HackerBox 0038: TeknoDactyl: 17 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A HackerBox Hackerek felfedezik az elektronikus ujjlenyomat-felismerést és a mechanikus fonójátékokat, melyek felületre szerelhető mikrokontrollert és LED-áramköröket tartalmaznak. Ez az útmutató tartalmazza a HackerBox #0038 használatának megkezdéséhez szükséges információkat, amelyek itt vásárolhatók meg, amíg a készlet tart. Továbbá, ha minden hónapban szeretne egy ilyen HackerBox -ot közvetlenül a postaládájába kapni, akkor iratkozzon fel a HackerBoxes.com webhelyen, és csatlakozzon a forradalomhoz!

A HackerBox 0038 témái és tanulási céljai:

• Fedezze fel az elektronikus ujjlenyomat -felismerést
• Konfigurálja és programozza az Arduino Nano mikrokontrollert
• Ujjlenyomat -érzékelő modulok interfésze a mikrovezérlőkkel
• Integrálja az ujjlenyomat -érzékelőket a beágyazott rendszerekbe
• Gyakorolja a felületre szerelt forrasztási technikákat
• Szereljen össze egy akril LED izgul fonó projektet
• Konfigurálja és programozza a Digispark mikrovezérlőt
• Kísérletezzen az USB billentyűleütéses befecskendezési hasznos terhelésekkel

A HackerBoxes a barkács elektronika és a számítástechnika havi előfizetési doboz szolgáltatása. Hobbisták, gyártók és kísérletezők vagyunk. Mi vagyunk az álmok álmodói.

HACK a bolygó

1. lépés: HackerBox 0038: Doboz tartalma

• Ujjlenyomat -érzékelő modul
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• LED Fidget Spinner forrasztó készlet
• CR1220 érmecellák a fonó készlethez
• USB Digispark mikrokontroller modul
• ESD csipesz
• Forrasztó fonat
• Két négyirányú feszültségszint-váltó
• USB hosszabbító kábel
• Exkluzív HackerBox kovácsolómatrica
• Exkluzív "Quad Cut Up" Hacker matrica
• Exkluzív székből készült vasalható folt

Néhány más hasznos dolog:

• Forrasztópáka, forrasztó és alapvető forrasztószerszámok
• Forrasztási fluxus (példa)
• Világított nagyító (példa)
• Számítógép szoftvereszközök futtatásához
• Ujjak a fidget forgáshoz
• Ujjak ujjlenyomat -kísérletekhez

A legfontosabb, hogy kalandérzékre, hacker szellemre, türelemre és kíváncsiságra lesz szüksége. Az elektronika építése és kísérletezése, bár nagyon kifizetődő, bonyolult, kihívásokkal teli és néha frusztráló is lehet. A cél a haladás, nem a tökéletesség. Ha kitart és élvezi a kalandot, sok elégedettség származhat ebből a hobbiból. Lépjen minden lépést lassan, vegye figyelembe a részleteket, és ne féljen segítséget kérni.

Rengeteg információ található a HackerBoxes GYIK jelenlegi és leendő tagjainak. Szinte az összes nem technikai támogatási e-mail, amelyet kapunk, már megválaszolásra került, ezért nagyon köszönjük, hogy néhány percet szán a GYIK elolvasására.

2. lépés: Elektronikus ujjlenyomat -felismerés

Az ujjlenyomat -szkennerek biometrikus biztonsági rendszerek az emberi ujjhegy súrlódási gerincének elemzésére, más néven ujjlenyomatnak (daktilográfnak). Ezeket a szkennereket a bűnüldözés, a személyazonosság -biztonság, a hozzáférés -ellenőrzés, a számítógépek és a mobiltelefonok használják.

Mindenkinek nyomok vannak az ujjain. Ezeket nem lehet eltávolítani vagy megváltoztatni. Ezek a jelek ujjlenyomatnak nevezett mintával rendelkeznek. Minden ujjlenyomat különleges, és különbözik a világ bármelyikétől. Mivel számtalan kombináció létezik, az ujjlenyomatok az azonosítás ideális eszközévé váltak.

