„HackerBox 0038“: „TeknoDactyl“: 17 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

„HackerBox“įsilaužėliai tiria elektroninį pirštų atspaudų atpažinimą ir mechaninius žaislus su suktukais su ant paviršiaus montuojamu mikrovaldikliu ir LED grandinėmis. Šioje instrukcijoje yra informacijos, kaip pradėti naudotis „HackerBox #0038“, kurią galite įsigyti čia, kol pasibaigs atsargos. Be to, jei norėtumėte kiekvieną mėnesį gauti tokią „HackerBox“tiesiai į savo pašto dėžutę, užsiprenumeruokite „HackerBoxes.com“ir prisijunkite prie revoliucijos!

„HackerBox 0038“temos ir mokymosi tikslai:

• Naršykite elektroninį pirštų atspaudų atpažinimą
• Konfigūruokite ir užprogramuokite „Arduino Nano“mikrovaldiklį
• Sąsajos pirštų atspaudų jutiklių moduliai su mikrovaldikliais
• Integruokite pirštų atspaudų jutiklius į įterptąsias sistemas
• Praktikuokite ant paviršiaus montuojamus litavimo būdus
• Surinkite akrilo LED fidget suktuko projektą
• Konfigūruokite ir užprogramuokite „Digispark“mikrovaldiklį
• Eksperimentuokite su naudingosiomis USB klavišų paspaudimų apkrovomis

„HackerBoxes“yra mėnesio prenumeratos dėžutės paslauga, skirta „pasidaryk pats“elektronikai ir kompiuterinėms technologijoms. Esame mėgėjai, kūrėjai ir eksperimentuotojai. Mes esame svajonių svajotojai.

Įsilaužk į planetą

1 veiksmas: „HackerBox 0038“: dėžutės turinys

• Pirštų atspaudų jutiklio modulis
• „Arduino Nano 5V 16MHz microUSB“
• „LED Fidget Spinner“litavimo komplektas
• CR1220 monetų elementai suktukų rinkiniui
• USB „Digispark“mikrovaldiklio modulis
• ESD pincetai
• Lydymosi pynė
• Du keturių krypčių įtampos lygio perjungikliai
• USB prailginimo kabelis
• Išskirtinis „HackerBox“kalimo lipdukas
• Išskirtinis „Quad Cut Up“įsilaužėlių lipdukas
• Išskirtinis kėdės lyginamasis pleistras

Kai kurie kiti dalykai, kurie bus naudingi:

• Lituoklis, lydmetalis ir pagrindiniai litavimo įrankiai
• Litavimo srautas (pavyzdys)
• Apšviestas didintuvas (pavyzdys)
• Kompiuteris programinės įrangos įrankiams paleisti
• Pirštai, skirti sukiojimui
• Pirštai pirštų atspaudų eksperimentams

Svarbiausia, kad jums reikės nuotykių jausmo, įsilaužėlių dvasios, kantrybės ir smalsumo. Elektronikos kūrimas ir eksperimentavimas, nors ir labai naudingas, kartais gali būti sudėtinga, sudėtinga ir net varginanti. Tikslas yra pažanga, o ne tobulumas. Kai ištveriate ir mėgaujatės nuotykiais, iš šio pomėgio galite gauti daug pasitenkinimo. Ženkite kiekvieną žingsnį lėtai, apgalvokite smulkmenas ir nebijokite prašyti pagalbos.

„HackerBoxes“DUK yra daug informacijos esamiems ir būsimiems nariams. Beveik į visus gautus netechninės pagalbos el. Laiškus jau yra atsakyta, todėl tikrai dėkojame, kad skiriate kelias minutes skaityti DUK.

2 veiksmas: elektroninis pirštų atspaudų atpažinimas

Pirštų atspaudų skaitytuvai yra biometrinės apsaugos sistemos, skirtos trinties keteroms iš žmogaus pirštų galiukų analizuoti, dar žinomos kaip pirštų atspaudai (daktilografai). Šie skaitytuvai naudojami teisėsaugos, tapatybės apsaugos, prieigos kontrolės, kompiuterių ir mobiliųjų telefonų srityse.

