HackerBox 0038: TeknoDactyl: 17 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

HackerBox Hacker'lar, elektronik parmak izi tanıma ve yüzeye monte mikrodenetleyici ve LED devreleri ile mekanik döndürücü oyuncakları keşfediyor. Bu Eğitilebilir Tablo, sarf malzemeleri tükenirken buradan satın alınabilecek HackerBox #0038 ile başlamak için bilgiler içerir. Ayrıca, her ay posta kutunuza böyle bir HackerBox almak istiyorsanız, lütfen HackerBoxes.com'a abone olun ve devrime katılın!

HackerBox 0038 için Konular ve Öğrenme Hedefleri:

• Elektronik parmak izi tanımayı keşfedin
• Arduino Nano mikro denetleyicisini yapılandırın ve programlayın
• Parmak izi sensörü modüllerini mikrodenetleyicilere arayüzleyin
• Parmak izi sensörlerini gömülü sistemlere entegre edin
• Yüzeye monte lehimleme tekniklerini uygulayın
• Akrilik bir LED stres çarkı projesi oluşturun
• Digispark mikro denetleyicisini yapılandırın ve programlayın
• USB tuş vuruşu enjeksiyon yükleriyle deneme

HackerBoxes, DIY elektroniği ve bilgisayar teknolojisi için aylık abonelik kutusu hizmetidir. Biz hobiciler, yapımcılar ve deneycileriz. Biz hayallerin hayalperestleriyiz.

GEZEGENİ HACK

Adım 1: HackerBox 0038: Kutu İçeriği

• Parmak İzi Sensör Modülü
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• LED Fidget Spinner Lehim Takımı
• Spinner Kiti için CR1220 Madeni Para Hücreleri
• USB Digispark Mikrodenetleyici Modülü
• ESD Cımbızları
• Sökme Örgüsü
• İki Dört Yönlü Voltaj Seviye Değiştirici
• USB Uzatma Kablosu
• Özel HackerBox Dövme Çıkartması
• Özel "Dörtlü Kesilmiş" Hacker Çıkartması
• Özel Sandalye Ütüleme Yaması

Yardımcı olacak diğer bazı şeyler:

• Havya, lehim ve temel havya aletleri
• Lehimleme Akı (örnek)
• Işıklı Büyüteç (örnek)
• Yazılım araçlarını çalıştırmak için bilgisayar
• Fidget eğirme için parmaklar
• Parmak izi deneyleri için parmaklar

En önemlisi, bir macera duygusuna, hacker ruhuna, sabra ve meraka ihtiyacınız olacak. Elektronikle yapı ve deneyler yapmak, çok ödüllendirici olsa da, zaman zaman yanıltıcı, zorlayıcı ve hatta sinir bozucu olabilir. Amaç ilerlemedir, mükemmellik değil. Devam ettiğinizde ve maceranın tadını çıkardığınızda, bu hobiden büyük bir memnuniyet elde edilebilir. Her adımı yavaş atın, ayrıntılara dikkat edin ve yardım istemekten çekinmeyin.

HackerBoxes SSS'de mevcut ve potansiyel üyeler için çok sayıda bilgi bulunmaktadır. Aldığımız teknik olmayan destek e-postalarının neredeyse tamamı orada zaten yanıtlanmıştır, bu nedenle SSS'yi okumak için birkaç dakika ayırdığınız için gerçekten teşekkür ederiz.

2. Adım: Elektronik Parmak İzi Tanıma

Parmak izi tarayıcıları, parmak izi (daktilograf) olarak da bilinen insan parmak ucundan sürtünme çıkıntılarını analiz etmeye yönelik biyometrik güvenlik sistemleridir. Bu tarayıcılar kolluk kuvvetlerinde, kimlik güvenliğinde, erişim kontrolünde, bilgisayarlarda ve cep telefonlarında kullanılmaktadır.

Herkesin parmağında iz var. Kaldırılamazlar veya değiştirilemezler. Bu işaretlerin parmak izi adı verilen bir deseni vardır. Her parmak izi özeldir ve dünyadaki diğerlerinden farklıdır. Sayısız kombinasyon olduğu için parmak izleri ideal bir tanımlama aracı haline geldi.