Az ujjlenyomat -leolvasó rendszernek két alapvető feladata van. Először az ujj képét rögzíti. Ezután meghatározza, hogy ezen a képen a bordák és völgyek mintázata megegyezik-e az előre beolvasott képek gerinceinek és völgyeinek mintázatával. Csak bizonyos, minden ujjlenyomatra jellemző tulajdonságok szűrhetők és menthetők titkosított biometrikus kulcsként vagy matematikai ábrázolásként. Soha egyetlen ujjlenyomat -kép sem kerül mentésre, csak egy számsor (bináris kód), amelyet az ellenőrzéshez használnak. Az algoritmus nem fordítható vissza, hogy a kódolt információkat ujjlenyomat -képpé alakítsa vissza. Ez rendkívül valószínűtlenné teszi a használható ujjlenyomatok kinyerését vagy másolását a kódolt képinformációkból.

(Wikipédia)

3. lépés: Arduino Nano mikrokontroller platform

Az Arduino Nano vagy hasonló mikrokontroller kártya nagyszerű választás az ujjlenyomat -leolvasó modulokkal való kapcsolódáshoz. A mellékelt Arduino Nano kártya fejlécekkel van ellátva, de nincsenek forrasztva a modulhoz. Hagyja ki a csapokat egyelőre. Végezze el az Arduino Nano modul kezdeti tesztjeit ELŐTT az Arduino Nano fejlécének forrasztásához. A következő pár lépéshez mindössze egy microUSB kábelre és az Arduino Nano -ra van szükség, ahogy a táskából kijön.

Az Arduino Nano egy felületre szerelhető, kenyérsütőlap-barát, miniatürizált Arduino-kártya beépített USB-vel. Elképesztően teljes értékű és könnyen feltörhető.

Jellemzők:

• Mikrokontroller: Atmel ATmega328P
• Feszültség: 5V
• Digitális I/O érintkezők: 14 (6 PWM)
• Analóg bemeneti csapok: 8
• DC áram I/O tűnként: 40 mA
• Flash memória: 32 KB (2 KB a rendszerbetöltő számára)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Óra sebesség: 16 MHz
• Méretek: 17mm x 43mm

Az Arduino Nano ezen különleges változata a fekete Robotdyn kivitel. Az interfész egy beépített MicroUSB porton keresztül történik, amely kompatibilis a sok mobiltelefonnal és táblagéppel használt MicroUSB kábelekkel.

Az Arduino Nanos beépített USB/soros híd chipet tartalmaz. Ezen a változaton a hídchip a CH340G. Ne feledje, hogy különféle típusú USB/soros híd chipeket használnak a különböző típusú Arduino táblákon. Ezek a chipek lehetővé teszik, hogy a számítógép USB -portja kommunikáljon az Arduino processzor chipjének soros interfészével.

A számítógép operációs rendszeréhez eszközillesztő szükséges, hogy kommunikáljon az USB/soros lapkával. A meghajtó lehetővé teszi az IDE számára, hogy kommunikáljon az Arduino táblával. A szükséges eszközillesztő az operációs rendszer verziójától és az USB/soros chip típusától is függ. A CH340 USB/soros chipekhez számos operációs rendszerhez (UNIX, Mac OS X vagy Windows) állnak rendelkezésre illesztőprogramok. A CH340 gyártója itt látja el az illesztőprogramokat.

Amikor először csatlakoztatja az Arduino Nano -t a számítógép USB -portjához, a zöld tápellátás jelzőfénynek ki kell gyulladnia, és röviddel azután, hogy a kék LED lassan villogni kezd. Ez azért van így, mert a Nano előre telepítve van a BLINK programmal, amely a vadonatúj Arduino Nano készüléken fut.

4. lépés: Arduino integrált fejlesztői környezet (IDE)

Ha még nincs telepítve az Arduino IDE, akkor letöltheti az Arduino.cc webhelyről

Ha további bevezető információkat szeretne az Arduino ökoszisztémában való munkavégzéshez, javasoljuk, hogy nézze meg a HackerBoxes Starter Workshop útmutatóját.

Csatlakoztassa a Nano -t a MicroUSB -kábelhez, a kábel másik végét pedig a számítógép USB -portjához, indítsa el az Arduino IDE szoftvert, válassza ki a megfelelő USB -portot az IDE -ben az Eszközök> port alatt (valószínűleg egy "wchusb" névvel). Válassza ki az "Arduino Nano" lehetőséget is az IDE -ben az eszközök> tábla alatt.

