HackerBox 0038: TeknoDactyl: 17 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

HackerBox Häkkerid uurivad elektroonilist sõrmejälgede tuvastamist ja mehaanilisi keerlevaid mänguasju koos pinnale paigaldatava mikrokontrolleri ja LED-ahelatega. See juhend sisaldab teavet HackerBox #0038 kasutamiseks, mida saab siit osta, kuni kaupa jätkub. Samuti, kui soovite saada sellist hackerboksi iga kuu otse oma postkasti, tellige see aadressil HackerBoxes.com ja liituge revolutsiooniga!

HackerBox 0038 teemad ja õpieesmärgid:

• Avastage sõrmejälgede elektrooniline tuvastamine
• Seadistage ja programmeerige Arduino Nano mikrokontroller
• Liidese sõrmejäljeanduri moodulid mikrokontrolleritega
• Integreerige sõrmejäljeandurid manussüsteemidesse
• Harjutage pinnale paigaldatavaid jootmistehnikaid
• Pange kokku akrüülist LED -nihelemisprojekt
• Seadistage ja programmeerige Digispark mikrokontroller
• Katsetage USB -klahvivajutuse süstimise kasulikku koormust

HackerBoxes on igakuine tellimuste kasti teenus isetehtud elektroonika ja arvutitehnoloogia jaoks. Oleme harrastajad, tegijad ja eksperimenteerijad. Me oleme unistuste unistajad.

HACK PLANET

1. samm: häkkerkast 0038: kasti sisu

• Sõrmejäljeanduri moodul
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• LED Fidget Spinner Solder Kit
• CR1220 mündirakud ketruskomplekti jaoks
• USB Digispark mikrokontrolleri moodul
• ESD pintsetid
• Jootekolb
• Kaks neljasuunalist pingetaseme lülitit
• USB pikenduskaabel
• Eksklusiivne HackerBoxi sepistamise kleebis
• Eksklusiivne "Quad Cut Up" häkkerite kleebis
• Eksklusiivne triikitav plaaster tooliga

Mõned muud asjad, mis aitavad:

• Jootekolb, joodis ja põhilised jootetööriistad
• Jootmisvoog (näide)
• Valgustatud luup (näide)
• Arvuti tarkvara tööriistade käitamiseks
• Sõrmed fidget ketramiseks
• Sõrmed sõrmejälgede katsetamiseks

Kõige tähtsam on see, et vajate seiklustunnet, häkkerivaimu, kannatlikkust ja uudishimu. Kuigi elektroonika ehitamine ja katsetamine on väga tasuv, võib see olla keeruline, väljakutsuv ja kohati isegi masendav. Eesmärk on progress, mitte täiuslikkus. Kui te jätkate ja naudite seiklust, võib sellest hobist saada palju rahulolu. Tehke iga samm aeglaselt, arvestage üksikasjadega ja ärge kartke abi küsida.

HackerBoxesi KKK -s on praeguste ja tulevaste liikmete jaoks palju teavet. Peaaegu kõik meile saadetud mittetehnilise toe e-kirjad on seal juba vastatud, seega hindame teid väga, kui võtate KKK lugemiseks mõne minuti.

2. samm: sõrmejälgede elektrooniline tuvastamine

Sõrmejäljeskannerid on biomeetrilised turvasüsteemid inimese sõrmeotsast hõõrdeharjade analüüsimiseks, mida tuntakse ka kui sõrmejälge (daktülograaf). Neid skannereid kasutatakse õiguskaitse, identiteedi turvalisuse, juurdepääsu kontrollimise, arvutite ja mobiiltelefonide jaoks.

Kõigil on sõrmedel jäljed. Neid ei saa eemaldada ega muuta. Nendel märkidel on muster, mida nimetatakse sõrmejäljeks. Iga sõrmejälg on eriline ja erinev kõigist teistest maailmas. Kuna kombinatsioone on lugematu arv, on sõrmejäljed muutunud ideaalseks identifitseerimisvahendiks.

Sõrmejäljeskanneril on kaks põhitööd. Esiteks jäädvustab see sõrme kujutise. Seejärel määrab see kindlaks, kas sellel pildil olevate servade ja orgude muster sobib eelnevalt skaneeritud piltide servade ja orgude mustriga. Filtreeritakse ja salvestatakse krüptitud biomeetrilise võtme või matemaatilise esitusena ainult iga sõrmejäljele iseloomulikud omadused. Sõrmejälje pilti ei salvestata kunagi, ainult numbriseeria (binaarkood), mida kasutatakse kontrollimiseks. Algoritmi ei saa ümber pöörata, et kodeeritud teave sõrmejäljepildiks muuta. Seetõttu on äärmiselt ebatõenäoline, et kodeeritud pilditeabest eraldatakse või kopeeritakse kasutatavaid sõrmejälgi.

