HackerBoxes 0018: حلبة سيرك: 12 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

Circuit Circus: هذا الشهر ، يعمل HackerBox Hackers مع الدوائر الإلكترونية التناظرية بالإضافة إلى تقنيات اختبار الدائرة والقياس.

يحتوي هذا Instructable على معلومات للعمل مع HackerBoxes # 0018. إذا كنت ترغب في تلقي صندوق مثل هذا في صندوق البريد الخاص بك كل شهر ، فقد حان الوقت للاشتراك في HackerBoxes.com والانضمام إلى الثورة!

الموضوعات وأهداف التعلم لهذا HackerBox:

• بناء جهاز اختبار المكونات المعتمد على المعالجات الدقيقة
• شحذ مهارات التجميع واللحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• فهم استخدام المكونات الإلكترونية المختلفة في الدوائر
• مراجعة تقنيات الاختبار والقياس لتلك المكونات
• أكمل عشرة دروس في دورة الإلكترونيات الحديثة
• أكمل عشرة دروس في دورة الإلكترونيات التناظرية
• استكشف التطبيقات والقيود المفروضة على راسمات بطاقة الصوت
• تمرين على تقنيات النموذج الأولي للدوائر على اللوح

HackerBoxes هي خدمة صندوق الاشتراك الشهري للإلكترونيات اليدوية وتقنية الكمبيوتر. نحن هواة ، صناع ، ومجربون. ونحن حالمو الاحلام.

الخطوة 1: HackerBoxes 0018: محتويات الصندوق

• HackerBoxes # 0018 بطاقة مرجعية قابلة للتحصيل
• جهاز اختبار المكونات الإلكترونية (مجموعة اللحام)
• مجموعة الإلكترونيات الحديثة والتناظرية
• 140 قطعة طقم سلك توصيل
• 830 نقطة لحام اللوح
• 3.5 مللي متر وحدة اندلاع الصوت
• 3.5mm كابل التصحيح الصوتي
• مقطعان بطارية 9 فولت
• حصرية "Elite Technology" Iron-On Patch
• ملصق رباعي حصري HackerBoxes

بعض الأشياء الأخرى التي ستكون مفيدة:

• لحام الحديد وأدوات اللحام الأساسية
• بطاريتان 9 فولت
• كمبيوتر مع كارت صوت
• (اختياري) بطاقة صوت USB **
• (اختياري) جهاز رقمي متعدد

الأهم من ذلك أنك ستحتاج إلى حس المغامرة وروح DIY وفضول الهاكرز. لا تعد إلكترونيات Hardcore DIY أسهل هواية ، ولكن عندما تستمر في الاستمتاع بالمغامرة ، فقد ينبع قدر كبير من الرضا من المثابرة وجعل مشاريعك تعمل. فقط اتخذ كل خطوة ببطء ، واهتم بالتفاصيل ، ولا تتردد في طلب المساعدة.

** ملاحظة بطاقة الصوت: تناقش الخطوة 11 اختياريًا استخدام بطاقة صوت USB. حدث أن يكون هناك عدد منها في متناول اليد كفائض في HackerBoxes HQ. ألقيناهم مجانًا كهدية إضافية في عدد محدود من RANDOM # 0018 HackerBoxes. إذا لم تتلق واحدة ، فيرجى ملاحظة مرة أخرى أنه تم توزيعها عشوائيًا مجانًا (دون التأثير على ميزانية الصندوق). لم يتم تضمينها في قائمة المحتويات أعلاه وبالتالي لا يمكن اعتبارها "عنصرًا مفقودًا". إذا كنت ترغب حقًا في الحصول على واحدة ، فهي متاحة للشراء هنا. شكرا لتفهمك.

الخطوة 2: Automata و Penguins و Clowns

تم تصميم ملصق HackerBoxes الرباعي الحصري ليتم فصله إلى أربعة ملصقات مصغرة كل منها بحجم مثالي لمرفقات المشروع أو الأجهزة المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو صناديق الأدوات.