Kiekvienas turi žymių ant pirštų. Jų negalima pašalinti ar pakeisti. Šie ženklai turi modelį, vadinamą pirštų atspaudais. Kiekvienas pirštų atspaudas yra ypatingas ir skiriasi nuo kitų pasaulyje. Kadangi yra daugybė derinių, pirštų atspaudai tapo idealia identifikavimo priemone.

Pirštų atspaudų skaitytuvo sistema turi dvi pagrindines užduotis. Pirma, jis užfiksuoja piršto vaizdą. Tada nustatoma, ar šio vaizdo keterų ir slėnių raštas atitinka iš anksto nuskaitytų vaizdų keterų ir slėnių modelį. Tik konkrečios charakteristikos, būdingos kiekvienam piršto atspaudui, yra filtruojamos ir išsaugomos kaip užšifruotas biometrinis raktas arba matematinis vaizdas. Niekada neišsaugomas joks piršto atspaudo vaizdas, tik skaičių serija (dvejetainis kodas), naudojama tikrinimui. Negalima pakeisti algoritmo, kad koduota informacija būtų paversta pirštų atspaudų atvaizdu. Todėl labai mažai tikėtina, kad iš užkoduotos vaizdo informacijos bus galima išgauti ar pakartoti naudojamus pirštų atspaudus.

(Vikipedija)

3 žingsnis: „Arduino Nano“mikrovaldiklio platforma

„Arduino Nano“arba panaši mikrovaldiklio plokštė yra puikus pasirinkimas sąsajai su pirštų atspaudų skaitytuvo moduliais. Į komplektą įtraukta „Arduino Nano“plokštė yra su antgalių kaiščiais, tačiau jie nėra lituojami prie modulio. Kol kas palikite kaiščius. Atlikite šiuos pradinius „Arduino Nano“modulio bandymus IŠ ANKSTO, kad lituotumėte antraštės kaiščius „Arduino Nano“. Tolesniems poreikiams atlikti reikia tik „microUSB“laido ir „Arduino Nano“, kaip jis išeina iš maišelio.

„Arduino Nano“yra ant paviršiaus tvirtinama, prie duonos lentos pritaikyta, miniatiūrinė „Arduino“plokštė su integruotu USB. Jis yra nuostabiai pilnavertis ir lengvai nulaužiamas.

Funkcijos:

• Mikrovaldiklis: Atmel ATmega328P
• Įtampa: 5V
• Skaitmeniniai įvesties/išvesties kaiščiai: 14 (6 PWM)
• Analoginės įvesties kaiščiai: 8
• DC srovė vienam įvesties/išvesties kaiščiui: 40 mA
• „Flash“atmintis: 32 KB (2 KB įkrovos įkrovikliui)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Laikrodžio greitis: 16 MHz
• Matmenys: 17 mm x 43 mm

Šis konkretus „Arduino Nano“variantas yra juodas „Robotdyn“dizainas. Sąsaja yra naudojant „MicroUSB“prievadą, suderinamą su tais pačiais „MicroUSB“kabeliais, naudojamais daugelyje mobiliųjų telefonų ir planšetinių kompiuterių.

„Arduino Nanos“turi įmontuotą USB/nuoseklaus tilto lustą. Šiame konkrečiame variante tilto lustas yra CH340G. Atminkite, kad įvairių tipų „Arduino“plokštėse naudojami įvairūs kitų tipų USB/nuosekliojo tilto lustai. Šios mikroschemos leidžia kompiuterio USB prievadui bendrauti su „Arduino“procesoriaus lusto serijine sąsaja.

