HackerBox 0038: TeknoDactyl: 17 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

האקרים של HackerBox בוחנים זיהוי טביעות אצבע אלקטרוניות וצעצועים של ספינר מכני עם מיקרו-בקר הניתן למשטח ומעגלי LED. מדריך זה מכיל מידע לתחילת העבודה עם HackerBox #0038, אותו ניתן לרכוש כאן עד גמר המלאי. כמו כן, אם תרצה לקבל HackerBox כזה ישירות בתיבת הדואר שלך בכל חודש, אנא הירשם ב- HackerBoxes.com והצטרף למהפכה!

נושאים ויעדי למידה עבור HackerBox 0038:

• חקור זיהוי טביעות אצבע אלקטרוניות
• הגדר ותכנת את המיקרו -בקר Arduino Nano
• מודולי חיישן טביעות אצבע ממשק למקרי מיקרו
• שלבו חיישני טביעות אצבע במערכות משובצות
• תרגול טכניקות הלחמה על פני השטח
• הרכיבו פרויקט ספיד פידג'ט LED אקרילי
• הגדר ותכנת את המיקרו -בקר Digispark
• ניסוי עם מטענים להזרקת הקשות USB

HackerBoxes הוא שירות תיבות המנויים החודשי לאלקטרוניקה DIY וטכנולוגיית מחשבים. אנחנו חובבים, יוצרים ונסיינים. אנחנו חולמי החלומות.

פריץ לכוכב הלכת

שלב 1: האקרבוקס 0038: תכולת הקופסה

• מודול חיישן טביעות אצבע
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• ערכת הלחמה LED Fidget Spinner
• תאי מטבעות CR1220 עבור ערכת ספינר
• מודול מיקרו -בקר USB Digispark
• פינצטה של ESD
• צמה נטולת הלחמה
• שני מעברי רמה מתח מתח
• כבל הארכה USB
• מדבקת פרזול בלעדית של HackerBox
• מדבקת האקרים בלעדית "Quad Cut Up"
• תיקון ברזל-בלעדי לכיסא

עוד כמה דברים שיהיו מועילים:

• מלחם, הלחמה וכלי הלחמה בסיסיים
• שטף הלחמה (דוגמה)
• זכוכית מגדלת מוארת (דוגמה)
• מחשב להפעלת כלי תוכנה
• אצבעות לסחרור פידג'ט
• אצבעות לניסויי טביעות אצבע

והכי חשוב, תזדקק לתחושת הרפתקה, רוח האקרים, סבלנות וסקרנות. בנייה והתנסות באלקטרוניקה, למרות שהיא מתגמלת מאוד, יכולה להיות מסובכת, מאתגרת ואפילו מתסכלת לפעמים. המטרה היא התקדמות, לא שלמות. כאשר אתה מתמיד ונהנה מההרפתקה, ניתן להפיק סיפוק רב מהתחביב הזה. קח כל צעד לאט, הקפד על הפרטים, ואל תפחד לבקש עזרה.

יש המון מידע לחברים הנוכחיים והפוטנציאליים בשאלות הנפוצות של HackerBoxes. כמעט כל הודעות הדוא ל של התמיכה הלא-טכנית שאנו מקבלים כבר נענות שם, אז באמת אודה לך שלקחת כמה דקות לקרוא את השאלות הנפוצות.

שלב 2: זיהוי טביעת אצבע אלקטרונית

סורקי טביעות אצבע הם מערכות אבטחה ביומטריות לניתוח רכסי חיכוך מקצה האצבע האנושית, המכונה גם טביעת אצבע (דקטילוגרף). סורקים אלה משמשים לאכיפת חוק, אבטחת זהות, בקרת כניסה, מחשבים וטלפונים ניידים.

לכולם יש סימנים על האצבעות. לא ניתן להסירם או לשנותם. לסימנים אלה יש תבנית הנקראת טביעת האצבע. כל טביעת אצבע מיוחדת ושונה מכל אחת אחרת בעולם. מכיוון שיש אינספור שילובים, טביעות האצבע הפכו לאמצעי זיהוי אידיאלי.