يظهر رمز الطائرة الشراعية على إحدى الشارات المصغرة. إنه نمط من خمس نقاط مرتبة داخل شبكة. ينتقل هذا النمط المحدد عبر اللوحة في Conway's Game of Life (وهو إنسان خلوي معروف جيدًا). تم اقتراح الطائرة الشراعية كشعار لتمثيل ثقافة الهاكرز الفرعية ، منذ أن تناشد Game of Life المتسللين وولد مفهوم الطائرة الشراعية في نفس الوقت تقريبًا مع الإنترنت و Unix. يوضح إدخال Wikipedia أن هذا الشعار مستخدم في أماكن مختلفة داخل الثقافة الفرعية ولكنه غير محبوب عالميًا. إذا لم تعجبك ، اخترقها. في كلتا الحالتين ، نقترح أن تحصل على برنامج أو تطبيق "Conway's Game of Life" والتلاعب به. حياة!

ما الأمر مع المهرج؟ يعد فن المعجبين بالمهرج وموضوع "Circuit Circus" إشارات إلى فندق وكازينو Circus Circus الشهير في لاس فيجاس. ربما سنراكم في لاس فيغاس هذا الصيف من أجل DEFCON25؟

الخطوة 3: مجموعة الإلكترونيات الحديثة والتناظرية

تحتوي مجموعة HackerBoxes Modern and Analog Electronics Kit على أكثر من 80 مكونًا إلكترونيًا. يمكن أن يكون العديد منها مفيدًا أثناء تجربة جهاز اختبار المكونات الإلكترونية.

تشتمل هذه المكونات جنبًا إلى جنب مع المحتويات الأخرى لـ HackerBox # 0018 على كل ما يلزم لإجراء جميع التجارب في الدورات التدريبية عبر الإنترنت للإلكترونيات الحديثة والإلكترونيات التناظرية المقدمة لاحقًا في Instructable.

الخطوة 4: جهاز اختبار المكونات الإلكترونية - مقدمة

نعلم جميعًا التحدي المزعج المتمثل في تحديد المعلمات الدقيقة لمكون ما في صندوق البريد غير الهام القديم. تعتبر الأساليب التقليدية للتحديد والقياس صعبة بشكل عام وتستغرق وقتًا طويلاً. جهاز الاختبار هذا موجود هنا لإنقاذ اليوم باستخدام تصميم ذكي للغاية يعتمد على متحكم دقيق. أفضل ما في الأمر أنه يتم توفيره في شكل مجموعة حتى تتمكن من بنائه بنفسك!

بمجرد الانتهاء ، سنقوم تلقائيًا باكتشاف وتحديد المسامير الخاصة بترانزستورات NPN و PNP ، و FETs ، والصمامات الثنائية ، والصمامات الثنائية ، والثايرستور ، و SCR.

يمكن قياس المقاومة حتى 50MΩ بدقة قصوى تصل إلى 0.01. ثلاث نقاط اختبار تسمح باختبار بسيط لمقاييس الجهد.

يمكن قياس السعة 25pF-100mF بدقة 1pF. مقاومة السلاسل المكافئة (ESR) تقاس للمكثفات التي تزيد عن 90nF.

تتضمن قياسات ترانزستور التقاطع ثنائي القطب عامل تضخيم تيار المجمع-الباعث ، جهد عتبة القاعدة - الباعث ، تيار التسرب بين المجمع والباعث ، جهد عتبة الباعث الأساسي ، وكسب التيار العالي. تم تحديد ترانزستورات دارلينجتون. تم الكشف عن ثنائيات الحماية لترانزستورات الطاقة و FETs.

تتضمن قياسات معلمات FET جهد عتبة مصدر البوابة ، ومقاومة مصدر التصريف ، وسعة مصدر البوابة.