(Vikipeedia)

Samm: Arduino Nano mikrokontrolleri platvorm

Arduino Nano või sarnane mikrokontrolleri plaat on suurepärane valik sõrmejäljeskanneri moodulitega liidestamiseks. Kaasasoleval Arduino Nano plaadil on päisepoldid, kuid need pole mooduli külge joodetud. Jätke tihvtid praegu välja. Tehke need Arduino Nano mooduli esialgsed testid ENNE Arduino Nano päise tihvtide jootmist. Järgmise paari sammu jaoks on vaja ainult microUSB -kaablit ja Arduino Nano, nagu see kotist välja tuleb.

Arduino Nano on pinnale paigaldatav leivaplaadisõbralik miniatuurselt ehitatud Arduino plaat, millel on integreeritud USB. See on hämmastavalt täisfunktsionaalne ja seda on lihtne häkkida.

Funktsioonid:

• Mikrokontroller: Atmel ATmega328P
• Pinge: 5V
• Digitaalsed I/O kontaktid: 14 (6 PWM)
• Analoogsisendi tihvtid: 8
• Alalisvool I/O kontakti kohta: 40 mA
• Välkmälu: 32 KB (2 KB alglaaduri jaoks)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Kella kiirus: 16 MHz
• Mõõdud: 17 x 43 mm

See konkreetne Arduino Nano variant on must Robotdyn disain. Liides on sisseehitatud MicroUSB-pordi kaudu, mis ühildub samade MicroUSB-kaablitega, mida kasutatakse paljude mobiiltelefonide ja tahvelarvutitega.

Arduino Nanos on sisseehitatud USB/jadasilda kiip. Selle konkreetse variandi puhul on sillakiip CH340G. Pange tähele, et erinevat tüüpi Arduino tahvlitel kasutatakse mitut tüüpi USB-/jadasilla kiipe. Need kiibid võimaldavad arvuti USB -pordil suhelda Arduino protsessorikiibi jadaliidesega.

Arvuti operatsioonisüsteem nõuab USB/jadakiibiga suhtlemiseks seadme draiverit. Juht võimaldab IDE -l suhelda Arduino plaadiga. Vajalik konkreetne seadme draiver sõltub nii operatsioonisüsteemi versioonist kui ka USB/jadakiibi tüübist. CH340 USB/jadakiipide jaoks on draiverid saadaval paljude operatsioonisüsteemide jaoks (UNIX, Mac OS X või Windows). CH340 tootja varustab neid draivereid siin.

Kui ühendate Arduino Nano esmakordselt arvuti USB -porti, peaks roheline toitetuli süttima ja varsti pärast seda, kui sinine LED hakkab aeglaselt vilkuma. See juhtub seetõttu, et Nano on eellaaditud programmiga BLINK, mis töötab uhiuuel Arduino Nano peal.

Samm: Arduino integreeritud arenduskeskkond (IDE)

Kui teil pole veel Arduino IDE -d installitud, saate selle alla laadida saidilt Arduino.cc

Kui soovite lisateavet Arduino ökosüsteemis töötamise kohta, soovitame tutvuda HackerBoxes Starter Workshopi juhendiga.

Ühendage Nano MicroUSB -kaabliga ja kaabli teine ots arvuti USB -porti, käivitage Arduino IDE tarkvara, valige tööriistade> pordi alt IDE -s sobiv USB -port (tõenäoliselt nimi, millel on "wchusb")). Valige ka IDE -s tööriistade> tahvli alt "Arduino Nano".

Lõpuks laadige üles näidiskoodi tükk:

Fail-> Näited-> Põhitõed-> Vilgub

See on tegelikult kood, mis laaditi nanole ja see peaks praegu töötama, et sinine LED aeglaselt vilkuda. Seega, kui laadime selle näidiskoodi, ei muutu midagi. Selle asemel muudame koodi veidi.

Vaadates tähelepanelikult, näete, et programm lülitab LED -i sisse, ootab 1000 millisekundit (üks sekund), lülitab LED -i välja, ootab veel sekundit ja teeb siis kõik uuesti - igavesti.

Muutke koodi, muutes mõlemad laused "delay (1000)" väärtuseks "delay (100)". See muudatus paneb LED -i vilkuma kümme korda kiiremini, eks?

Laadime muudetud koodi nanosse, klõpsates nuppu UPLOAD (nooleikoon) vahetult muudetud koodi kohal. Vaadake allpool olekuteabe koodi: "kompileerimine" ja seejärel "üleslaadimine". Lõpuks peaks IDE näitama "Üleslaadimine lõpetatud" ja teie LED peaks vilkuma kiiremini.