מערכת סורק טביעות אצבע כוללת שתי עבודות בסיסיות. ראשית, הוא מצלם תמונה של האצבע. לאחר מכן, הוא קובע אם דפוס הרכסים והעמקים בתמונה זו תואם את דפוס הרכסים והעמקים בתמונות שנסרקו מראש. רק מאפיינים ספציפיים, ייחודיים לכל טביעת אצבע, מסוננים ושומרים כמפתח ביומטרי מוצפן או ייצוג מתמטי. אף פעם לא נשמרת תמונה של טביעת אצבע, רק סדרת מספרים (קוד בינארי), המשמשת לאימות. לא ניתן להפוך את האלגוריתם כדי להפוך את המידע המקודד בחזרה לתמונת טביעת אצבע. זה הופך את זה לבלתי סביר ביותר לחלץ או לשכפל טביעות אצבע שימושיות ממידע התמונה המקודד.

(ויקיפדיה)

שלב 3: פלטפורמת מיקרו -בקר Arduino Nano

לוח Arduino Nano, או לוח מיקרו -בקר דומה, הוא בחירה מצוינת להתממשקות עם מודולי סורק טביעות אצבע. לוח Arduino Nano הכלול מגיע עם סיכות כותרת, אך הם אינם מולחמים למודול. עזוב את הסיכות בינתיים. בצע את הבדיקות הראשוניות הללו של מודול ה- Arduino Nano PRIOR להלחמת סיכות הכותרת של ה- Arduino Nano. כל מה שצריך לשני השלבים הבאים הוא כבל microUSB והארדואינו ננו בדיוק כפי שהוא יוצא מהתיק.

ה- Arduino Nano הוא לוח ארדואינו ממוזער ידידותי ללוח על משטח עם USB משולב. הוא בעל תכונות מלאות להפליא וקל לפריצה.

מאפיינים:

• מיקרו -בקר: Atmel ATmega328P
• מתח: 5V
• סיכות קלט/פלט דיגיטליות: 14 (6 PWM)
• סיכות קלט אנלוגיות: 8
• זרם DC לפין I/O: 40 mA
• זיכרון פלאש: 32 KB (2KB למטען אתחול)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• מהירות שעון: 16 מגה -הרץ
• מידות: 17 מ"מ על 43 מ"מ

גרסה מסוימת זו של הארדואינו ננו היא העיצוב השחור של רובוטדין. הממשק הוא על ידי יציאת MicroUSB המשולבת התואמת את אותם כבלי MicroUSB המשמשים טלפונים ניידים וטאבלטים רבים.

Arduino Nanos כולל שבב USB/סידורי גשר מובנה. על גרסה מסוימת זו, שבב הגשר הוא CH340G. שים לב שישנם סוגים אחרים של שבבי גשר USB/סידורי המשמשים על סוגי הלוחות של Arduino. שבבים אלה מאפשרים ליציאת ה- USB של המחשב לתקשר עם הממשק הטורי שבב המעבד של הארדואינו.

מערכת ההפעלה של מחשב דורשת מנהלי התקנים לתקשר עם השבב USB/סידורי. הנהג מאפשר ל- IDE לתקשר עם לוח Arduino. מנהל ההתקן הספציפי הדרוש תלוי גם בגרסת מערכת ההפעלה וגם בסוג שבב USB/סידורי. עבור שבבי USB/סידורי CH340, ישנם מנהלי התקנים זמינים עבור מערכות הפעלה רבות (UNIX, Mac OS X או Windows). יצרנית CH340 מספקת את הנהגים האלה כאן.

כאשר אתה מחבר את ה- Arduino Nano לראשונה ליציאת USB של המחשב שלך, נורית ההפעלה הירוקה צריכה להידלק וזמן קצר לאחר הנורית הכחולה תתחיל להבהב לאט. זה קורה מכיוון שהנאנו נטען מראש בתוכנית BLINK, שפועלת במותג החדש Arduino Nano.

שלב 4: סביבת פיתוח משולבת של Arduino (IDE)

אם עדיין אין לך את Arduino IDE מותקן, תוכל להוריד אותו מ- Arduino.cc

אם אתה רוצה מידע היכרות נוסף לעבודה במערכת האקולוגית של Arduino, אנו ממליצים לעיין במדריך לסדנת Starter HackerBoxes.

חבר את ה- Nano לכבל MicroUSB ואת הקצה השני של הכבל ליציאת USB במחשב, הפעל את תוכנת ה- Arduino IDE, בחר את יציאת ה- USB המתאימה ב- IDE תחת כלים> יציאה (סביר להניח כי שם הוא "wchusb" בתוכו)). בחר גם "Arduino Nano" ב- IDE תחת כלים> לוח.

לבסוף, טען פיסת קוד לדוגמה:

קובץ-> דוגמאות-> יסודות-> מהבהב

זהו למעשה הקוד שטוען מראש ל- Nano וצריך לפעול כרגע כדי להבהב לאט את הנורית הכחולה. בהתאם, אם נטען את קוד הדוגמה הזה, שום דבר לא ישתנה. במקום זאת, בואו נשנה מעט את הקוד.

