HackerBoxes 0018: Circuit Circus: 12 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Circuit Circus: I denne måned arbejder HackerBox Hackers med analoge elektroniske kredsløb samt teknikker til kredsløbstest og -måling.

Denne instruktion indeholder oplysninger om arbejde med HackerBoxes #0018. Hvis du gerne vil modtage en kasse som denne lige til din postkasse hver måned, er det nu tid til at abonnere på HackerBoxes.com og deltage i revolutionen!

Emner og læringsmål for denne HackerBox:

• Byg en mikroprocessorbaseret komponenttestenhed
• Finpudse PCB -samling og lodningsevner
• Forstå brugen af forskellige elektroniske komponenter i kredsløb
• Gennemgå test- og måleteknikker for disse komponenter
• Gennemfør et ti lektioners moderne elektronikkursus
• Gennemfør en ti lektion Analog Electronics kursus
• Udforsk applikationer og begrænsninger for lydkortoscilloskoper
• Træningsteknikker til at prototype kredsløb på brødbræt

HackerBoxes er den månedlige abonnementskassetjeneste til DIY -elektronik og computerteknologi. Vi er hobbyfolk, producenter og eksperimenterende. Og vi er drømmernes drømmere.

Trin 1: HackerBoxes 0018: Indhold i kassen

• HackerBoxes #0018 Samlbart referencekort
• Elektronisk komponenttestudstyr (loddesæt)
• Moderne og analogt elektronik -kit
• 140 stykke trådjumper kit
• 830 punkt loddefri brødbræt
• 3,5 mm lydbrudmodul
• 3,5 mm audio patchkabel
• To 9V batteriklemmer
• Eksklusiv "Elite Technology" Iron-On Patch
• Eksklusiv HackerBoxes Quad Decal

Nogle andre ting, der vil være nyttige:

• Loddejern, lodde og grundlæggende loddeværktøjer
• To 9V batterier
• Computer med lydkort
• (valgfrit) USB -lydkort **
• (valgfrit) Digitalt multimeter

Vigtigst af alt har du brug for en følelse af eventyr, DIY -ånd og hacker -nysgerrighed. Hardcore DIY -elektronik er ikke den nemmeste hobby, men når du vedvarer og nyder eventyret, kan der være stor tilfredshed ved at holde ud og få dine projekter til at fungere. Bare tag hvert trin langsomt, vær opmærksom på detaljerne, og tøv ikke med at bede om hjælp.

** Lydkort Bemærk: Trin 11 diskuterer valgfrit at bruge et USB -lydkort. Der var tilfældigvis et antal af disse til rådighed som overskud på HackerBoxes HQ. Vi smed dem GRATIS ind som en bonusgave i et begrænset antal RANDOM #0018 HackerBoxes. Hvis du ikke modtog en, skal du igen bemærke, at de blev givet tilfældigt frit (uden at det påvirker budgettet for boksen). De er ikke inkluderet på indholdslisten ovenfor og kan derfor ikke betragtes som et "manglende element". Hvis du virkelig gerne vil have en, kan de købes her. Tak for din forståelse.

Trin 2: Automata, pingviner og klovne

Den eksklusive HackerBoxes Quad Decal er designet til at blive adskilt i fire miniaturemærkater, der hver er perfekt dimensioneret til projektkabinetter, mobile enheder, bærbare computere eller værktøjskasser.

Svæveflysymbolet findes på et af miniaturemærkaterne. Det er et mønster på fem prikker arrangeret i et gitter. Det specifikke mønster rejser over hele linjen i Conways Game of Life (en velkendt mobilautomat). Svæveflyet er blevet foreslået som et emblem for at repræsentere hacker -subkulturen, siden Game of Life appellerer til hackere, og konceptet med svæveflyet blev født på næsten samme tid som Internettet og Unix. Wikipedia -posten forklarer, at dette emblem er i brug forskellige steder i subkulturen, men det kan ikke lide universelt. Hvis du ikke kan lide det, skal du hacke det. Uanset hvad foreslår vi, at du får et "Conway's Game of Life" -program eller -app og leger med det. Et liv!