Kui jah, siis palju õnne! Häkkisite just oma esimese manustatud koodi.

Kui teie kiire vilkumise versioon on laaditud ja töötab, siis miks mitte vaadata, kas saate koodi uuesti muuta, nii et LED hakkab kaks korda kiiresti vilkuma ja seejärel oodake paar sekundit enne kordamist? Proovi! Kuidas oleks mõne muu mustriga? Kui teil on soovitud tulemuse visualiseerimine, selle kodeerimine ja plaanipärase toimimise jälgimine õnnestunud, olete astunud tohutu sammu pädeva riistvarahäkkeriks saamise suunas.

Samm: jootke Arduino Nano päise tihvtid

Nüüd, kui teie arendusarvuti on konfigureeritud Arduino Nano koodi laadima ja Nano on testitud, ühendage USB -kaabel Nano küljest lahti ja olge valmis päisepistikute jootmiseks. Kui te esimest korda võitlusklubis käite, peate jootma.

Internetis on palju suurepäraseid juhendeid ja videoid jootmise kohta (näiteks). Kui tunnete, et vajate täiendavat abi, proovige leida oma piirkonnas kohalik tegijate rühm või häkkeriruum. Samuti on amatöörraadioklubid alati suurepärased elektroonikakogemuse allikad.

Jootke kaks üherealist päist (iga viisteist tihvti) Arduino Nano mooduli külge. Selles projektis ei kasutata kuue kontaktiga ICSP (ahela siseseeria programmeerimine) pistikut, nii et jätke need tihvtid välja. Kui jootmine on lõpule jõudnud, kontrollige hoolikalt jootmissildade ja/või külmjoodisühenduste olemasolu. Lõpuks ühendage Arduino Nano USB -kaabli külge ja kontrollige, kas kõik töötab ikka korralikult.

6. samm: sõrmejäljeanduri moodul

Sõrmejäljeanduri moodulil on jadaliides, mis muudab selle projektidesse lisamise ülilihtsaks. Moodulil on integreeritud FLASH -mälu kõigi sõrmejälgede salvestamiseks, mida see on koolitatud ära tundma - seda protsessi nimetatakse registreerimiseks. Lihtsalt ühendage oma mikrokontrolleriga neli juhtmest, nagu siin näidatud. Pange tähele, et VCC on 3.3V (mitte 5V).

Adafruit avaldas väga toreda Arduino raamatukogu sõrmejäljeandurite jaoks. Raamatukogu sisaldab mõningaid kasulikke visandeid. Näiteks "enroll.ino" näitab, kuidas sõrmejälgi moodulisse registreerida (koolitada). Pärast treeningut näitab "fingerprint.ino", kuidas sõrmejälge skannida ja otsida treenitud andmete põhjal. Adafruit'i raamatukogu dokumentatsiooni leiate siit. Sealt saate täiendavaid sõrmejäljelugejaid või tutvuda mõne sulgemooduliga.

INTEGREERIMINE

Sõrmejäljeandureid saab lisada erinevatesse projektidesse, sealhulgas turvasüsteemidesse, ukselukudesse, ajateenistussüsteemidesse jne. Näiteks teeb see suurepärase uuenduse Locksport HackerBoxi projektidele.

See video näitab näitesüsteemi, mis töötab sõrmejäljeanduriga.

Samm 7: Fidget Spinner LED -komplekt

Ketrusdioodide LED -komplekt kasutab kahte Microchip PIC -kontrollerit ja 24 LED -i, et kuvada erinevaid värvilisi mustreid. Mustrid on nähtavad, kasutades visiooni püsivuse (POV) tehnikat. Mustreid saab muuta, vajutades nuppu.

Enne alustamist kontrollige kõiki ülaltoodud osi. Tõenäoliselt on komplektis mõned lisatakistid, kondensaatorid, valgusdioodid, kruvid ja akrüüldetailid, nii et ärge laske sellel end segadusse ajada. Isegi kui teie komplekt sisaldas juhendit, peaks siin olevate juhiste järgimine olema palju lihtsam.

8. samm: Fidget Spinner LED -komplekt - skeem ja trükkplaat

Meie esimene küsimus seda skeemi vaadates peaks olema järgmine: Kuidas täpselt sõidate 24 LED -i, millel on ainult kümme I/O -liini? Maagia? Jah, Charlieplexingi võlu.

KOMPONENDI SUUNDAMINE MÄRKUS. Vaadake tähelepanelikult läbi PCB polaarsuse märgiste skeem. Kaks mikrokontrollerit tuleb pöörata õigesse asendisse. Lisaks on valgusdioodid polariseeritud ja need peavad olema õigesti orienteeritud. Lepingu kohaselt võib takistid ja kondensaatorid joota mis tahes suunas. Nupp sobib ainult ühel viisil.