Végül töltsön fel egy példakódot:

Fájl-> Példák-> Alapok-> Blink

Ez valójában az a kód, amelyet előre betöltöttek a Nano -ra, és most futnia kell, hogy lassan villogjon a kék LED. Ennek megfelelően, ha betöltjük ezt a példakódot, semmi sem változik. Ehelyett módosítsuk egy kicsit a kódot.

Ha alaposan szemügyre veszi, láthatja, hogy a program bekapcsolja a LED -et, vár 1000 ezredmásodpercet (egy másodperc), kikapcsolja a LED -et, vár még egy másodpercet, majd mindent újra - örökké.

Módosítsa a kódot úgy, hogy mindkét "delay (1000)" utasítást "delay (100)" értékre változtatja. E módosítás hatására a LED tízszer gyorsabban villog, nem?

Töltsük be a módosított kódot a Nano -ba, kattintson a FELTÖLTÉS gombra (a nyíl ikon) közvetlenül a módosított kód felett. Az állapotinformációkért nézze meg a kód alatt: "fordítás", majd "feltöltés". Végül az IDE -nek a „Feltöltés kész” feliratot kell jeleznie, és a LED -nek gyorsabban kell villognia.

Ha igen, gratulálok! Most törte fel az első beágyazott kódrészletet.

Ha a gyors villogás verziója betöltődött és fut, miért nem nézi meg, hogy megváltoztathatja-e a kódot, hogy a LED kétszer gyorsan villogjon, majd várjon néhány másodpercet, mielőtt megismétli? Megpróbál! Mit szólnál más mintákhoz? Miután sikerült elképzelni a kívánt eredményt, kódolni és megfigyelni, hogy a tervek szerint működik -e, hatalmas lépést tett annak érdekében, hogy kompetens hardverhackerré váljon.

5. lépés: Az Arduino Nano fejlécek forrasztása

Most, hogy a fejlesztő számítógépet úgy konfigurálták, hogy betöltse a kódot az Arduino Nano -ba, és a Nano tesztelésre került, húzza ki az USB -kábelt a Nano -ból, és készüljön fel a fejlécek rögzítésére. Ha először jársz a harcklubban, forrasztanod kell.

Rengeteg nagyszerű útmutató és videó található az interneten a forrasztásról (például). Ha úgy érzi, hogy további segítségre van szüksége, próbálja meg megtalálni a helyi készítői csoportot vagy hackerhelyet a területen. Ezenkívül az amatőr rádiós klubok mindig kiváló források az elektronikai tapasztalatokhoz.

Forrasztja a két egysoros fejlécet (egyenként tizenöt csap) az Arduino Nano modulhoz. A hat tűs ICSP (áramkörön belüli soros programozás) csatlakozó nem használható ebben a projektben, ezért hagyja ki ezeket a csapokat. A forrasztás befejezése után gondosan ellenőrizze a forrasztóhidakat és/vagy hidegforrasztási kötéseket. Végül csatlakoztassa az Arduino Nano -t az USB -kábelhez, és ellenőrizze, hogy minden továbbra is megfelelően működik -e.

6. lépés: Ujjlenyomat -érzékelő modul

Az ujjlenyomat -érzékelő modul soros interfésszel rendelkezik, így rendkívül egyszerűen hozzáadható a projektjeihez. A modul beépített FLASH memóriával rendelkezik az ujjlenyomatok tárolására, amelyek felismerésére képzett, ezt a folyamatot nevezik regisztrációnak. Egyszerűen csatlakoztasson négy vezetéket a mikrokontrollerhez az itt látható módon. Vegye figyelembe, hogy a VCC 3.3V (nem 5V).

Az Adafruit egy nagyon szép Arduino könyvtárat tett közzé az ujjlenyomat -érzékelők számára. A könyvtár néhány hasznos vázlatot tartalmaz. Például az "enroll.ino" bemutatja, hogyan kell ujjlenyomatokat bevinni (kiképezni) a modulba. Edzés után az "fingerprint.ino" bemutatja, hogyan kell beolvasni az ujjlenyomatot, és keresni a képzett adatok alapján. Az Adafruit könyvtár dokumentációját itt találja. Ott további ujjlenyomat -olvasókat szerezhet be, vagy megtekinthet néhány tollmodult.

INTEGRÁCIÓ

Az ujjlenyomat -érzékelőket különféle projektekhez lehet hozzáadni, beleértve a biztonsági rendszereket, ajtózárakat, időbeosztó rendszereket stb. Például fantasztikus frissítést tesz lehetővé a Locksport HackerBox projektjein.