Hvad er der med klovnen? Klovnens fankunst og temaet "Circuit Circus" er hentydninger til det ikoniske Circus Circus Hotel and Casino i Las Vegas. Måske ses vi i Las Vegas til sommer til DEFCON25?

Trin 3: Moderne og analogt elektroniksæt

HackerBoxes moderne og analoge elektronik -sæt indeholder over 80 elektronikkomponenter. Mange af disse kan være nyttige, mens du eksperimenterer med den elektroniske komponenttestenhed.

Disse komponenter sammen med andet indhold i HackerBox #0018 omfatter alt, hvad der er nødvendigt for at udføre alle eksperimenterne i de moderne elektroniske og analoge elektroniske online -kurser, der blev præsenteret senere i denne instruktionsbog.

Trin 4: Elektronisk komponenttestindretning - Introduktion

Vi kender alle den irriterende udfordring at identificere de nøjagtige parametre for en komponent i den gamle junk box. Konventionelle metoder til identifikation og måling er generelt vanskelige og tidskrævende. Denne testenhed er her for at redde dagen ved hjælp af et meget smart mikrocontroller-baseret design. Bedst af alt, det leveres i kitform, så du kan bygge det selv!

Når vi er færdige, registrerer og identificerer vi automatisk pinouts for NPN- og PNP -transistorer, FET'er, dioder, dobbeltdioder, tyristorer og SCR'er.

Modstande op til 50MΩ kan måles med en maksimal opløsning på 0,01Ω. Tre testpunkter tillader enkel test af potentiometre.

Kapacitans på 25pF-100mF kan måles med en opløsning på 1pF. Ækvivalent seriemodstand (ESR) måles for kondensatorer over 90nF.

Bipolære krydsetransistormålinger inkluderer kollektor-emitterstrømforstærkningsfaktoren, basis-emitter-tærskelspændingen, kollektor-emitter-lækstrøm, basis-emitter-tærskelspændingen og den høje strømforstærkning. Darlington -transistorer er identificeret. Beskyttelsesdioder til effekttransistorer og FET'er registreres.

FET-parametermålinger inkluderer gate-source tærskelspænding, afløbskildemodstand og gate-source-kapacitans.

Yderligere funktioner:

Frekvensmåling 1Hz-1MHz

Periodemåling op til 25 kHz

DC spændings måling op til 50V

Kvadratbølgefrekvensgenerator ved forskellige frekvenser

10bit PWM generator (1% - 99%)

Digitalt termometer (DS1820) læser

Temperatur / fugtighed (DHT11) Læser

IR Sensor Protocol Decoder (uPD6121 og TC9012)

IR Encoder

Specifikationer:

Processor: Socketed ATMEAG328P (28 pin DIP)

Farvedisplay: TFT med 160x128 pixels og 16-bit farvedybde

Brugerinput: Rotary Encoder med trykknap

Indgangseffekt: 6,8-12VDC ved tøndeforbindelse ELLER 9V batteri

Strømforbrug: Ca. 30mA

Trin 5: Elektronisk komponenttestudstyr - materialebekendelse

Start med at bygge sættet ved at fjerne komponenterne i en lille bakke og gøre dig omhyggelig bekendt med hver komponent.

Der er 24 aksiale blymodstande med 12 forskellige værdier. De ligner alle meget hinanden. Vi foreslår, at du tager et par minutter lige nu for at slå op og omhyggeligt notere deres værdier på papirbåndet, der er fastgjort til modstandene. Modstandene kan ikke udskiftes. Hvis hver modstand ikke er placeret på sin korrekte placering på printkortet, fungerer testenheden ikke.

Denne modstandskodeberegner er meget praktisk. Sørg for at skifte til fanen "5 striber". En eller anden "eliminationsproces" kan være nødvendig, når to sæt farvestriber ligner hinanden meget.

