcomaniile în miniatură. Este un model de cinci puncte dispuse într-o grilă. Acest model specific călătorește peste tablă în Conway's Game of Life (un automat celular bine cunoscut). Planorul a fost propus ca o emblemă pentru a reprezenta subcultura hackerilor, deoarece Jocul vieții face apel la hackeri și conceptul planorului s-a născut aproape în același timp cu Internetul și Unix. Intrarea Wikipedia explică faptul că această emblemă este utilizată în diferite locuri din subcultură, dar nu este plăcută universal. Dacă nu vă place, hack-o. Oricum ar fi, vă sugerăm să obțineți un program sau o aplicație „Conway's Game of Life” și să vă jucați cu el. O viata!

Ce se întâmplă cu clovnul? Arta fanilor clovnilor și tema „Circuit Circus” sunt aluzii la iconicul Circus Circus Hotel and Casino din Las Vegas. Poate ne vom vedea în Las Vegas vara aceasta pentru DEFCON25?

Pasul 3: Trusă electronică modernă și analogică

Kitul de electronică modernă și analogică HackerBoxes conține peste 80 de componente electronice. Multe dintre acestea pot fi utile în timp ce experimentați cu dispozitivul electronic de testare a componentelor.

Aceste componente împreună cu alte conținuturi ale HackerBox # 0018 cuprind tot ceea ce este necesar pentru a efectua toate experimentele din cursurile online de electronică modernă și electronică analogică prezentate mai târziu în acest manual.

Pasul 4: Dispozitiv de testare a componentelor electronice - Introducere

Știm cu toții provocarea enervantă de a identifica parametrii exacți ai unei componente din vechea cutie de gunoi. Abordările convenționale de identificare și măsurare sunt, în general, dificile și consumatoare de timp. Acest dispozitiv de testare este aici pentru a economisi ziua folosind un design foarte inteligent bazat pe microcontroler. Cel mai bun dintre toate, este furnizat sub formă de kit, astfel încât să puteți construi singur!

Odată finalizat, vom detecta și identifica automat pinouts pentru tranzistoarele NPN și PNP, FET-uri, diode, diode duale, tiristoare și SCR-uri.

Rezistențele de până la 50MΩ pot fi măsurate cu o rezoluție maximă de 0,01Ω. Trei puncte de testare permit testarea simplă a potențiometrelor.

Capacitatea de 25pF-100mF poate fi măsurată cu o rezoluție de 1pF. Rezistența de serie echivalentă (ESR) este măsurată pentru condensatori peste 90nF.

Măsurătorile tranzistorului de joncțiune bipolar includ factorul de amplificare a curentului colector-emițător, tensiunea pragului de bază - emițător, curentul de scurgere a colector-emițător, tensiunea de prag de bază a emițătorului și câștigul de curent mare. Sunt identificați tranzistoarele Darlington. Sunt detectate diode de protecție pentru tranzistoarele de putere și FET-urile.

Măsurătorile parametrilor FET includ tensiunea pragului sursă poartă, rezistența sursei de scurgere și capacitatea sursei porții.

Caracteristici suplimentare:

Măsurarea frecvenței 1Hz-1MHz

Măsurarea perioadei până la 25kHz

Măsurarea tensiunii continue până la 50V

Generator de frecvență a undelor pătrate la diferite frecvențe

Generator PWM de 10 biți (1% - 99%)

Cititor de termometru digital (DS1820)

Cititor de temperatură / umiditate (DHT11)

Decodor Protocol senzor IR (uPD6121 și TC9012)

Codificator IR

Specificații:

Procesor: socketed ATMEAG328P (28 pini DIP)

Afișare color: TFT cu 160x128 pixeli și adâncime de culoare pe 16 biți

Intrare utilizator: codificator rotativ cu buton

Putere de intrare: 6,8-12VDC la conector baril SAU baterie de 9V

Consum curent: Aproximativ 30mA

Pasul 5: Dispozitiv de testare a componentelor electronice - Lista materialelor

Începeți să construiți kitul prin desfacerea componentelor într-o tavă mică și familiarizați-vă cu atenție cu fiecare componentă.

Există 24 de rezistențe axiale cu 12 valori diferite. Toate arată foarte asemănătoare. Vă sugerăm să luați câteva minute chiar acum pentru a căuta și a nota cu atenție valorile lor pe banda de hârtie atașată rezistențelor. Rezistențele nu sunt interschimbabile. Dacă fiecare rezistor nu este plasat în locația corectă de pe PCB, dispozitivul de testare nu va funcționa.

Acest calculator de cod rezistor este foarte la îndemână. Asigurați-vă că treceți la fila „5 benzi”. Un „proces de eliminare” ar putea fi necesar atunci când două seturi de dungi de culoare arată foarte asemănător.