Kompiuterio operacinei sistemai reikia įrenginio tvarkyklės, kad galėtų bendrauti su USB/serijos lustu. Vairuotojas leidžia IDE bendrauti su „Arduino“lenta. Reikalinga konkreti įrenginio tvarkyklė priklauso ir nuo OS versijos, ir nuo USB/serijinės mikroschemos tipo. „CH340“USB/nuosekliųjų lustų tvarkyklės yra prieinamos daugeliui operacinių sistemų (UNIX, „Mac OS X“arba „Windows“). CH340 gamintojas čia tiekia šias tvarkykles.

Kai pirmą kartą prijungiate „Arduino Nano“prie kompiuterio USB prievado, turi užsidegti žalia maitinimo lemputė ir netrukus po to, kai mėlynas šviesos diodas pradeda lėtai mirksėti. Taip atsitinka todėl, kad „Nano“yra iš anksto įkelta BLINK programa, kuri veikia visiškai naujame „Arduino Nano“.

4 žingsnis: „Arduino“integruotos plėtros aplinka (IDE)

Jei dar neįdiegėte „Arduino IDE“, galite jį atsisiųsti iš „Arduino.cc“

Jei norite papildomos įvadinės informacijos apie darbą Arduino ekosistemoje, siūlome susipažinti su „HackerBoxes Starter Workshop“vadovu.

Prijunkite „Nano“prie „MicroUSB“kabelio, o kitą laido galą - prie kompiuterio USB prievado, paleiskite „Arduino IDE“programinę įrangą, pasirinkite tinkamą USB prievadą IDE skiltyje „Įrankiai“> prievadas (greičiausiai pavadinimas su „wchusb“)). Taip pat pasirinkite „Arduino Nano“IDE skiltyje įrankiai> lenta.

Galiausiai įkelkite kodo pavyzdį:

Failas-> Pavyzdžiai-> Pagrindai-> Mirksėti

Tai iš tikrųjų yra kodas, kuris buvo iš anksto įkeltas į „Nano“ir turėtų veikti dabar, kad lėtai mirksėtų mėlynas šviesos diodas. Atitinkamai, jei įkelsime šį pavyzdinį kodą, niekas nepasikeis. Vietoj to, šiek tiek pakeiskime kodą.

Atidžiai įsižiūrėję matote, kad programa įjungia šviesos diodą, laukia 1000 milisekundžių (vieną sekundę), išjungia šviesos diodą, laukia dar sekundės ir tada viską daro iš naujo - visam laikui.

Pakeiskite kodą, pakeisdami abu „uždelsimo (1000)“teiginius į „uždelsimas (100)“. Dėl šio pakeitimo šviesos diodas mirksės dešimt kartų greičiau, tiesa?

Įkelkime modifikuotą kodą į „Nano“spustelėdami mygtuką UPLOAD (rodyklės piktograma) tiesiai virš jūsų modifikuoto kodo. Žemiau žiūrėkite būsenos informacijos kodą: „kompiliavimas“, tada „įkėlimas“. Galiausiai IDE turėtų rodyti „Įkėlimas baigtas“, o jūsų šviesos diodas turėtų mirksėti greičiau.

Jei taip, sveikinu! Jūs ką tik nulaužėte savo pirmąjį įterptąjį kodą.

Kai jūsų greito mirksėjimo versija bus įkelta ir paleista, kodėl gi nepažiūrėjus, ar galite dar kartą pakeisti kodą, kad šviesos diodas greitai mirksėtų du kartus, tada palaukite porą sekundžių prieš kartodami? Pabandyk! O kaip kiti modeliai? Kai pavyks įsivaizduoti norimą rezultatą, jį užkoduoti ir stebėti, kaip jis veikia, kaip planuota, žengėte didžiulį žingsnį, kad taptumėte kompetentingu programinės įrangos įsilaužėliu.

5 veiksmas: „Arduino Nano“antgalių litavimas

Dabar, kai jūsų kūrimo kompiuteris sukonfigūruotas įkelti kodą į „Arduino Nano“ir „Nano“buvo išbandytas, atjunkite USB kabelį nuo „Nano“ir pasiruoškite lituoti antraštės kaiščius. Jei kovos klube pirmą kartą, turite lituoti.