ميزات إضافية:

قياس التردد 1 هرتز -1 ميجا هرتز

قياس الفترة حتى 25 كيلو هرتز

قياس جهد التيار المستمر حتى 50 فولت

مولد تردد الموجة المربعة بترددات مختلفة

مولد 10 بت PWM (1٪ - 99٪)

قارئ مقياس الحرارة الرقمي (DS1820)

قارئ درجة الحرارة / الرطوبة (DHT11)

وحدة فك ترميز بروتوكول مستشعر الأشعة تحت الحمراء (uPD6121 و TC9012)

تشفير الأشعة تحت الحمراء

تحديد:

المعالج: مقبس ATMEAG328P (28 دبوس DIP)

شاشة ملونة TFT بدقة 160x128 بكسل وعمق ألوان 16 بت

مدخلات المستخدم: جهاز تشفير دوار مع زر ضغط

مدخلات الطاقة: 6.8-12VDC عند موصل البرميل أو بطارية 9 فولت

الاستهلاك الحالي: حوالي 30 مللي أمبير

الخطوة 5: جهاز اختبار المكونات الإلكترونية - فاتورة المواد

ابدأ في بناء المجموعة عن طريق فك علامات المكونات في صينية صغيرة والتعرف بعناية على كل مكون.

يوجد 24 مقاوماً محورياً للرصاص لها 12 قيمة مختلفة. كلهم يبدون متشابهين جدا نقترح تخصيص بضع دقائق الآن للبحث عن قيمها وتدوين قيمها بعناية على الشريط الورقي المرفق بالمقاومات. المقاومات غير قابلة للتبديل. إذا لم يتم وضع كل مقاوم في مكانه الصحيح على لوحة الدوائر المطبوعة ، فلن يعمل جهاز الاختبار.

هذه الآلة الحاسبة لرمز المقاوم سهلة الاستخدام. تأكد من التبديل إلى علامة التبويب "5 أشرطة". قد تكون بعض "عملية الإزالة" ضرورية عندما تبدو مجموعتان من خطوط الألوان متشابهة جدًا.

الخطوة 6: جهاز اختبار المكونات الإلكترونية - إخماد الجهد العابر

تشتمل مجموعة اختبار المكونات على ثلاثة مكونات صغيرة مثبتة على السطح - مكثف بحجم 0805 100nF ، وصمام ثنائي P6KE6V8 بحجم 1812 ، ومجموعة صمامات ثنائية SVR05-4 بحجم SOT23. هذه مكونات اختيارية تمامًا لدعم إخماد الجهد العابر (TVS). سيعمل جهاز الاختبار بشكل جيد بدونهما ، لذلك ما لم يكن لديك تجربة ميكروسكوب و SMT ، فإننا نقترح بشدة أن تبدأ برمي هذه المكونات بعيدًا.

في حالة عدم تثبيت أجزاء SMT:

الغرض من دائرة حماية TVS هو تحسين احتمالية أن دبابيس إدخال المتحكم الدقيق قد تنجو من تيار التفريغ عند توصيل مكثف مشحون بمدخلات الاختبار. حتى مع تثبيت دائرة TVS ، فإن الحماية غير مضمونة. لذلك من المهم جدًا أن يتم تفريغ المكثفات دائمًا قبل القياس بجهاز الاختبار المناسب.

إذا كنت تقوم بتثبيت أجزاء SMT:

يجب أن تكون مكونات SMT الثلاثة ملحومة أولاً. المكثف والصمام الثنائي غير مستقطبين ويمكن لحامهما في أي اتجاه. ومع ذلك ، تحتوي مجموعة الصمام الثنائي المكون من 6 أسنان على علامات قطبية يجب أن تتماشى مع الأجهزة الموجودة على الشاشة الحريرية PCB.

الخطوة 7: جهاز اختبار المكونات الإلكترونية - مكونات صغيرة

ابدأ باللحام في 24 مقاومات. تأكد من التعرف عليها بشكل صحيح من خلال شرائط الألوان الخاصة بها. كن حذرًا جدًا في وضع القيم الصحيحة في المواضع الصحيحة على لوحة الدوائر المطبوعة. المقاومات ليست مستقطبة ويمكن إدخالها في أي اتجاه.

بعد أن يتم لحام أحد المكونات من خلال الفتحة ، يجب قص الرصاص بعناية من الخلف بالقرب جدًا من سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. احرص دائمًا على ارتداء نظارات الأمان عند قص الأسلاك.

بعد ذلك ، أدخل 9 مكثفات سيراميك مع التأكد من مطابقة القيم المطبوعة على المكثفات مع علامات PCB. هذه المكثفات ليست مستقطبة ويمكن إدخالها في أي اتجاه.