Pasul 6: Dispozitiv de testare a componentelor electronice - Suprimarea tensiunii tranzitorii

Kitul de testare a componentelor include trei mici componente de montare pe suprafață - un condensator 100nF de dimensiunea 0805, o diodă P6KE6V8 de dimensiunea 1812 și o matrice de diode SVR05-4 de dimensiunea SOT23. Acestea sunt componente complet opționale pentru a suporta suprimarea tensiunii tranzitorii (TVS). Testerul va funcționa bine fără ele, deci, cu excepția cazului în care aveți un microscop și experiență SMT, vă sugerăm cu tărie să aruncați aceste componente.

DACĂ NU INSTALAȚI PIESE SMT:

Scopul circuitului de protecție TVS este de a îmbunătăți probabilitatea ca pinii de intrare ai microcontrolerului să supraviețuiască curentului de descărcare atunci când un condensator încărcat este conectat la intrările de testare. Chiar și cu circuitul TVS instalat, protecția nu este garantată. Prin urmare, este foarte important ca condensatorii să fie descărcați întotdeauna înainte de măsurare cu dispozitivul de testare competent.

DACĂ INSTALAȚI PIESE SMT:

Cele trei componente SMT trebuie mai întâi lipite. Condensatorul și dioda unică nu sunt polarizate și pot fi lipite în ambele direcții. Cu toate acestea, gama de diode cu 6 pini are marcaje de polaritate care ar trebui să fie aliniate cu elementele de pe serigrafia PCB.

Pasul 7: Dispozitiv de testare a componentelor electronice - Componente mici

Începeți prin lipirea celor 24 de rezistențe. Asigurați-vă că au fost identificate corect prin benzile lor de culori. Aveți mare grijă să plasați valorile corecte în pozițiile corecte pe PCB. Rezistoarele nu sunt polarizate și pot fi introduse în ambele direcții.

După ce o componentă a orificiului traversant este lipită, cablul trebuie să fie tăiat cu atenție din spate foarte aproape de suprafața PCB. Purtați întotdeauna ochelari de protecție atunci când tăiați cablurile de sârmă.

Apoi introduceți cele 9 condensatoare ceramice, asigurându-vă că corespund valorilor imprimate pe condensatoare cu marcajele PCB. Aceste condensatoare nu sunt polarizate și pot fi introduse în ambele direcții.

Cei doi condensatori electrolitici arată ca niște butoaie negre. Ele au aceeași valoare, dar conductorii lor sunt polarizați. O parte a capacului are dungi albe. Aceasta este partea negativă. Celălalt cablu este partea pozitivă și trebuie aliniat cu marcajul „+” de pe PCB.

LED-ul roșu este polarizat. Cablul mai lung al sârmei trebuie introdus în orificiul pătratului metalic.

Cele cinci dispozitive TO-92 au o secțiune transversală semicirculară. Potriviți orientarea acestei forme în sus cu conturul marcat pe PCB. Rețineți că există patru tipuri complet diferite de dispozitive în pachetele TO-92, deci asigurați-vă că potriviți numerele tipărite pe pachete cu denumirile de pe PCB.

În cele din urmă, cristalul de 8 MHz nu este polarizat.

Pasul 8: Dispozitiv de testare a componentelor electronice - Componente mai mari

Apoi introduceți și lipiți componentele mai mari. Acestea sunt destul de auto-explicative, dar iată câteva indicații:

Cele trei borne cu șurub albastru trebuie orientate fiecare astfel încât orificiile laterale să fie orientate către marginea PCB-ului pentru introducerea cablurilor.

Brațul soclului ZIF (forță de inserție zero) trebuie lăsat în poziția sus în timpul lipirii.

Priza DIP28 trebuie lipită fără a fi introdus cipul. Aliniați marcajul pe jumătate de cerc de pe PCB la o formă similară formată într-o margine a soclului. Odată ce lipirea se răcește pe priză, cipul poate fi introdus conform aceluiași marcaj semicircular pin-one.

Priza de afișare cu 8 pini este lipită pe placa principală. Antetul masculin de 8 pini este lipit pe partea din spate a afișajului TFT pentru împerecherea cu soclul.

Două stații de alamă și patru șuruburi sunt utilizate pentru a stabiliza modulul de afișare odată introdus.

Patru distanțe de alamă și patru șuruburi sunt folosite pentru a forma picioare pe partea din spate a PCB-ului principal. Aceste picioare împiedică cablurile tăiate ale componentelor lipite să zgârie desktopul, deoarece acestea pot fi destul de ascuțite.