Bir parmak izi tarayıcı sisteminin iki temel görevi vardır. İlk olarak, parmağın bir görüntüsünü yakalar. Daha sonra, bu görüntüdeki sırt ve vadi modelinin, önceden taranan görüntülerdeki sırt ve vadi modeliyle eşleşip eşleşmediğini belirler. Yalnızca her parmak izine özgü belirli özellikler filtrelenir ve şifreli bir biyometrik anahtar veya matematiksel gösterim olarak kaydedilir. Hiçbir parmak izi görüntüsü kaydedilmez, yalnızca doğrulama için kullanılan bir dizi sayı (ikili kod). Algoritma, kodlanmış bilgiyi tekrar parmak izi görüntüsüne dönüştürmek için tersine çevrilemez. Bu, kodlanmış görüntü bilgisinden kullanılabilir parmak izlerinin çıkarılmasını veya çoğaltılmasını son derece olası kılar.

(Vikipedi)

Adım 3: Arduino Nano Mikrodenetleyici Platformu

Arduino Nano veya benzeri bir mikro denetleyici kartı, parmak izi tarayıcı modülleriyle arabirim oluşturmak için mükemmel bir seçimdir. Dahil edilen Arduino Nano kartı, başlık pinleriyle birlikte gelir, ancak modüle lehimlenmezler. Pimleri şimdilik kapalı bırakın. Arduino Nano modülünün bu ilk testlerini, Arduino Nano'nun başlık pinlerini lehimlemeden ÖNCE gerçekleştirin. Sonraki birkaç adım için gereken tek şey bir microUSB kablosu ve çantadan çıktığı gibi Arduino Nano.

Arduino Nano, entegre USB'ye sahip, yüzeye monte, devre tahtası dostu, minyatür bir Arduino kartıdır. İnanılmaz derecede tam özellikli ve hacklenmesi kolaydır.

Özellikleri:

• Mikrodenetleyici: Atmel ATmega328P
• Voltaj: 5V
• Dijital I/O Pinleri: 14 (6 PWM)
• Analog Giriş Pinleri: 8
• I/O Pin Başına DC Akımı: 40 mA
• Flash Bellek: 32 KB (önyükleyici için 2KB)
• SRAM: 2KB
• EEPROM: 1 KB
• Saat Hızı: 16 MHz
• Boyutlar: 17mm x 43mm

Arduino Nano'nun bu özel çeşidi, siyah Robotdyn tasarımıdır. Arayüz, birçok cep telefonu ve tablette kullanılan aynı MicroUSB kablolarıyla uyumlu yerleşik bir MicroUSB bağlantı noktası ile sağlanır.

Arduino Nanos, yerleşik bir USB/Seri köprü çipine sahiptir. Bu özel modelde köprü çipi CH340G'dir. Çeşitli Arduino kartlarında kullanılan çeşitli USB/Seri köprü yongaları olduğunu unutmayın. Bu yongalar, bilgisayarınızın USB bağlantı noktasının Arduino'nun işlemci yongasındaki seri arabirim ile iletişim kurmasını sağlar.

Bir bilgisayarın işletim sistemi, USB/Seri çip ile iletişim kurmak için bir Aygıt Sürücüsü gerektirir. Sürücü, IDE'nin Arduino kartı ile iletişim kurmasını sağlar. Gereken belirli aygıt sürücüsü, hem işletim sistemi sürümüne hem de USB/Seri çipin türüne bağlıdır. CH340 USB/Seri yongaları için birçok işletim sistemi (UNIX, Mac OS X veya Windows) için sürücüler mevcuttur. CH340'ın üreticisi bu sürücüleri burada sağlıyor.

Arduino Nano'yu bilgisayarınızın USB portuna ilk taktığınızda yeşil güç ışığı yanmalı ve kısa bir süre sonra mavi LED yavaşça yanıp sönmeye başlamalıdır. Bunun nedeni, Nano'nun yepyeni Arduino Nano üzerinde çalışan BLINK programı ile önceden yüklenmiş olmasıdır.

Adım 4: Arduino Entegre Geliştirme Ortamı (IDE)

Henüz Arduino IDE kurmadıysanız, Arduino.cc'den indirebilirsiniz.

Arduino ekosisteminde çalışmak için ek tanıtım bilgileri istiyorsanız, HackerBoxes Başlangıç Atölyesi kılavuzunu incelemenizi öneririz.

Nano'yu MicroUSB kablosuna ve kablonun diğer ucunu bilgisayardaki bir USB bağlantı noktasına takın, Arduino IDE yazılımını başlatın, araçlar> bağlantı noktası altında IDE'de uygun USB bağlantı noktasını seçin (muhtemelen içinde "wchusb" olan bir ad)). Ayrıca araçlar>pano altında IDE'de "Arduino Nano" seçeneğini seçin.