במבט מקרוב אתה יכול לראות שהתוכנית מדליקה את הנורית, ממתינה 1000 אלפיות השנייה (שנייה אחת), מכבה את הנורית, ממתינה עוד שנייה ואז עושה הכל שוב - לנצח.

שנה את הקוד על ידי שינוי שני הצהרות "העיכוב (1000)" ל"השהיה (100) ". שינוי זה יגרום לנורית להבהב עשר פעמים מהר יותר, נכון?

בואו נטען את הקוד שהשתנה ל- Nano על ידי לחיצה על כפתור ה- UPLOAD (סמל החץ) ממש מעל הקוד שהשתנה. צפה מתחת לקוד למידע על הסטטוס: "קומפילציה" ולאחר מכן "העלאה". בסופו של דבר, ה- IDE אמור לציין "ההעלאה הושלמה" והנורית שלך אמורה להבהב מהר יותר.

אם כן, מזל טוב! זה עתה פרצת את הקוד הקוד המוטבע הראשון שלך.

לאחר שגירסת המהבהב המהיר שלך נטענת ופועלת, מדוע שלא תראה אם תוכל לשנות את הקוד שוב כדי לגרום לנורית להבהב מהר פעמיים ולאחר מכן להמתין מספר שניות לפני החזרה? תן לזה הזדמנות! מה עם כמה דפוסים אחרים? ברגע שאתה מצליח לדמיין את התוצאה הרצויה, לקודד אותה ולצפות בה לפעול כמתוכנן, עשית צעד עצום לקראת הפיכת האקר חומרה מוכשר.

שלב 5: הלחמת סיכות הכותרת Aranoino Nano

כעת, לאחר שמחשב הפיתוח שלך הוגדר לטעון קוד ל- Arduino Nano וה- Nano נבדק, נתק את כבל ה- USB מהנאנו והתכונן להלחם את סיכות הכותרת. אם זו הפעם הראשונה שלך במועדון קרב, עליך להלחם.

יש הרבה מדריכים וסרטונים מצוינים באינטרנט על הלחמה (למשל). אם אתה מרגיש שאתה זקוק לעזרה נוספת, נסה למצוא קבוצת יצרנים מקומית או שטח האקרים באזור שלך. כמו כן, מועדוני רדיו חובבים הם תמיד מקורות מצוינים לחוויית אלקטרוניקה.

הלחם את שתי כותרות השורה היחידה (חמישה עשר סיכות כל אחת) למודול Arduino Nano. מחבר ICSP (תכנות סידורי במעגל) בן שש פינים לא ישמש בפרויקט זה, אז פשוט השאר את הסיכות האלה. לאחר השלמת ההלחמה, בדוק היטב אם יש גשר הלחמה ו/או מפרקי הלחמה קרה. לבסוף, חבר את ה- Arduino Nano בחזרה לכבל ה- USB וודא שהכל עדיין פועל כראוי.

שלב 6: מודול חיישן טביעות אצבע

למודול חיישן טביעות האצבע יש ממשק טורי שמקל על הוספה לפרויקטים שלך. המודול משולב זיכרון FLASH לאחסון כל טביעות אצבע שהוא הוכשר לזהות, תהליך המכונה הרשמה. כל שעליך לעשות הוא לחבר ארבעה חוטים למיקרו -בקר שלך כפי שמוצג כאן. שים לב כי VCC הוא 3.3V (לא 5V).

Adafruit פרסמה ספריית Arduino נחמדה מאוד לחיישני טביעות אצבע. הספרייה כוללת כמה סקיצות שימושיות. לדוגמה, "הרשמה.נו" מדגימה כיצד לרשום (לאמן) טביעות אצבע למודול. לאחר האימון, "fingerprint.ino" מדגים כיצד לסרוק טביעת אצבע ולחפש אותה כנגד הנתונים המאומנים. תיעוד של Adafruit לספרייה ניתן למצוא כאן. אתה יכול להשיג שם קוראי טביעות אצבע נוספים או לבדוק כמה מודולי נוצה.

שילוב

ניתן להוסיף חיישני טביעות אצבע לפרויקטים שונים לרבות מערכות אבטחה, מנעולים לדלתות, מערכות נוכחות זמן וכו '. לדוגמה, הוא מבצע שדרוג מדהים לפרויקטים מ- Locksport HackerBox.