Ez a videó egy példa rendszert mutat be, amely ujjlenyomat -érzékelővel dolgozik.

7. lépés: Fidget Spinner LED készlet

A forgó LED -készlet két Microchip PIC vezérlőt és 24 LED -et használ különböző színes minták megjelenítésére. A minták a PIS (Persistence of Vision) technikával láthatók. A mintákat a gomb megnyomásával lehet megváltoztatni.

Mielőtt elkezdenénk, nézze át a fent felsorolt összes részt. Valószínűleg van néhány extra ellenállás, kondenzátor, LED, csavar és akril darab a készletben, ezért ne hagyja, hogy ez megzavarja Önt. Még akkor is, ha a készlet tartalmaz egy használati útmutatót, az itt található utasítások sokkal könnyebben követhetők.

8. lépés: Fidget Spinner LED készlet - Séma és NYÁK

Az első kérdésünk, amikor ezt a vázlatot nézzük, a következő: Varázslat? Igen, a Charlieplexing varázsa.

KOMPONENS TÁROLÁS MEGJEGYZÉS. Nézze meg alaposan a NYÁK -polaritás jelöléseinek diagramját. A két mikrovezérlőt a megfelelő irányba kell forgatni. Ezenkívül a LED -ek polarizáltak, és helyesen kell irányítani őket. Szerződés szerint az ellenállásokat és kondenzátorokat bármilyen irányban forrasztani lehet. A gomb csak egy irányba illeszkedik.

9. lépés: Fidget Spinner - Kezdés SMT forrasztással

A fidget spinner kit PCB felületre szerelhető technológia (SMT), amely jellemzően meglehetősen nehéz a forrasztáshoz. A NYÁK elrendezése és az alkatrészek kiválasztása azonban viszonylag könnyen forraszthatóvá teszi ezt az SMT készletet. Ha még soha nem dolgozott SMT forrasztással, akkor van néhány igazán szép bemutató videó az interneten (például).

INDÍTÁSI INDÍTÁS: A gomb és a 10K ("103") ellenállása valószínűleg a legegyszerűbb kiindulópont, mivel sok hely van körülöttük. Szánjon rá időt, és mindkét elemet helyezze a helyére.

Ne feledje, hogy még akkor is, ha a forrasztás nem teljesen sikeres, a jelenlegi komfortzónán kívüli utazás a legjobb gyakorlat. Ezenkívül az összeszerelt készlet továbbra is hűvös megjelenésű elektronikai ihletésű fonóként fog működni, még akkor is, ha a LED-ek nem tökéletesen működnek.

10. lépés: Fidget Spinner - mikrokontroller forrasztása

Forrasztja be a két mikrokontrollert (vegye figyelembe a tájolásjelzést). Kövesse a két 0,1uF kondenzátorral, amelyek közvetlenül a mikrokontrollerek mellett vannak. A kondenzátorok nem polarizáltak, és mindkét irányba orientálhatók.

11. lépés: Fidget Spinner - LED forrasztás

Két sor LED található a NYÁK -on és két LED -elemcsík. Mindegyik csík más színű (piros és zöld), ezért tartsa a LED -eket mindegyik csíkból egy sorban a NYÁK -on. Nem számít, melyik sor zöld és melyik piros, de az azonos színű LED -eknek ugyanabban a sorban kell lenniük.

A LED-ek mindegyik NYÁK lapján "-" jelzés található. Ezek a jelölések a párnák sorának mentén váltakoznak, ami azt jelenti, hogy a sorban lévő LED -ek iránya előre -hátra vált. Az egyes LED-ek egyik oldalán lévő zöld jelöléseknek a LED-betét "-" jelzésére kell irányulniuk.

12. lépés: Fidget Spinner - Fejezze be a forrasztást

Forrasztja a hat 200 ohmos ("201") ellenállást. Ezek nem polarizáltak, és bármely irányba elhelyezhetők.

Forrasztja a három gombelemes elemcsipeszt úgy, hogy behelyezi őket a NYÁK aljába, majd beforrasztja a tábla tetején lévő két lyukba.