تبدو المكثفات الإلكتروليتية مثل البراميل السوداء. إنها نفس القيمة ، لكن خيوطها مستقطبة. جانب واحد من الغطاء لديه شريط أبيض. هذا هو الجانب السلبي. الطرف الآخر هو الجانب الإيجابي ويجب أن يتماشى مع علامة "+" على لوحة الدوائر المطبوعة.

الصمام الأحمر مستقطب. يجب إدخال سلك السلك الأطول في فتحة الوسادة المعدنية المربعة.

الأجهزة الخمسة TO-92 هي نصف دائرية في المقطع العرضي. تطابق اتجاه هذا الشكل مع المخطط التفصيلي المحدد على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لاحظ أن هناك أربعة أنواع مختلفة تمامًا من الأجهزة في حزم TO-92 ، لذا تأكد من مطابقة الأرقام المطبوعة على العبوات بالتسميات الموجودة على PCB.

أخيرًا ، الكريستال 8 ميجا هرتز غير مستقطب.

الخطوة 8: جهاز اختبار المكونات الإلكترونية - مكونات أكبر

بعد ذلك ، قم بإدراج المكونات الأكبر ولحامها. هذه إلى حد ما تفسر نفسها بنفسها ، ولكن فيما يلي بعض المؤشرات:

يجب توجيه المحطات اللولبية الثلاثة الزرقاء بحيث تواجه المنافذ الجانبية حافة PCB لإدخال الخيوط.

يجب ترك ذراع المقبس ZIF (قوة الإدخال الصفرية) في وضع UP أثناء اللحام.

يجب أن يتم لحام مقبس DIP28 بدون إدخال الشريحة. قم بمحاذاة علامة نصف الدائرة على PCB إلى شكل مماثل تم تشكيله في حافة واحدة من المقبس. بمجرد أن يبرد اللحام على المقبس ، يمكن إدخال الشريحة وفقًا لنفس علامة دبوس واحد شبه دائرية.

يتم لحام مقبس الشاشة 8pin في PCB الرئيسي. يتم لحام رأس الذكور 8pin في الجزء الخلفي من شاشة TFT للتزاوج مع المقبس.

يتم استخدام اثنين من المواجهات النحاسية وأربعة مسامير لتثبيت وحدة العرض بمجرد إدخالها.

يتم استخدام أربعة مواجهات نحاسية وأربعة براغي لتشكيل أقدام في الجزء الخلفي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور الرئيسي. تمنع هذه الأقدام الخيوط المشذبة للمكونات الملحومة من خدش سطح المكتب ، حيث يمكن أن تكون حادة جدًا.

يتم لحام خيوط مشبك البطارية 9 فولت في الفتحات المسمى 9 فولت في الجانب الأيسر من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يذهب الرصاص الأحمر إلى المحطة "+".

الخطوة 9: استخدام جهاز اختبار المكونات الإلكترونية

بمجرد توصيل الطاقة بجهاز اختبار المكونات ، يمكن تشغيلها بالضغط على المشفر الدوار لأسفل (يوجد زر ضغط مدمج في المشفر). هناك عملية معايرة يمكن إجراؤها عن طريق تقصير نقاط الاختبار الثلاث معًا. يمكنك اختياريًا تخطي المعايرة في الوقت الحالي والانتقال مباشرةً إلى تجربة بعض المكونات لاختبارها في الخطوة التالية.

وثيقة مفصلة للغاية بعنوان TransistorTester مع متحكم AVR وأكثر بقليل يتم تحديثها بشكل متكرر ومتاحة عبر الإنترنت. تغطي هذه الوثيقة تصميم واستخدام ونظرية التشغيل لمختلف أشكال هذه الأدوات. بالتأكيد تحقق من ذلك.

تحتوي هذه الصفحة على مجموعة متنوعة من الموارد ذات الصلة بلغات مختلفة.

الخطوة العاشرة: عشرة دروس عبر الإنترنت دورة "الإلكترونيات الحديثة"

كل ما تحتاجه لدورة فيديو PyroElectro Modern Electronics على الإنترنت مدرج في HackerBox Modern and Analog Electronics Kit.