סרטון זה מציג מערכת לדוגמה שעובדת עם חיישן טביעות אצבע.

שלב 7: ערכת LED Fidget Spinner

ערכת ה- LED המסתובבת משתמשת בשני בקרי PIC של Microchip ו- 24 נוריות LED כדי להציג דוגמאות צבעוניות שונות. הדפוסים גלויים באמצעות טכניקת התמדה של חזון (POV). ניתן לשנות את הדפוסים על ידי לחיצה על הכפתור.

לפני שנתחיל, בדוק את כל החלקים המפורטים למעלה. יש כנראה כמה נגדים, קבלים, נוריות LED, ברגים וחתיכות אקריליות נוספות בערכה, אז אל תתן לזה לבלבל אותך. גם אם הערכה שלך כללה דף הוראות, ההוראות כאן אמורות להיות הרבה יותר קלות לביצוע.

שלב 8: ערכת LED Fidget Spinner - סכמטי ו- PCB

השאלה הראשונה שלנו בעת הסתכלות על סכמטי זה צריכה להיות: כיצד בדיוק אתה מניע 24 נוריות עם עשרה קווי I/O בלבד? קֶסֶם? כן, הקסם של Charlieplexing.

הערת התמצאות רכיב. סקור מקרוב את התרשים של סימני הקוטביות של ה- PCB. יש לסובב את שני בקרי המיקרו לכיוון הנכון. כמו כן, הנוריות מקוטבות וצריכות להיות מכוונות כראוי. בחוזה, ניתן להלחם את הנגדים והקבלים לכל כיוון. הכפתור מתאים רק בדרך אחת.

שלב 9: Fidget Spinner - החל מהלחמה SMT

ערכת ה- PCB של פידג'ט ספינר היא טכנולוגיית הרכבה על פני השטח (SMT), שהיא בדרך כלל מאתגרת למדי להלחמה. עם זאת, פריסת הלוח והבחירה ברכיבים הופכים את ערכת ה- SMT לקלה יחסית להלחמה. אם מעולם לא עבדת עם הלחמת SMT, יש באינטרנט סרטון הדגמה ממש נחמד (למשל).

התחל למכור: הכפתור ונגד 10K ("103") שלו הם כנראה המקום הקל ביותר להתחיל מכיוון שיש הרבה מקום סביבם. קח את הזמן והנח את שני המרכיבים הללו במקומם.

זכור כי גם אם ההלחמה שלך לא לגמרי מוצלחת, המסע מחוץ לאזור הנוחות הנוכחי שלך הוא השיטה הטובה ביותר. כמו כן, הערכה המורכבת עדיין תפעל כספינר בהשראת אלקטרוניקה במראה מגניב גם אם הנורות אינן תפקודיות לחלוטין.

שלב 10: Fidget Spinner - הלחמה במיקרו -בקר

הלחם שני בקרי המיקרו (שימו לב לסימון הכיוון). עקוב אחר שני קבלים 0.1uF שנמצאים ממש ליד בקרי המיקרו. הקבלים אינם מקוטבים וניתן לכוון אותם בכל כיוון.

שלב 11: Fidget Spinner - הלחמת LED

ישנן שתי שורות של נוריות על הלוח ושתי רצועות של רכיבי LED. כל רצועה היא בצבע אחר (אדום וירוק), לכן שמור על הלדים מכל רצועה יחד באותה שורה על הלוח המודרני. לא משנה איזו שורה ירוקה ואילו אדומה, אך אותם נוריות LED צריכות להיות כולן יחד באותה שורה.

יש סימון "-" על כל כרית PCB עבור הנורות. סימונים אלה מתחלפים לצדדים תוך כדי מעבר לאורך שורת הפדים, כלומר כיוון הנורות בשורה יתחלף קדימה ואחורה. הסימון הירוק בצד אחד של כל נורית LED צריך להיות מכוון לכיוון "-" עבור אותו פד LED.

שלב 12: Fidget Spinner - סיים הלחמה

הלחמה של שש הנגדים של 200 אוהם ("201"). אלה אינם מקוטבים ועשויים להיות ממוקמים לשני הכיוונים.

הלחם את שלושת קליפי הסוללה של תאי המטבע על ידי הכנסתם לתחתית הלוח ולאחר מכן הלחמה בשני החורים מהחלק העליון של הלוח.

הכנס שלושה תאי מטבע ולחץ על הלחצן לבדיקת הנורות. לא תוכל לראות את דפוסי ה- POV בזמן שה- PCB נייח, אך תבחין בהירות שונה בין שני גדות הלדים כאשר אתה עובר בין מצבי התצוגה. שים לב שלחיצות קצרות ולחיצות ארוכות יש השפעות שונות.