Helyezzen be három érmecellát, és nyomja meg a gombot a LED -ek teszteléséhez. Nem fogja látni a POV mintákat, amíg a NYÁK álló helyzetben van, de különböző fényerőket észlel a LED -ek két csoportja között, miközben a kijelző módok között jár. Ne feledje, hogy a rövid és a hosszú megnyomásnak különböző hatásai vannak.

13. lépés: Fidget Spinner - Készítse elő az akril házat

Távolítsa el a védőpapírt az akrildarabokról.

Fektesse le az öt darab akrilt és a NYÁK -ot a képen látható számozás szerint. Ez a végső verem sorrendjét jelenti.

Figyelje meg a három kis kört minden darabban. Fordítsa meg a darabokat, amíg a kis körök mindegyike azonos irányba nem mutat.

Kezdje a 2. réteggel, amelyikben mindegyik karon érmesejt méretű körök vannak.

Helyezze a csapágyat a 2. réteg közepére, és erőltesse a nagy lyukba. Ehhez sok erő kell. Próbálja meg, hogy közben ne repedjen meg az akril. Ennek ellenére egyetlen kis repedés keletkezhet a csapágy rögzítőfurata körül. Ez teljesen elfogadható.

14. lépés: Fidget Spinner - mechanikus összeszerelés

Rakja össze a rétegeket - 1-5.

Vegye figyelembe, hogy a 4. és az 5. darab valójában ugyanazon a rétegen van.

Helyezzen be három menetes sárgaréz csatlakozót.

Helyezze a 6. réteget a veremre.

Figyelje meg, hogy az 1. és 6. rétegben kisebb lyukak vannak a sárgaréz csatlakozók rögzítéséhez.

A hat rövid csavar segítségével rögzítse az 1. és 6. réteget a sárgaréz csatlakozóhoz.

15. lépés: Fidget Spinner - Center Hub

Távolítsa el a védőpapírt három akril ciklusból - két nagy és egy kicsi.

Csavarjon át egy hosszú csavart az egyik nagy akril körön; halmozza fel a kis akril kört a csavarra; és csavarjon egy menetes sárgaréz csatlakozót a csavarra, hogy a képen látható köteg legyen.

Helyezze a köteget a középső agyon keresztül.

Ragassza be a köteget az agyba úgy, hogy a fennmaradó nagy akril kört egy hosszú csavar segítségével rögzíti a nyitott oldalra.

Ez a fin! Laissez les bon fidget rouler.

16. lépés: Digispark és USB Rubber Ducky

A Digispark egy nyílt forráskódú projekt, amelyet eredetileg a Kickstarter segítségével finanszíroztak. Ez egy szuper-miniatűr ATtiny-alapú Arduino-kompatibilis tábla az Atmel ATtiny85 használatával. Az ATtiny85 egy 8 tűs mikrokontroller, amely a tipikus Arduino chip, az ATMega328P közeli rokona. Az ATtiny85 memóriájának körülbelül egynegyede és csak hat I/O érintkezővel rendelkezik. Azonban az Arduino IDE programozható, és továbbra is gond nélkül futtathatja az Arduino kódot.

Az USB Rubber Ducky egy kedvenc hacker eszköz. Ez egy billentyűleütés -befecskendező eszköz, amelyet általános flash meghajtónak álcáznak. A számítógépek rendes billentyűzetként ismerik fel, és automatikusan elfogadják az előre beprogramozott, több mint 1000 szó / perc sebességű, leütéses terhelést. Kövesse a linket, hogy mindent megtudjon a Hak5 Rubber Duckies -ről, ahol meg is vásárolhatja az igazi ajánlatot. Ezalatt ez a videó bemutató bemutatja, hogyan kell használni a Digisparkot, mint a Rubber Ducky. Egy másik oktatóvideó bemutatja, hogyan alakítható át a Rubber Ducky Scripts a Digisparkon való futtatásra.

17. lépés: HackLife

Reméljük, élvezte a havi utazást a barkács elektronika területén. Vegye fel a kapcsolatot és ossza meg sikerét az alábbi megjegyzésekben vagy a HackerBoxes Facebook csoportban. Feltétlenül tudassa velünk, ha kérdése van, vagy segítségre van szüksége.

Csatlakozz a bulihoz. Éld a HackLife -t. Minden hónapban kaphat egy hűvös doboz feltörhető elektronikai és számítástechnikai projektet a postaládájába. Csak böngésszen a HackerBoxes.com oldalon, és iratkozzon fel a havi HackerBox szolgáltatásra.