HackerBox 0038: TeknoDactyl: 17 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang HackerBox Hackers ay tuklasin ang elektronikong pagkilala sa fingerprint at mga laruan ng mekanikal na manunulid gamit ang micro-control circuit at mga LED circuit. Ang Instructable na ito ay naglalaman ng impormasyon para sa pagsisimula sa HackerBox # 0038, na maaaring mabili dito habang tumatagal ang mga supply. Gayundin, kung nais mong makatanggap ng isang HackerBox tulad ng karapatang ito sa iyong mailbox bawat buwan, mangyaring mag-subscribe sa HackerBoxes.com at sumali sa rebolusyon!

Mga Paksa at Mga Layunin sa Pag-aaral para sa HackerBox 0038:

• Galugarin ang elektronikong pagkilala sa fingerprint
• I-configure at i-program ang Arduino Nano microcontroller
• Mga module ng interface ng fingerprint sensor sa mga microcontroller
• Isama ang mga sensor ng fingerprint sa mga naka-embed na system
• Magsanay ng mga diskarteng panghinang na pang-ibabaw
• Magtipon ng isang proyekto ng acrylic LED fidget spinner
• I-configure at i-program ang Digispark microcontroller
• Mag-eksperimento sa mga USB loadtroke injection payload

Ang HackerBoxes ay ang buwanang serbisyo sa kahon ng subscription para sa DIY electronics at computer technology. Kami ay mga libangan, gumagawa, at eksperimento. Kami ang nangangarap ng mga pangarap.

HACK ANG PLANET

Hakbang 1: HackerBox 0038: Mga Nilalaman sa Kahon

• Modyul ng Sensor ng Fingerprint
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• LED Fidget Spinner Solder Kit
• CR1220 Coin Cells para sa Spinner Kit
• Module ng USB Digispark Microcontroller
• Mga Tweezer ng ESD
• Lumalabas na tirintas
• Dalawang Mga Four-Way Level Shifter ng Boltahe
• USB Extension Cable
• Eksklusibong HackerBox Forging Decal
• Eksklusibong "Quad Cut Up" ng Hacker Decal
• Eksklusibong Chairborne Iron-On Patch

Ilang iba pang mga bagay na makakatulong:

• Panghinang, bakal, at pangunahing mga tool sa paghihinang
• Soldering Flux (halimbawa)
• Lighted Magnifier (halimbawa)
• Computer para sa pagpapatakbo ng mga tool ng software
• Mga daliri para sa pag-ikot ng fidget
• Mga daliri para sa mga eksperimento sa fingerprint

Pinakamahalaga, kakailanganin mo ang isang pakiramdam ng pakikipagsapalaran, espiritu ng hacker, pasensya, at pag-usisa. Ang pagbuo at pag-eksperimento sa electronics, habang napaka-rewarding, ay maaaring maging nakakalito, mapaghamong, at kahit nakakainis minsan. Ang layunin ay pag-unlad, hindi pagiging perpekto. Kapag nagpumilit ka at nasisiyahan sa pakikipagsapalaran, maraming kasiyahan ang maaaring makuha mula sa libangan na ito. Dahan-dahang gawin ang bawat hakbang, isipin ang mga detalye, at huwag matakot na humingi ng tulong.

Mayroong isang kayamanan ng impormasyon para sa kasalukuyan, at inaasahang, mga kasapi sa HackerBoxes FAQ. Halos lahat ng mga email na hindi pang-teknikal na suporta na natanggap namin ay sinasagot na doon, kaya't talagang pahalagahan ang iyong paglalaan ng ilang minuto upang basahin ang FAQ.

Hakbang 2: Pagkilala sa Elektronikong Fingerprint

Ang mga fingerprint scanner ay mga system ng seguridad ng biometric para sa pag-aaral ng mga fruckge mula sa isang kamay, na kilala rin bilang isang fingerprint (dactylograph). Ang mga scanner na ito ay ginagamit sa pagpapatupad ng batas, seguridad sa pagkakakilanlan, kontrol sa pag-access, computer, at mobile phone.