Conductoarele de 9V ale bateriei sunt lipite în orificiile marcate cu 9V în partea stângă a PCB-ului. Conductorul roșu intră în terminalul "+".

Pasul 9: Utilizarea dispozitivului de testare a componentelor electronice

Odată ce puterea este aplicată dispozitivului de testare a componentelor, acesta poate fi alimentat prin apăsarea codorului rotativ în jos (există un buton integrat în codificator). Există un proces de calibrare care poate fi realizat prin scurtcircuitarea celor trei puncte de testare împreună. Opțional, puteți sări peste calibrare pentru moment și să treceți direct la încercarea unor componente pentru a le testa în pasul următor.

Un document foarte detaliat intitulat TransistorTester cu microcontroler AVR și ceva mai mult este actualizat frecvent și disponibil online. Acest document acoperă proiectarea, utilizarea și teoria funcționării diferitelor încarnări ale acestor instrumente. Verifică-l cu siguranță.

Această pagină conține o varietate de resurse conexe în diferite limbi.

Pasul 10: Curs de zece lecții online „Electronică modernă”

Tot ceea ce veți avea nevoie pentru cursul video online PyroElectro Modern Electronics este inclus în kitul HackerBox Modern și Analog Electronics.

În timp ce explorați lecțiile despre rezistențe, condensatori, inductori, diode și tranzistoare, faceți o secundă pentru a testa componenta investigată folosind dispozitivul electronic de testare a componentelor.

Odată ce aflați mai multe despre modul în care funcționează fiecare componentă într-un circuit, vă recomandăm să accesați documentul mare pentru dispozitivul de testare a componentelor electronice și să examinați teoria funcționării pentru a descoperi modul în care testerul poate interoga dispozitivul supus testului folosind un Microcontroler AVR. Multe dintre tehnici sunt foarte inteligente și demonstrează abordări utile pentru viitoarele lucrări de proiectare sau testare.

Lecția 9 despre temporizatorul 555 este o ocazie excelentă de a juca cu funcția de măsurare a frecvenței dispozitivului electronic de testare a componentelor.

Mult respect pentru munca depusă de PyroElectro la aceste lecții.

Pasul 11: Curs de zece lecții online „Electronică analogică”

Tot ce veți avea nevoie pentru cursul video online PyroElectro Analog Electronics este inclus în kitul HackerBox Modern și Analog Electronics.

Rețineți că cablul de patch audio de 3,5 mm poate fi tăiat în jumătate pentru a crea două seturi de "sonde" pentru a fi utilizate cu osciloscopul plăcii de sunet discutat în acest curs. Conductele de sârmă dezbrăcate trebuie cosite cu lipit pentru o manipulare ușoară fără a se desface.

Deși circuitele exacte prezentate în curs se presupun că sunt sigure, merită menționat faptul că intrările plăcii de sunet de pe computerul dvs. sunt proiectate doar pentru a gestiona o gamă cuprinsă între -0,8V și + 0,8V. Când aveți de-a face cu intervale de tensiune mai mari, semnalul va trebui redus pentru a nu suprasolicita intrările plăcii de sunet. Iată câteva note excelente de la Make și, de asemenea, de la Daqarta.

Dacă intenționați să experimentați pe scară largă cu osciloscoapele plăcii de sunet și doriți să aveți o asigurare suplimentară împotriva deteriorării plăcii dvs. de sunet, vă recomandăm să luați o placă de sunet USB ieftină pentru o izolare electrică suplimentară.

Software-ul special pentru osciloscop sugerat în cadrul cursului este special utilizat pentru Windows. Pentru Linux, există un program similar numit xoscope. Pentru utilizatorii OSX, există diverse note online despre utilizarea Audacity ca osciloscop al plăcii de sunet. Pentru cei care lucrează cu MATLAB sau GNU Octave, uitați-vă la funcția audiorecorder ()!

Mult respect pentru munca depusă de PyroElectro la aceste lecții.

Pasul 12: Hack planeta

Vă mulțumim că v-ați alăturat aventurilor noastre în testarea și măsurarea electronice analogice moderne. Dacă v-a plăcut acest Instrucable și doriți să primiți o cutie de proiecte electronice de acest fel direct în cutia poștală în fiecare lună, vă rugăm să vă alăturați-ne prin ABONARE AICI.

Intindeți-vă și împărtășiți-vă succesul în comentariile de mai jos și / sau pe pagina de Facebook HackerBoxes. Cu siguranță, anunțați-ne dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de ajutor cu ceva. Vă mulțumim că faceți parte din HackerBoxes. Vă rugăm să păstrați sugestiile și feedback-ul dvs. HackerBox-urile sunt cutiile TALE. Să facem ceva grozav!