Son olarak, bir parça örnek kod yükleyin:

Dosya->Örnekler->Temel Bilgiler->Yanıp Sönme

Bu aslında Nano'ya önceden yüklenmiş olan ve mavi LED'i yavaşça yanıp sönmek için şu anda çalışıyor olması gereken koddur. Buna göre bu örnek kodu yüklersek hiçbir şey değişmez. Bunun yerine, kodu biraz değiştirelim.

Yakından bakıldığında, programın LED'i açtığını, 1000 milisaniye (bir saniye) beklediğini, LED'i kapattığını, bir saniye daha beklediğini ve ardından hepsini tekrar yaptığını görebilirsiniz - sonsuza kadar.

"delay(1000)" ifadesinin her ikisini de "delay(100)" olarak değiştirerek kodu değiştirin. Bu değişiklik LED'in on kat daha hızlı yanıp sönmesine neden olur, değil mi?

Değiştirilen kodun hemen üstündeki YÜKLE düğmesine (ok simgesi) tıklayarak değiştirilen kodu Nano'ya yükleyelim. Durum bilgisi için aşağıdaki kodu izleyin: "derleme" ve ardından "yükleme". Sonunda, IDE "Yükleme Tamamlandı" ifadesini göstermeli ve LED'iniz daha hızlı yanıp sönmelidir.

Eğer öyleyse, tebrikler! İlk gömülü kod parçanızı az önce hacklediniz.

Hızlı yanıp sönen sürümünüz yüklenip çalıştığında, LED'in iki kez hızlı yanıp sönmesini sağlamak için kodu tekrar değiştirip tekrarlamadan önce birkaç saniye bekleyip değiştiremeyeceğinize neden bakmıyorsunuz? Bir şans ver! Başka desenlere ne dersiniz? İstenen bir sonucu görselleştirmeyi, kodlamayı ve planlandığı gibi çalıştığını gözlemlemeyi başardığınızda, yetkin bir donanım korsanı olma yolunda büyük bir adım atmış olursunuz.

Adım 5: Arduino Nano Başlık Pinlerini Lehimleme

Geliştirme bilgisayarınız Arduino Nano'ya kod yüklemek için yapılandırıldığına ve Nano test edildiğine göre, USB kablosunu Nano'dan ayırın ve başlık pinlerini lehimlemeye hazır olun. Dövüş kulübüne ilk kez geliyorsan, lehimlemelisin.

Lehimleme hakkında çevrimiçi olarak çok sayıda harika kılavuz ve video var (örneğin). Ek yardıma ihtiyacınız olduğunu düşünüyorsanız, bölgenizde yerel bir yapımcı grubu veya bilgisayar korsanı alanı bulmaya çalışın. Ayrıca amatör radyo kulüpleri her zaman elektronik deneyimi için mükemmel kaynaklardır.

İki tek sıra başlığı (her biri on beş pin) Arduino Nano modülüne lehimleyin. Altı pinli ICSP (devre içi seri programlama) konektörü bu projede kullanılmayacaktır, bu yüzden bu pinleri kapalı bırakın. Lehimleme tamamlandıktan sonra, lehim köprüleri ve/veya soğuk lehim bağlantıları olup olmadığını dikkatlice kontrol edin. Son olarak, Arduino Nano'yu tekrar USB kablosuna bağlayın ve her şeyin hala düzgün çalıştığını doğrulayın.

Adım 6: Parmak İzi Sensör Modülü

Parmak izi sensörü modülü, projelerinize eklemeyi çok kolaylaştıran bir seri arayüze sahiptir. Modül, kayıt olarak bilinen bir işlem olan tanıması için eğitildiği parmak izlerini depolamak için entegre FLASH belleğe sahiptir. Burada gösterildiği gibi mikrodenetleyicinize dört kablo bağlayın. VCC'nin 3.3V (5V değil) olduğunu unutmayın.

Adafruit, parmak izi sensörleri için çok güzel bir Arduino Kütüphanesi yayınladı. Kütüphane bazı yararlı eskizler içerir. Örneğin, "enroll.ino", parmak izlerinin modüle nasıl kaydedileceğini (eğiteceğini) gösterir. Eğitimden sonra, "fingerprint.ino" bir parmak izinin nasıl taranacağını ve eğitilmiş verilerle nasıl aranacağını gösterir. Adafruit'in kitaplık belgelerine buradan ulaşabilirsiniz. Orada ek parmak izi okuyucuları alabilir veya bazı tüy modüllerini inceleyebilirsiniz.

ENTEGRASYON

Güvenlik sistemleri, kapı kilitleri, nöbet takip sistemleri vb. dahil olmak üzere çeşitli projelere parmak izi sensörleri eklenebilir. Örneğin, Locksport HackerBox'tan projelere harika bir yükseltme yapar.