Ang bawat isa ay may mga marka sa kanilang mga daliri. Hindi sila matanggal o mabago. Ang mga marka na ito ay may isang pattern na tinatawag na fingerprint. Ang bawat fingerprint ay espesyal, at naiiba mula sa anumang iba pang sa mundo. Dahil maraming mga kumbinasyon, ang mga fingerprint ay naging isang perpektong paraan ng pagkakakilanlan.

Ang isang system ng scanner ng fingerprint ay may dalawang pangunahing trabaho. Una, kinukuha nito ang isang imahe ng daliri. Susunod, tinutukoy nito kung ang pattern ng mga ridges at lambak sa imaheng ito ay tumutugma sa pattern ng mga ridges at lambak sa paunang na-scan na mga imahe. Ang mga tiyak na katangian lamang, na natatangi sa bawat fingerprint, ang nasala at nai-save bilang isang naka-encrypt na biometric key o representasyon ng matematika. Walang imahe ng isang fingerprint na na-save, isang serye lamang ng mga numero (isang binary code), na ginagamit para sa pag-verify. Ang algorithm ay hindi maaaring baligtarin upang i-convert ang naka-code na impormasyon pabalik sa isang imahe ng fingerprint. Ginagawa nitong labis na malamang na hindi kumuha o magdoble ng magagamit na mga fingerprint mula sa naka-encode na impormasyon ng imahe.

(Wikipedia)

Hakbang 3: Arduino Nano Microcontroller Platform

Ang isang Arduino Nano, o katulad na board ng microcontroller, ay isang mahusay na pagpipilian para sa interfacing sa mga module ng scanner ng fingerprint. Ang kasamang Arduino Nano board ay may mga header pin, ngunit hindi sila solder sa module. Iwanan ang mga pin para sa ngayon. Gawin ang mga paunang pagsubok na ito ng Arduino Nano module na PRIOR sa paghihinang ng mga pin ng header ng Arduino Nano. Ang kailangan lang para sa susunod na ilang mga hakbang ay isang microUSB cable at ang Arduino Nano tulad ng paglabas nito sa bag.

Ang Arduino Nano ay isang pang-ibabaw, mounting breadboard, miniaturized na Arduino board na may isinamang USB. Ito ay kamangha-manghang buong tampok at madaling i-hack.

Mga Tampok:

• Microcontroller: Atmel ATmega328P
• Boltahe: 5V
• Mga Digital I / O Pins: 14 (6 PWM)
• Mga Pins ng Input ng Analog: 8
• Kasalukuyang DC bawat I / O Pin: 40 mA
• Memory ng Flash: 32 KB (2KB para sa bootloader)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Bilis ng Orasan: 16 MHz
• Mga Dimensyon: 17mm x 43mm

Ang partikular na pagkakaiba-iba ng Arduino Nano na ito ay ang disenyo ng itim na Robotdyn. Ang interface ay sa pamamagitan ng isang on-board MicroUSB port na katugma sa parehong mga MicroUSB cable na ginamit sa maraming mga mobile phone at tablet.

Nagtatampok ang Arduino Nanos ng built-in na USB / Serial chip chip. Sa partikular na variant na ito, ang chip chip ay ang CH340G. Tandaan na may iba`t ibang mga uri ng USB / Serial na mga chip ng tulay na ginamit sa iba't ibang uri ng mga board ng Arduino. Pinapayagan ka ng mga chips na ito ang USB port ng computer upang makipag-usap sa serial interface sa chip ng processor ng Arduino.

Ang operating system ng isang computer ay nangangailangan ng isang Driver ng Device upang makipag-usap sa USB / Serial chip. Pinapayagan ng driver ang IDE na makipag-usap sa Arduino board. Ang tukoy na driver ng aparato na kinakailangan ay nakasalalay sa parehong bersyon ng OS at gayundin ang uri ng USB / Serial chip. Para sa CH340 USB / Serial chips, mayroong mga driver na magagamit para sa maraming mga operating system (UNIX, Mac OS X, o Windows). Ang tagagawa ng CH340 ang nagtutustos sa mga driver doon.