Trin 6: Elektronisk komponenttestudstyr - Transient spændingsdæmpning

Komponenttestersættet indeholder tre små overflademonterede komponenter-en 0805-størrelse 100nF-kondensator, en P6KE6V8-diode i 1812-størrelse og en SVR05-4-diode-array i SOT23-størrelse. Disse er helt valgfrie komponenter til at understøtte Transient Voltage Suppression (TVS). Testeren fungerer fint uden dem, så medmindre du har et mikroskop og SMT -erfaring, foreslår vi på det kraftigste, at du starter med at smide disse komponenter væk.

HVIS IKKE INSTALLERES SMT -DELE:

Formålet med TVS -beskyttelseskredsløbet er at forbedre sandsynligheden for, at mikrokontrollerindgangsstifterne kan overleve afladningsstrøm, når en opladet kondensator tilsluttes testindgangene. Selv med TVS -kredsløbet installeret er beskyttelse ikke garanteret. Derfor er det meget vigtigt, at kondensatorer altid aflades før måling med den kompetente testanordning.

HVIS DU INSTALLERER SMT -DELE:

De tre SMT -komponenter skal først loddes. Kondensatoren og enkeltdioden er ikke polariseret og kan loddes i begge retninger. Den 6-benede diode-array har imidlertid en polaritetsmærkning, der skal tilpasses mærkerne på printkortets silketryk.

Trin 7: Elektronisk komponenttestenhed - små komponenter

Start med at lodde i de 24 modstande. Sørg for, at de er korrekt identificeret med deres farvebånd. Vær meget forsigtig med at placere de korrekte værdier i de korrekte positioner på printkortet. Modstande er ikke polariserede og kan indsættes i begge retninger.

Efter en gennemgående hulkomponent er loddet, skal ledningen omhyggeligt klippes bagfra meget tæt på PCB-overfladen. Brug altid sikkerhedsbriller, når du klipper ledninger.

Indsæt derefter de 9 keramiske kondensatorer, og sørg for at matche værdierne, der er trykt på kondensatorerne, til PCB -markeringerne. Disse kondensatorer er ikke polariserede og kan indsættes i begge retninger.

De to elektrolytkondensatorer ligner sorte tønder. De har samme værdi, men deres leads er polariserede. Den ene side af hætten har hvid stribe. Dette er den negative side. Den anden bly er den positive side og skal justeres med "+" - markeringen på printkortet.

Den røde LED er polariseret. Den længere ledning skal indsættes i det firkantede metalpudehul.

De fem TO-92-enheder er halvcirkelformede i tværsnit. Match orienteringen af denne form med konturen markeret på printkortet. Bemærk, at der er fire helt forskellige typer enheder i TO-92-pakker, så sørg for at matche tallene, der er trykt på pakkerne, med betegnelserne på printkortet.

Endelig er 8MHz Crystal ikke polariseret.

Trin 8: Elektronisk komponent testenhed - større komponenter

Indsæt derefter og lod de større komponenter. Disse er ganske selvforklarende, men her er nogle tip:

De tre blå skrueterminaler skal hver især være orienteret, så sideportene vender ud mod printkortets kant for at isætte ledninger.

Armen på ZIF -stikket (nul indsættelseskraft) skal stå i OPP -positionen under lodning.

DIP28 -stikket skal loddes ind, uden at chippen er isat. Juster halvcirkelmarkeringen på printkortet efter en lignende form, der er formet til en kant af fatningen. Når lodningen er afkølet på fatningen, kan chippen indsættes i henhold til den samme halvcirkelformede pin-one-markering.

Den 8pin displaystik bliver loddet til hovedkortet. Det 8 -pins hanhoved er loddet på bagsiden af TFT -skærmen til parring med stikkontakten.

To messing -standoffs og fire bolte bruges til at stabilisere displaymodulet, når det er indsat.

Fire messing -standoffs og fire bolte bruges til at danne fødder på bagsiden af hovedkortet. Disse fødder forhindrer de trimmede ledninger i de loddede komponenter i at ridse skrivebordet, da de kan være ret skarpe.

9V batteriklemmerne er loddet ind i hullerne mærket 9V i venstre side af printkortet. Den røde ledning går ind i "+" terminalen.