Internete yra daug puikių vadovų ir vaizdo įrašų apie litavimą (pavyzdžiui). Jei manote, kad jums reikia papildomos pagalbos, pabandykite surasti vietos kūrėjų grupę ar įsilaužėlių erdvę savo rajone. Be to, mėgėjų radijo klubai visada yra puikus elektronikos patirties šaltinis.

Lituokite dvi vienos eilės antraštes (po penkiolika kaiščių) prie „Arduino Nano“modulio. Šiame projekte nebus naudojama šešių kontaktų ICSP (grandinės serijinio programavimo) jungtis, todėl tiesiog palikite tuos kaiščius. Kai litavimas bus baigtas, atidžiai patikrinkite, ar nėra litavimo tiltų ir (arba) šaltojo litavimo jungčių. Galiausiai prijunkite „Arduino Nano“prie USB kabelio ir patikrinkite, ar viskas vis tiek veikia tinkamai.

6 žingsnis: pirštų atspaudų jutiklio modulis

Pirštų atspaudų jutiklio modulis turi nuosekliąją sąsają, todėl jį labai lengva pridėti prie savo projektų. Modulis turi integruotą FLASH atmintį, kad išsaugotų visus pirštų atspaudus, kuriuos jis yra išmokęs atpažinti - tai procesas, vadinamas registracija. Tiesiog prijunkite keturis laidus prie savo mikrovaldiklio, kaip parodyta čia. Atkreipkite dėmesį, kad VCC yra 3.3V (ne 5V).

„Adafruit“išleido labai gražią „Arduino“biblioteką pirštų atspaudų jutikliams. Bibliotekoje yra keletas naudingų eskizų. Pavyzdžiui, „enroll.ino“parodo, kaip į modulį įrašyti (ištrinti) pirštų atspaudus. Po treniruotės „fingerprint.ino“demonstruoja, kaip nuskaityti piršto atspaudą ir ieškoti jo pagal apmokytus duomenis. „Adafruit“bibliotekos dokumentaciją rasite čia. Ten galite gauti papildomų pirštų atspaudų skaitytuvų arba patikrinti kai kuriuos plunksnų modulius.

INTEGRACIJA

Pirštų atspaudų jutiklius galima pridėti prie įvairių projektų, įskaitant apsaugos sistemas, durų spynas, laiko stebėjimo sistemas ir pan. Pavyzdžiui, tai nuostabiai atnaujina „Locksport HackerBox“projektus.

Šiame vaizdo įraše parodyta sistemos, veikiančios su pirštų atspaudų jutikliu, pavyzdys.

7 žingsnis: „Fidget Spinner“LED rinkinys

Verpimo LED komplekte naudojami du „Microchip PIC“valdikliai ir 24 šviesos diodai, rodantys įvairius spalvingus raštus. Šablonai matomi naudojant vizijos pastovumo (POV) metodą. Šablonus galima pakeisti paspaudus mygtuką.

Prieš pradėdami, patikrinkite visus aukščiau išvardintus elementus. Rinkinyje tikriausiai yra papildomų rezistorių, kondensatorių, šviesos diodų, varžtų ir akrilo detalių, todėl neleiskite, kad tai jus suklaidintų. Net jei jūsų rinkinyje yra instrukcijų lapas, čia pateikiamų nurodymų turėtų būti daug lengviau laikytis.

8 žingsnis: „Fidget Spinner“LED rinkinys - schema ir PCB

Pirmasis mūsų klausimas, žiūrint į šią schemą, turėtų būti toks: kaip tiksliai vairuojate 24 šviesos diodus, turinčius tik dešimt įvesties/išvesties linijų? Magija? Taip, Charlieplexing magija.

PASTABA KOMPONENTINĖS ORIGINACIJOS. Atidžiai peržiūrėkite PCB poliškumo ženklų schemą. Du mikrovaldikliai turi būti pasukti teisinga kryptimi. Be to, šviesos diodai yra poliarizuoti ir turi būti teisingai orientuoti. Pagal sutartį rezistoriai ir kondensatoriai gali būti lituojami bet kuria kryptimi. Mygtukas tinka tik į vieną pusę.