Kapag na-plug mo ang Arduino Nano sa isang USB port ng iyong computer, ang berdeng ilaw ng kuryente ay dapat na bukas at ilang sandali matapos ang asul na LED ay dapat magsimulang mag-blink nang dahan-dahan. Nangyayari ito dahil ang Nano ay paunang na-load sa programa ng BLINK, na tumatakbo sa bagong tatak ng Arduino Nano.

Hakbang 4: Arduino Integrated Development Environment (IDE)

Kung wala ka pang naka-install na Arduino IDE, maaari mo itong i-download mula sa Arduino.cc

Kung nais mo ng karagdagang impormasyon sa pagpapakilala para sa pagtatrabaho sa Arduino ecosystem, iminumungkahi namin na suriin ang gabay para sa HackerBoxes Starter Workshop.

I-plug ang Nano sa MicroUSB cable at ang kabilang dulo ng cable sa isang USB port sa computer, ilunsad ang Arduino IDE software, piliin ang naaangkop na USB port sa IDE sa ilalim ng mga tool> port (malamang na isang pangalan na may "wchusb" dito). Piliin din ang "Arduino Nano" sa IDE sa ilalim ng mga tool> board.

Panghuli, mag-load ng isang piraso ng halimbawa ng code:

File-> Mga halimbawa-> Mga Pangunahing Kaalaman-> Blink

Ito talaga ang code na na-preload papunta sa Nano at dapat na tumatakbo ngayon upang dahan-dahang kumurap ng asul na LED. Alinsunod dito, kung na-load namin ang halimbawang code na ito, walang magbabago. Sa halip, baguhin natin nang kaunti ang code.

Sa pagtingin nang mabuti, maaari mong makita na ang programa ay nakabukas ang LED, naghihintay ng 1000 milliseconds (isang segundo), pinapatay ang LED, naghihintay ng isa pang segundo, at pagkatapos ay muling ginagawa ang lahat - magpakailanman.

Baguhin ang code sa pamamagitan ng pagbabago ng parehong mga pahayag na "antala (1000)" sa "pagkaantala (100)". Ang pagbabago na ito ay magiging sanhi ng LED upang kumurap ng sampung beses nang mas mabilis, tama ba?

I-load natin ang binagong code sa Nano sa pamamagitan ng pag-click sa pindutang UPLOAD (ang arrow icon) sa itaas lamang ng iyong binagong code. Panoorin sa ibaba ang code para sa impormasyon sa katayuan: "pag-iipon" at pagkatapos ay "pag-upload". Sa paglaon, dapat ipahiwatig ng IDE ang "Kumpletong Pag-upload" at ang iyong LED ay dapat na kumikislap nang mas mabilis.

Kung gayon, binabati kita! Na-hack mo lang ang iyong unang piraso ng naka-embed na code.

Kapag na-load at tumatakbo na ang iyong bersyon ng mabilis na blink, bakit hindi mo makita kung maaari mong baguhin muli ang code upang maging sanhi ng mabilis na pagkurap ng dalawang beses ang LED at pagkatapos maghintay ng ilang segundo bago ulitin? Subukan! Paano ang tungkol sa ilang iba pang mga pattern? Kapag nagtagumpay ka sa pag-visualize ng isang nais na kinalabasan, pag-coding ito, at pagmamasid upang gumana tulad ng nakaplano, gumawa ka ng isang napakalaking hakbang patungo sa pagiging isang karampatang hacker ng hardware.

Hakbang 5: Paghihinang ng Arduino Nano Header Pins

Ngayon na ang iyong computer sa pag-unlad ay na-configure upang mai-load ang code sa Arduino Nano at nasubukan ang Nano, idiskonekta ang USB cable mula sa Nano at maghanda na maghinang ng mga pin ng header. Kung ito ang iyong unang pagkakataon sa fight club, kailangan mong maghinang.

Mayroong maraming magagaling na mga gabay at video sa online tungkol sa paghihinang (halimbawa). Kung sa palagay mo kailangan mo ng karagdagang tulong, subukang maghanap ng isang lokal na pangkat ng mga gumagawa o puwang ng hacker sa iyong lugar. Gayundin, ang mga amateur radio club ay palaging mahusay na mapagkukunan ng karanasan sa electronics.