Bu video, parmak izi sensörüyle çalışan örnek bir sistemi göstermektedir.

Adım 7: Fidget Spinner LED Kiti

Dönen LED kiti, çeşitli renkli desenleri görüntülemek için iki Mikroçip PIC denetleyicisi ve 24 LED kullanır. Desenler, Görme Kalıcılığı (POV) tekniği kullanılarak görülebilir. Düğmeye basılarak desenler değiştirilebilir.

Başlamadan önce, yukarıda listelenen tüm parçaları kontrol edin. Kitte muhtemelen bazı ekstra dirençler, kapasitörler, LED'ler, vidalar ve akrilik parçalar vardır, bu yüzden kafanızı karıştırmasına izin vermeyin. Kitiniz bir talimat sayfası içerse bile, buradaki talimatların takip edilmesi çok daha kolay olacaktır.

Adım 8: Fidget Spinner LED Kiti - Şematik ve PCB

Bu şemaya bakarken ilk sorumuz şu olmalıdır: Sadece on I/O hattı ile 24 LED'i tam olarak nasıl sürüyorsunuz? Büyü? Evet, Charlieplexing'in büyüsü.

BİLEŞEN YÖNLENDİRME NOTU. PCB polarite işaretlerinin şemasını yakından inceleyin. İki mikro denetleyici doğru yöne döndürülmelidir. Ayrıca LED'ler polarizedir ve doğru şekilde yönlendirilmeleri gerekir. Sözleşmede dirençler ve kapasitörler herhangi bir yönde lehimlenebilir. Düğme sadece tek yöne uyar.

Adım 9: Fidget Spinner - SMT Lehimleme ile Başlama

Fidget spinner kiti PCB, tipik olarak lehimlenmesi oldukça zor olan yüzeye montaj teknolojisidir (SMT). Bununla birlikte, PCB yerleşimi ve bileşen seçimi, bu SMT kitinin lehimlenmesini nispeten kolay hale getirir. SMT lehimleme ile hiç çalışmadıysanız, çevrimiçi olarak gerçekten güzel bir demo videosu var (örneğin).

LEHİM YAPMAYA BAŞLAYIN: Düğme ve 10K ("103") direnci, etraflarında çok fazla alan olduğundan başlamak için muhtemelen en kolay yerdir. Acele etmeyin ve bu bileşenlerin her ikisini de yerinde lehimleyin.

Lehimleme işleminiz tamamen başarılı olmasa bile, mevcut konfor bölgenizin dışına çıkmanın en iyi uygulama olduğunu unutmayın. Ayrıca, LED'ler tamamen işlevsel olmasa bile, monte edilen kit, elektronikten ilham alan havalı görünümlü bir döndürücü olarak çalışmaya devam edecektir.

Adım 10: Fidget Spinner - Mikrodenetleyici Lehimleme

İki mikro denetleyiciyi lehimleyin (yön işaretine dikkat edin). Mikrodenetleyicilerin hemen yanında bulunan iki 0.1 uF Kapasitör ile takip edin. Kondansatörler polarize değildir ve her iki yöne de yönlendirilebilir.

Adım 11: Fidget Spinner - LED Lehimleme

PCB üzerinde iki sıra LED ve iki şerit LED bileşeni vardır. Her şerit farklı bir renktedir (kırmızı ve yeşil), bu nedenle her şeritteki LED'leri PCB üzerinde aynı sırada tutun. Hangi sıranın yeşil, hangisinin kırmızı olduğu önemli değil, ancak aynı renkli LED'lerin aynı sırada hep birlikte olması gerekiyor.

LED'ler için her bir PCB pedi üzerinde bir "-" işareti vardır. Bu işaretler, ped sırası boyunca ilerledikçe kenarları değiştirir; bu, sıradaki LED'lerin yönünün ileri ve geri değişeceği anlamına gelir. Her bir LED'in bir tarafındaki yeşil işaretler, o LED pedi için "-" işaretine doğru yönlendirilmelidir.

Adım 12: Fidget Spinner - Lehimlemeyi Bitirin

Altı 200 Ohm ("201") Direnci lehimleyin. Bunlar polarize değildir ve her iki yönde de konumlandırılabilir.

Üç düğme pil klipsini PCB'nin altına yerleştirerek ve ardından kartın üstündeki iki deliğe lehimleyerek lehimleyin.