9 žingsnis: „Fidget Spinner“- pradedant SMT litavimu

Fidget suktuko rinkinio PCB yra ant paviršiaus montuojama technologija (SMT), kuri paprastai yra gana sudėtinga lituoti. Tačiau dėl PCB išdėstymo ir komponentų pasirinkimo šis SMT rinkinys yra gana lengvai lituotas. Jei niekada nedirbote su SMT litavimu, internete yra keletas tikrai gražių demonstracinių vaizdo įrašų (pavyzdžiui).

PRADĖTI LYDYMĄ: Mygtuką ir jo 10K ("103") rezistorių tikriausiai lengviausia pradėti, nes aplink juos yra daug vietos. Neskubėkite ir sutvirtinkite abu šiuos komponentus.

Atminkite, kad net jei jūsų litavimas nėra visiškai sėkmingas, kelionė už dabartinės komforto zonos yra geriausia praktika. Be to, surinktas rinkinys vis tiek veiks kaip šauniai atrodantis elektronikos suktukas, net jei šviesos diodai nėra visiškai funkcionalūs.

10 žingsnis: „Fidget Spinner“- mikrovaldiklio litavimas

Lituokite du mikrovaldiklius (atkreipkite dėmesį į orientacinį ženklą). Toliau naudokite du 0,1uF kondensatorius, esančius šalia mikrovaldiklių. Kondensatoriai nėra poliarizuoti ir gali būti nukreipti bet kuriuo būdu.

11 žingsnis: „Fidget Spinner“- LED litavimas

Ant PCB yra dvi šviesos diodų eilutės ir dvi LED komponentų juostelės. Kiekviena juostelė yra skirtingos spalvos (raudona ir žalia), todėl kiekvienos juostelės šviesos diodus laikykite toje pačioje PCB eilutėje. Nesvarbu, kuri eilutė yra žalia ir kuri raudona, tačiau tos pačios spalvos šviesos diodai turi būti visi kartu toje pačioje eilutėje.

Ant kiekvienos šviesos diodų plokštės yra „-“žymėjimas. Šie ženklai pakaitomis keičiasi išilgai trinkelių eilės, o tai reiškia, kad eilutės šviesos diodų orientacija keisis pirmyn ir atgal. Žalios žymės kiekvienos šviesos diodo vienoje pusėje turėtų būti nukreiptos į „-“ženklą, skirtą šiam LED bloknotui.

12 žingsnis: „Fidget Spinner“- užbaikite litavimą

Lituokite šešis 200 omų ("201") rezistorius. Jie nėra poliarizuoti ir gali būti išdėstyti bet kuria kryptimi.

Lituokite tris monetų elementų spaustukus, įkišdami juos į PCB apačią, o tada lituodami į dvi skyles iš plokštės viršaus.

Įdėkite tris monetų elementus ir paspauskite mygtuką, kad patikrintumėte šviesos diodus. Jūs negalėsite matyti POV modelių, kai PCB yra nejudanti, tačiau pastebėsite skirtingą ryškumą tarp dviejų šviesos diodų bankų, kai einate per ekrano režimus. Atminkite, kad trumpi ir ilgi paspaudimai turi skirtingą poveikį.

13 žingsnis: „Fidget Spinner“- paruoškite akrilo korpusą

Nuimkite apsauginį popierių nuo akrilo gabalėlių.

Išdėstykite penkis akrilo gabalus ir PCB, kaip numeruota paveikslėlyje. Tai reiškia galutinio kamino užsakymą.

Atkreipkite dėmesį į tris mažus apskritimus kiekvienoje dalyje. Apverskite bet kokius gabalus, kol maži apskritimai bus nukreipti ta pačia kryptimi.

Pradėkite nuo 2 sluoksnio, kuriame yra monetos ląstelių dydžio apskritimai kiekvienoje iš trijų rankų.