Paghinang ang dalawang solong mga header ng hilera (labing limang pin bawat) sa module ng Arduino Nano. Ang anim na pin na ICSP (in-circuit serial programming) na konektor ay hindi gagamitin sa proyektong ito, kaya't iwanan lamang ang mga pin na iyon. Kapag nakumpleto na ang paghihinang, suriin nang mabuti ang mga tulay ng panghinang at / o mga malamig na solder joint. Sa wakas, i-hook ang Arduino Nano pabalik sa USB cable at i-verify na ang lahat ay gumagana pa rin ng maayos.

Hakbang 6: Modyul ng Sensor ng Fingerprint

Ang module ng fingerprint sensor ay may serial interface na ginagawang mas madaling idagdag sa iyong mga proyekto. Ang module ay nagsama ng memorya ng FLASH upang mag-imbak ng anumang mga fingerprint na ito ay sinanay upang makilala, isang proseso na kilala bilang pagpapatala. Ikonekta lamang ang apat na mga wire sa iyong microcontroller tulad ng ipinakita dito. Tandaan na ang VCC ay 3.3V (hindi 5V).

Nag-publish ang Adafruit ng napakagandang Arduino Library para sa mga sensor ng fingerprint. Kasama sa library ang ilang mga kapaki-pakinabang na sketch. Halimbawa, ipinapakita ng "enroll.ino" kung paano mag-enrol (sanayin) ang mga fingerprint sa module. Pagkatapos ng pagsasanay, ipinapakita ng "fingerprint.ino" kung paano i-scan ang isang fingerprint at hahanapin ito laban sa sinanay na data. Ang dokumentasyon ng Adafruit para sa silid-aklatan ay matatagpuan dito. Maaari kang makakuha ng karagdagang mga mambabasa ng fingerprint doon o suriin ang ilang mga feather module.

INTEGRASYON

Ang mga sensor ng fingerprint ay maaaring idagdag sa iba't ibang mga proyekto kabilang ang mga security system, lock ng pinto, mga system ng pagdalo ng oras, at iba pa. Halimbawa, gumagawa ito ng isang kahanga-hangang pag-upgrade sa mga proyekto mula sa Locksport HackerBox.

Ipinapakita ng video na ito ang isang halimbawang sistema na gumagana sa isang sensor ng fingerprint.

Hakbang 7: Fidget Spinner LED Kit

Gumagamit ang umiikot na LED kit ng dalawang mga Controller ng Microchip PIC at 24 LED upang maipakita ang iba't ibang mga makukulay na pattern. Ang mga pattern ay nakikita gamit ang isang pamamaraan ng Persistence of Vision (POV). Ang mga pattern ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagpindot sa pindutan.

Bago kami magsimula, suriin ang lahat ng mga piraso ng nakalista sa itaas. Marahil ay may ilang dagdag na resistors, capacitor, LEDs, turnilyo, at mga piraso ng acrylic sa kit, kaya huwag hayaan na malito ka. Kahit na nagsama ang iyong kit ng isang sheet ng pagtuturo, ang mga tagubilin dito ay dapat patunayan nang mas madaling sundin.

Hakbang 8: Fidget Spinner LED Kit - Schematic at PCB

Ang aming unang katanungan habang tinitingnan ang eskematiko na ito ay dapat: Paano eksaktong ihihimok mo ang 24 na LED na may sampung mga linya ng I / O lamang? Mahika? Oo, ang mahika ng Charlieplexing.

TANDAAN NG KOMPONENTO ORIENTATION. Malapit na suriin ang diagram ng mga marka ng polarity ng PCB. Ang dalawang microcontrollers ay dapat na paikutin sa tamang oryentasyon. Gayundin, ang mga LED ay naka-polarize at kailangang na oriented nang tama. Sa kontrata, ang mga resistors at capacitor ay maaaring solder sa anumang direksyon. Ang pindutan ay umaangkop lamang sa isang paraan.