שלב 13: Fidget Spinner - הכינו דיור אקרילי

הסר את נייר המגן מחתיכות האקריליק.

הניחו את חמשת חתיכות האקריליק וה- PCB כממוספרים בתמונה. זה מייצג את סדר ההזמנה של המחסנית הסופית.

שימו לב לשלושת העיגולים הקטנים בכל חלק. הפוך את כל החלקים עד שהעיגולים הקטנים מכוונים כולם באותו כיוון.

התחל עם שכבה 2, שהיא זו עם עיגולים בגודל של מטבעות בכל אחת משלוש הזרועות.

מניחים את המסב במרכז השכבה 2 ומכריחים אותו לתוך החור הגדול. זה ייקח הרבה כוח. נסה לא לפצח את האקריליק תוך כדי פעולה זו. עם זאת, סדק קטן אחד סביב חור ההרכבה הנושא עשוי להיווצר. זה מקובל לחלוטין.

שלב 14: Fidget Spinner - הרכבה מכנית

עורמים את השכבות - 1 עד 5.

שימו לב שחלקים 4 ו -5 נמצאים למעשה על אותה שכבה.

הכנס שלושה ממחברי הפליז המושחלים.

מניחים שכבה 6 על הערימה.

שימו לב שלשכבות 1 ו -6 יש חורים קטנים יותר לשמירה על מצמדי הפליז במקומם.

השתמש בששת הברגים הקצרים להדבקת שכבות 1 ו -6 על מצמדי הפליז.

שלב 15: Fidget Spinner - מרכז רכזת

הסר את נייר ההגנה משלושה ממחזורי האקריליק - שניים גדולים ואחד קטן.

שים בורג ארוך באחד מעיגולי האקריליק הגדולים; עורמים את עיגול האקריליק הקטן על הבורג; וסובב מצמד פליז מושחל על הבורג כדי ליצור ערימה כפי שמוצג בתמונה.

הכנס את הערימה דרך המרכז המרכזי.

ללכוד את הערימה לתוך הרכזת על ידי הדבקת עיגול האקריליק הגדול הנותר על הצד הפתוח באמצעות בורג ארוך.

הכי סנפיר! Laissez les bon fidget rouler.

שלב 16: Digispark ו- USB Rubber Ducky

Digispark הוא פרויקט קוד פתוח שמומן במקור באמצעות Kickstarter. זהו לוח תואם ארדואינו מבוסס ATtiny סופר-מיניאטורי באמצעות Atmel ATtiny85. ה- ATtiny85 הוא מיקרו -בקר בן 8 פינים שהוא בן דוד קרוב של שבב Arduino טיפוסי, ה- ATMega328P. ל- ATtiny85 יש כרבע מהזיכרון ורק שישה סיכות קלט/פלט. עם זאת, ניתן לתכנת אותו מתוך Arduino IDE והוא עדיין יכול להריץ קוד Arduino ללא תקלה.

ה- USB Rubber Ducky הוא כלי האקרים מועדף. זהו מכשיר להזרקת הקשות המתחפש לכונן הבזק כללי. מחשבים מזהים אותה כמקלדת רגילה ומקבלים באופן אוטומטי את עומסי ההקלקה המתוכנתים שלה מראש בלמעלה מ -1000 מילים לדקה. עקוב אחר הקישור כדי ללמוד הכל על ברווזי גומי מ- Hak5, שם תוכל גם לקנות את העסקה האמיתית. בינתיים, סרטון הדרכה זה מראה כיצד להשתמש ב- Digispark כמו ברווז גומי. הדרכת וידאו נוספת מראה כיצד להמיר סקריפטים של Ruby Ducky להפעלה ב- Digispark.

שלב 17: HackLife

אנו מקווים שנהניתם מההפלגה של החודש לאלקטרוניקה DIY. הושיט יד ושתף את ההצלחה שלך בתגובות למטה או בקבוצת הפייסבוק של HackerBoxes. בהחלט יידע אותנו אם יש לך שאלות או שאתה זקוק לעזרה במשהו.

הצטרף למסיבה. חי את האק לייף. אתה יכול לקבל קופסה מגניבה של אלקטרוניקה ופרויקטים של טכנולוגיות מחשבים שנשלחות ישירות לתיבת הדואר שלך בכל חודש. פשוט גלוש אל HackerBoxes.com והירשם לשירות HackerBox החודשי.