Padėkite guolį 2 sluoksnio centre ir įstumkite į didelę skylę. Tai pareikalaus daug jėgų. Tai darydami stenkitės neskilinėti akrilo. Tai reiškia, kad aplink guolio tvirtinimo angą gali susidaryti vienas mažas įtrūkimas. Tai visiškai priimtina.

14 žingsnis: „Fidget Spinner“- mechaninis surinkimas

Sudėkite sluoksnius - nuo 1 iki 5.

Atkreipkite dėmesį, kad 4 ir 5 dalys iš tikrųjų yra tame pačiame sluoksnyje.

Įdėkite tris žalvarines sriegines jungtis.

Padėkite 6 sluoksnį ant kamino.

Atkreipkite dėmesį, kad 1 ir 6 sluoksniuose yra mažesnės skylės, kad žalvarinės jungtys liktų vietoje.

Naudokite šešis trumpus varžtus, kad pritvirtintumėte 1 ir 6 sluoksnius prie žalvario jungčių.

15 žingsnis: „Fidget Spinner“- centro stebulė

Nuimkite apsauginį popierių iš trijų akrilo ciklų - dviejų didelių ir vieno mažo.

Užsukite ilgą varžtą per vieną iš didelių akrilo apskritimų; sudėkite mažą akrilo apskritimą ant varžto; ir pasukite žalvarinę srieginę jungtį ant varžto, kad susidarytumėte krūvą, kaip parodyta paveikslėlyje.

Įkiškite kaminą per centrinę stebulę.

Užfiksuokite kaminą į stebulę, pritvirtindami likusį didelį akrilo apskritimą ant atviros pusės, naudodami ilgą varžtą.

Geriausias pelekas! Laissez les bon fidget rouler.

16 žingsnis: „Digispark“ir „USB Rubber Ducky“

„Digispark“yra atvirojo kodo projektas, iš pradžių finansuotas per „Kickstarter“. Tai itin miniatiūrinė „ATtiny“pagrindu sukurta „Arduino“plokštė, naudojant „Atmel ATtiny85“. „ATtiny85“yra 8 kontaktų mikrovaldiklis, artimas tipiško „Arduino“lusto „ATMega328P“pusbrolis. „ATtiny85“turi apie ketvirtadalį atminties ir tik šešis įvesties/išvesties kaiščius. Tačiau jis gali būti užprogramuotas iš „Arduino IDE“ir vis tiek gali paleisti „Arduino“kodą be problemų.

„USB Rubber Ducky“yra mėgstamiausias įsilaužėlių įrankis. Tai yra klavišų įpurškimo įtaisas, užmaskuotas kaip bendras „flash drive“. Kompiuteriai ją atpažįsta kaip įprastą klaviatūrą ir automatiškai priima iš anksto užprogramuotus naudingus klavišų paspaudimus daugiau nei 1000 žodžių per minutę. Sekite nuorodą ir sužinokite viską apie „Rub5 Duckies“iš „Hak5“, kur taip pat galite nusipirkti tikrą sandorį. Tuo tarpu šioje vaizdo įrašo pamokoje parodyta, kaip naudoti „Digispark“kaip „Rubber Ducky“. Kitas vaizdo įrašo mokymas parodo, kaip „Rubber Ducky“scenarijus paversti „Digispark“.

17 žingsnis: „HackLife“

Tikimės, kad jums patiko šio mėnesio kelionė į „pasidaryk pats“elektroniką. Pasiekite ir pasidalykite savo sėkme komentaruose žemiau arba „HackerBoxes“„Facebook“grupėje. Žinoma, praneškite mums, jei turite kokių nors klausimų ar jums reikia pagalbos.

Prisijunk prie vakarėlio. Gyvenk HackLife. Kiekvieną mėnesį į savo pašto dėžutę galite gauti puikią įsilaužimo elektronikos ir kompiuterinių technologijų projektų dėžutę. Tiesiog naršykite HackerBoxes.com ir užsiprenumeruokite mėnesinę HackerBox paslaugą.