Hakbang 9: Fidget Spinner - Simula Sa SMT Soldering

Ang fidget spinner kit PCB ay teknolohiyang pang-mount (SMT), na kadalasang mahirap na maghinang. Gayunpaman, ang layout ng PCB at pagpili ng sangkap ay ginagawang madali upang maghinang ang SMT kit na ito. Kung hindi ka pa nakakapagtrabaho kasama ang paghihinang ng SMT, mayroong talagang talagang magandang video ng demo sa online (halimbawa).

PAGSIMULA SA PAG-SOLDERING: Ang pindutan at ang 10K ("103") risistor nito ay marahil ang pinakamadaling lugar upang magsimula dahil maraming puwang sa kanilang paligid. Dalhin ang iyong oras at kunin ang pareho ng mga sangkap na ito sa lugar.

Tandaan na kahit na ang iyong paghihinang ay hindi ganap na matagumpay, ang paglalakbay sa labas ng iyong kasalukuyang ginhawa na lugar ay ang pinakamahusay na kasanayan. Gayundin, ang naka-assemble na kit ay gagana pa rin bilang isang cool na naghahanap electronics-inspired spinner kahit na ang mga LED ay hindi perpektong gumagana.

Hakbang 10: Fidget Spinner - Microcontroller Soldering

Paghinang ng dalawang microcontroller (tandaan ang marka ng oryentasyon). Sundin ang dalawang 0.1uF Capacitor na nasa tabi lamang ng mga microcontroller. Ang mga capacitor ay hindi naka-polarize at maaaring ma-orient sa alinmang paraan.

Hakbang 11: Fidget Spinner - LED Soldering

Mayroong dalawang mga hilera ng LEDs sa PCB at dalawang piraso ng mga LED na bahagi. Ang bawat strip ay magkakaibang kulay (pula at berde), kaya't panatilihin ang mga LED mula sa bawat strip na magkasama sa parehong hilera sa PCB. Hindi alintana kung aling hilera ang berde at alin ang pula, ngunit ang magkatulad na mga kulay na LED ay kailangang magkasama sa parehong hilera.

Mayroong isang "-" pagmamarka sa bawat PCB pad para sa mga LED. Ang mga pagmamarka na ito ay kahalili ng panig habang kasama mo ang hilera ng mga pad, na nangangahulugang ang oryentasyon ng mga LED sa hilera ay babalik at pabalik. Ang berdeng mga marka sa isang gilid ng bawat LED ay dapat na nakatuon sa paggawa ng "-" para sa LED pad na iyon.

Hakbang 12: Fidget Spinner - Tapusin ang Paghihinang

Paghinang ng anim na 200 Ohm ("201") Mga Resistor. Ang mga ito ay hindi naka-polarisa at maaaring nakaposisyon sa alinmang direksyon.

Paghinang ng tatlong mga coin cell baterya clip sa pamamagitan ng pagpasok ng mga ito sa ilalim ng PCB at pagkatapos ay paghihinang sa dalawang butas mula sa tuktok ng board.

Ipasok ang tatlong mga cell ng barya at pindutin ang pindutan upang subukan ang mga LED. Hindi mo makikita ang mga pattern ng POV habang ang PCB ay nakatigil ngunit mapapansin mo ang iba't ibang mga ilaw sa pagitan ng dalawang bangko ng mga LED habang binibisikleta mo ang mga mode ng pagpapakita. Tandaan na ang mga maiikling pagpindot at mahabang pagpindot ay may magkakaibang epekto.

Hakbang 13: Fidget Spinner - Maghanda ng Acrylic Housing

Alisin ang proteksiyon na papel mula sa mga piraso ng acrylic.

Ilatag ang limang piraso ng acrylic at ang PCB na bilang sa imahe. Kinakatawan nito ang pag-order ng huling stack.

Pansinin ang tatlong maliliit na bilog sa bawat piraso. I-flip ang anumang mga piraso hanggang sa ang mga maliliit na bilog ay nakatuon sa parehong direksyon.

Magsimula sa layer 2, na kung saan ay ang isang bilog na laki ng coin-cell sa bawat isa sa tatlong mga braso.