Trin 9: Brug af den elektroniske komponenttestenhed

Når strømmen er tilsluttet komponenttest-enheden, kan den tændes ved at trykke den roterende encoder ned (der er en trykknap integreret i encoderen). Der er en kalibreringsproces, der kan udføres ved at kortslutte de tre testpunkter sammen. Du kan valgfrit springe kalibreringen over nu og hoppe direkte til at prøve nogle komponenter, der skal testes i det næste trin.

Et meget detaljeret dokument med titlen TransistorTester med AVR -mikrokontroller og lidt mere opdateres ofte og er tilgængeligt online. Dette dokument dækker design, brug og teori om driften af de forskellige inkarnationer af disse instrumenter. Tjek det bestemt af.

Denne side har en lang række relaterede ressourcer på forskellige sprog.

Trin 10: Ti lektion online "Moderne elektronik" kursus

Alt hvad du skal bruge til PyroElectro Modern Electronics online videokursus, er inkluderet i HackerBox Modern og Analog Electronics Kit.

Mens du udforsker lektioner om modstande, kondensatorer, induktorer, dioder og transistorer, skal du tage et sekund for at teste den undersøgte komponent ved hjælp af den elektroniske komponenttestudstyr.

Når du har lært mere om, hvordan hver komponent fungerer i et kredsløb, kan du gå til det store dokument for elektronisk komponenttestudstyr og gennemgå teorien om drift for at opdage, hvordan testeren er i stand til at forhøre den testede enhed ved hjælp af en simpel AVR mikrokontroller. Mange af teknikkerne er meget kloge og viser nyttige tilgange til dit fremtidige design eller testarbejde.

Lektion 9 på 555 -timeren er en fantastisk mulighed for at lege med frekvensmålefunktionen på den elektroniske komponenttestenhed.

Stor respekt for det arbejde, PyroElectro har udført på disse lektioner.

Trin 11: Ti lektion online "Analog elektronik" kursus

Alt hvad du skal bruge til PyroElectro Analog Electronics online videokursus, er inkluderet i HackerBox Modern og Analog Electronics Kit.

Bemærk, at 3,5 mm audio patch -kablet kan skæres i halve for at oprette to sæt "prober" til brug med lydkort -oscilloskopet, der diskuteres i dette kursus. De afisolerede trådledninger skal fortinnes med loddetin for let manipulation uden at flå.

Selvom de nøjagtige kredsløb, der vises i kurset, formodes at være sikre, er det værd at bemærke, at lydkortindgangene på din computer kun er designet til at håndtere en rækkevidde på omkring -0,8V til +0,8V. Ved håndtering af større spændingsområder skal signalet skaleres ned for ikke at overbelaste lydkortindgangene. Her er nogle fremragende noter fra Make og også fra Daqarta.

Hvis du planlægger at eksperimentere bredt med lydkortoscilloskoper og ønsker at have en ekstra forsikring mod at beskadige dit lydkort, vil du måske købe et billigt USB -lydkort til ekstra elektrisk isolation.

Den særlige oscilloskop -software, der foreslås i kurset, er specifikt til brug med Windows. Til Linux er der et lignende program kaldet xoscope. For OSX -brugere er der forskellige noter online om brug af Audacity som et lydkortoscilloskop. For dem, der arbejder med MATLAB eller GNU Octave, skal du kigge på funktionen audiorecorder ()!

Stor respekt for det arbejde, PyroElectro har udført på disse lektioner.

Trin 12: Hack the Planet

Tak fordi du deltog i vores eventyr i moderne analog elektronisk test og måling. Hvis du har nydt denne Instrucable og gerne vil have en æske med elektronikprojekter som denne leveret direkte til din postkasse hver måned, kan du slutte dig til os ved at ABONNERE HER.

Nå ud og del din succes i kommentarerne herunder og/eller på HackerBoxes Facebook -side. Lad os bestemt vide det, hvis du har spørgsmål eller har brug for hjælp til noget. Tak fordi du var en del af HackerBoxes. Fortsæt venligst med dine forslag og feedback. HackerBoxes er DINE kasser. Lad os lave noget godt!