Üç düğme pil yerleştirin ve LED'leri test etmek için düğmeye basın. PCB sabitken POV modellerini göremeyeceksiniz, ancak ekran modları arasında geçiş yaparken iki LED dizisi arasındaki farklı parlaklıkları fark edeceksiniz. Kısa basışların ve uzun basışların farklı etkileri olduğunu unutmayın.

Adım 13: Fidget Spinner - Akrilik Muhafazayı Hazırlayın

Akrilik parçalardan koruyucu kağıdı çıkarın.

Beş adet akrilik ve PCB'yi resimde numaralandırıldığı gibi yerleştirin. Bu, son yığının sırasını temsil eder.

Her parçadaki üç küçük daireye dikkat edin. Küçük dairelerin hepsi aynı yöne yönlendirilene kadar herhangi bir parçayı ters çevirin.

Üç kolun her birinde madeni para büyüklüğünde daireler bulunan katman 2 ile başlayın.

Yatağı 2. katmanın ortasına yerleştirin ve büyük deliğe zorlayın. Bu çok fazla güç gerektirecektir. Bunu yaparken akriliği çatlatmamaya çalışın. Bununla birlikte, yatak montaj deliğinin etrafında tek bir küçük çatlak oluşabilir. Bu tamamen kabul edilebilir.

Adım 14: Fidget Spinner - Mekanik Montaj

Katmanları istifleyin - 1'den 5'e kadar.

4. ve 5. parçaların aslında aynı katmanda olduğuna dikkat edin.

Dişli pirinç kuplörlerden üçünü takın.

6. katmanı yığının üzerine yerleştirin.

1. ve 6. katmanların pirinç kaplinleri yerinde tutmak için daha küçük deliklere sahip olduğuna dikkat edin.

1. ve 6. katmanları pirinç kaplinlere tutturmak için altı kısa vidayı kullanın.

Adım 15: Fidget Spinner - Merkez Hub

Akrilik döngülerin üçünden koruyucu kağıdı çıkarın - iki büyük ve bir küçük.

Büyük akrilik halkalardan birinin içinden uzun bir vida geçirin; küçük akrilik daireyi vidanın üzerine koyun; ve resimde gösterildiği gibi bir yığın oluşturmak için dişli pirinç bir kuplörü vidanın üzerine bükün.

Yığını orta göbekten geçirin.

Kalan büyük akrilik daireyi uzun bir vida kullanarak açık tarafa yapıştırarak yığını göbeğe yakalayın.

C'est fin! Laissez les bon fidget rulet.

Adım 16: Digispark ve USB Rubber Ducky

Digispark, başlangıçta Kickstarter aracılığıyla finanse edilen açık kaynaklı bir projedir. Atmel ATtiny85 kullanan süper minyatür ATtiny tabanlı Arduino uyumlu bir karttır. ATtiny85, tipik Arduino çipi ATMega328P'nin yakın bir kuzeni olan 8 pinli bir mikro denetleyicidir. ATtiny85, belleğin yaklaşık dörtte birine ve yalnızca altı G/Ç pinine sahiptir. Ancak, Arduino IDE'den programlanabilir ve yine de Arduino kodunu sorunsuz bir şekilde çalıştırabilir.

USB Rubber Ducky, favori bir hacker aracıdır. Genel bir flash sürücü olarak gizlenmiş bir tuş vuruşu enjeksiyon cihazıdır. Bilgisayarlar onu normal bir klavye olarak tanır ve önceden programlanmış tuş yüklerini dakikada 1000'den fazla kelimeyle otomatik olarak kabul eder. Gerçek fırsatı da satın alabileceğiniz Hak5'ten Lastik Ördekler hakkında her şeyi öğrenmek için bağlantıyı takip edin. Bu arada, bu eğitim videosu, bir Digispark'ın Lastik Ördek gibi nasıl kullanılacağını gösterir. Başka bir video eğitimi, Rubber Ducky Komut Dosyalarının Digispark'ta çalıştırılmak üzere nasıl dönüştürüleceğini gösterir.

Adım 17: HackLife

Umarız bu ayki DIY elektroniği yolculuğundan keyif almışsınızdır. Aşağıdaki yorumlarda veya HackerBoxes Facebook Grubunda başarınızı paylaşın ve paylaşın. Herhangi bir sorunuz varsa veya herhangi bir konuda yardıma ihtiyacınız olursa kesinlikle bize bildirin.

Partiye katıl. HackLife'ı yaşayın. Her ay posta kutunuza teslim edilen harika bir hacklenebilir elektronik ve bilgisayar teknolojisi projesi kutusu alabilirsiniz. HackerBoxes.com'da gezinin ve aylık HackerBox hizmetine abone olun.