أثناء استكشاف الدروس حول المقاومات والمكثفات والمحثات والصمامات الثنائية والترانزستورات ، خذ ثانية لاختبار المكون قيد التحقيق باستخدام جهاز اختبار المكونات الإلكترونية.

بمجرد معرفة المزيد حول كيفية عمل كل مكون في الدائرة ، قد ترغب في الانتقال إلى المستند الكبير لجهاز اختبار المكونات الإلكترونية ومراجعة نظرية التشغيل لاكتشاف كيف يمكن للمختبر استجواب الجهاز قيد الاختبار باستخدام أداة بسيطة متحكم AVR. العديد من التقنيات ذكية للغاية وتوضح مناهج مفيدة للتصميم أو الاختبار المستقبلي.

يعتبر الدرس 9 على جهاز 555 Timer فرصة رائعة للعب مع وظيفة قياس التردد لجهاز اختبار المكونات الإلكترونية.

الكثير من الاحترام للعمل الذي قام به PyroElectro على هذه الدروس.

الخطوة الحادية عشر: عشرة دروس عبر الإنترنت دورة "الإلكترونيات التناظرية"

كل ما تحتاجه لدورة فيديو PyroElectro Analog Electronics على الإنترنت مدرج في HackerBox Modern and Analog Electronics Kit.

لاحظ أنه يمكن قطع كابل التصحيح الصوتي مقاس 3.5 مم إلى نصفين لإنشاء مجموعتين من "المجسات" لاستخدامهما مع Sound Card Oscilloscope الذي تمت مناقشته في هذه الدورة التدريبية. يجب أن تكون خيوط السلك التي تم تجريدها معلبة باللحام لسهولة التلاعب بها دون اهتراء.

بينما يُفترض أن الدوائر الدقيقة الموضحة في الدورة التدريبية آمنة ، فمن الجدير بالذكر أن مدخلات بطاقة الصوت على جهاز الكمبيوتر الخاص بك مصممة فقط للتعامل مع نطاق يتراوح بين -0.8 فولت و + 0.8 فولت. عند التعامل مع نطاقات جهد أكبر ، ستحتاج الإشارة إلى تصغيرها حتى لا تفرط في تحميل مدخلات بطاقة الصوت. فيما يلي بعض الملاحظات الممتازة من Make وأيضًا من Daqarta.

إذا كنت تخطط للتجربة على نطاق واسع باستخدام راسمات الذبذبات لبطاقة الصوت وترغب في الحصول على بعض التأمين الإضافي ضد إتلاف بطاقة الصوت الخاصة بك ، فقد ترغب في الحصول على بطاقة صوت USB غير مكلفة لبعض العزل الكهربائي الإضافي.

برنامج راسم الذبذبات المعين المقترح في الدورة مخصص للاستخدام مع Windows على وجه التحديد. بالنسبة إلى Linux ، يوجد برنامج مشابه يسمى xoscope. بالنسبة لمستخدمي OSX ، هناك العديد من الملاحظات عبر الإنترنت حول استخدام Audacity ككارت تذبذب لبطاقة الصوت. بالنسبة لأولئك الذين يعملون مع MATLAB أو GNU Octave ، انظر إلى وظيفة مسجل الصوت ()!

الكثير من الاحترام للعمل الذي قامت به PyroElectro على هذه الدروس.

الخطوة 12: هاك الكوكب

شكرًا لانضمامك إلى مغامراتنا في اختبار وقياس الإلكترونيات التناظرية الحديثة. إذا كنت قد استمتعت بهذا Instrucable وترغب في الحصول على صندوق من مشاريع الإلكترونيات مثل هذا يتم تسليمه مباشرة إلى صندوق البريد الخاص بك كل شهر ، فيرجى الانضمام إلينا عن طريق الاشتراك هنا.

تواصل وشارك نجاحك في التعليقات أدناه و / أو على صفحة HackerBoxes Facebook. أخبرنا بالتأكيد إذا كان لديك أي أسئلة أو تحتاج إلى بعض المساعدة في أي شيء. شكرا لكونك جزء من HackerBoxes. يرجى إبقاء اقتراحاتك وملاحظاتك قادمة. HackerBoxes هي صناديقك. لنصنع شيئًا رائعًا!