Ilagay ang tindig sa gitna ng layer 2 at pilitin ito sa malaking butas. Kakailanganin ito ng maraming puwersa. Subukang huwag basagin ang acrylic habang ginagawa ito. Sinabi na, ang isang solong maliit na bitak sa paligid ng tindig na butas na maaaring mabuo. Ito ay ganap na katanggap-tanggap.

Hakbang 14: Fidget Spinner - Mechanical Assembly

I-stack ang mga layer - 1 hanggang 5.

Pansinin na ang mga piraso ng 4 at 5 ay talagang nasa parehong layer.

Ipasok ang tatlo sa mga sinulid na tanso na coupler.

Ilagay ang layer 6 papunta sa stack.

Pansinin na ang mga layer 1 at 6 ay may mas maliit na mga butas upang mapanatili ang mga tanso na tanso sa lugar.

Gumamit ng anim na maikling turnilyo upang maglagay ng mga layer na 1 at 6 sa mga tanso na tanso.

Hakbang 15: Fidget Spinner - Center Hub

Alisin ang proteksiyong papel mula sa tatlo sa mga acrylic cycle - dalawang malalaki at isang maliit.

Maglagay ng isang mahabang tornilyo sa pamamagitan ng isa sa mga malalaking bilog na acrylic; isalansan ang maliit na bilog na acrylic papunta sa tornilyo; at iikot ang isang sinulid na tanso na coupler papunta sa tornilyo upang makagawa ng isang stack tulad ng ipinakita sa imahe.

Ipasok ang stack sa pamamagitan ng center hub.

Kunan ang stack sa hub sa pamamagitan ng pagdikit ng natitirang malalaking bilog na acrylic papunta sa bukas na bahagi gamit ang isang mahabang tornilyo.

C'est fin! Laissez les bon fidget rouler.

Hakbang 16: Digispark at USB Rubber Ducky

Ang Digispark ay isang bukas na proyekto ng mapagkukunan na orihinal na pinondohan sa pamamagitan ng Kickstarter. Ito ay isang super-miniature ATtiny-based Arduino compatible board gamit ang Atmel ATtiny85. Ang ATtiny85 ay isang 8 pin microcontroller na malapit na pinsan ng tipikal na Arduino chip, ang ATMega328P. Ang ATtiny85 ay may halos isang-kapat ng memorya at anim lamang na I / O na mga pin. Gayunpaman, maaari itong mai-program mula sa Arduino IDE at maaari pa rin nitong patakbuhin ang Arduino code nang walang sagabal.

Ang USB Rubber Ducky ay isang paboritong tool ng hacker. Ito ay isang aparato ng pag-iniksyon ng keystroke na nagkukubli bilang isang pangkaraniwang flash drive. Kinikilala ito ng mga computer bilang isang regular na keyboard at awtomatikong tinatanggap ang mga pre-program na keystroke payload na higit sa 1000 mga salita bawat minuto. Sundin ang link upang malaman ang lahat tungkol sa Rubber Duckies mula sa Hak5 kung saan maaari mo ring bilhin ang totoong deal. Pansamantala, ipinapakita ng video tutorial na ito kung paano gumamit ng isang Digispark tulad ng isang Rubber Ducky. Ipinapakita ng isa pang tutorial sa video kung paano i-convert ang Rubber Ducky Scripts upang tumakbo sa Digispark.

Hakbang 17: HackLife

Inaasahan namin na nasiyahan ka sa paglalayag ngayong buwan sa DIY electronics. Abutin at ibahagi ang iyong tagumpay sa mga komento sa ibaba o sa HackerBoxes Facebook Group. Tiyak na ipaalam sa amin kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng tulong sa anumang bagay.

Sumali sa party. Live ang HackLife. Maaari kang makakuha ng isang cool na kahon ng mga hackable electronics at computer tech na mga proyekto na naihatid mismo sa iyong mailbox bawat buwan. Mag-surf lamang sa HackerBoxes.com at mag-subscribe sa buwanang serbisyo ng HackerBox.