9. samm: Fidget Spinner - alustades SMT jootmisega

Fidget spinner kit PCB on pinnale paigaldatav tehnoloogia (SMT), mis on tavaliselt jootmiseks üsna keeruline. Kuid trükkplaadi paigutus ja komponentide valik muudavad selle SMT komplekti jootmise suhteliselt lihtsaks. Kui te pole kunagi SMT -jootmisega töötanud, on veebis mõni tõeliselt tore demovideo (näiteks).

START SOLDINGING: Nupp ja selle 10K ("103") takisti on ilmselt kõige lihtsam koht alustamiseks, kuna nende ümber on palju ruumi. Võtke aega ja jootke mõlemad komponendid paika.

Pidage meeles, et isegi kui teie jootmine ei ole täiesti edukas, on reis väljaspool praegust mugavustsooni parim tava. Samuti töötab kokkupandud komplekt laheda välimusega elektroonikast inspireeritud ketrusena isegi siis, kui valgusdioodid pole täiesti funktsionaalsed.

10. samm: Fidget Spinner - mikrokontrolleri jootmine

Jootke kaks mikrokontrollerit (pange tähele orientatsiooni märgistust). Järgige kahe 0,1uF kondensaatoriga, mis asuvad mikrokontrollerite kõrval. Kondensaatorid ei ole polariseeritud ja neid saab mõlemas suunas suunata.

11. samm: Fidget Spinner - LED -jootmine

PCB -l on kaks rida LED -e ja kaks LED -komponentide riba. Iga riba on erinevat värvi (punane ja roheline), seega hoidke iga riba valgusdioodid trükkplaadil samas reas koos. Pole tähtis, milline rida on roheline ja milline punane, kuid sama värvi LED -id peavad olema kõik ühes reas.

LED-de igale trükkplaadile on märgitud "-". Need märgised vahelduvad külgede vahel, kui lähete mööda padjade rida, mis tähendab, et reas olevate LED -ide suund muutub edasi -tagasi. Iga LED-i ühel küljel olevad rohelised märgised peaksid olema suunatud selle LED-padja tegemisele "-".

12. samm: Fidget Spinner - jootmise lõpetamine

Jootke kuus 200 oomi ("201") takistit. Need pole polariseeritud ja võivad olla paigutatud mõlemas suunas.

Jootke kolm mündipatarei klambrit, sisestades need trükkplaadi põhja ja jootke seejärel plaadi ülaosast kahte auku.

Sisestage kolm mündielementi ja vajutage LED -ide testimiseks nuppu. Kui PCB on paigal, ei näe te POV -mustreid, kuid kuvamisrežiimide vahel liikudes märkate kahe valgusdioodipanga vahel erinevat heledust. Pange tähele, et lühikesel ja pikal vajutamisel on erinev mõju.

Samm 13: Fidget Spinner - valmistage ette akrüülist korpus

Eemaldage akrüülitükkidelt kaitsepaber.

Asetage viis akrüülitükki ja trükkplaat nagu nummerdatud pildil. See tähistab lõpliku virna järjestamist.

Pange tähele igas tükis kolme väikest ringi. Pöörake kõik tükid ümber, kuni väikesed ringid on kõik ühes suunas.

Alustage 2. kihiga, see on see, mille mõlemas õlas on mündiraku suurused ringid.

Asetage laager kihi 2 keskele ja suruge see suurde auku. See võtab palju jõudu. Proovige seda tehes akrüüli mitte praguneda. See tähendab, et laagri kinnitusava ümber võib tekkida üks väike pragu. See on täiesti vastuvõetav.

14. samm: Fidget Spinner - mehaaniline kokkupanek

Pange kihid kokku - 1 kuni 5.

Pange tähele, et tükid 4 ja 5 asuvad tegelikult samal kihil.

Sisestage kolm keermestatud messingist haakeseadist.

Asetage kiht 6 virnale.

Pange tähele, et kihtidel 1 ja 6 on väiksemad augud, et hoida messingist sidurid oma kohal.

Kasutage kuut lühikest kruvi, et kinnitada kihid 1 ja 6 messingist haakeseadistele.

15. samm: Fidget Spinner - Center Hub

Eemaldage kaitsepaber kolmest akrüültsüklist - kaks suurt ja üks väike.

Pange pikk kruvi läbi ühe suure akrüülringi; virnastage väike akrüülring kruvile; ja keerake keermestatud messingist haakeseade kruvi külge, et saada virna, nagu pildil näidatud.

Sisestage virn läbi keskjaama.

Haara virn rummu, kinnitades ülejäänud suure akrüülringi pikale kruvile avatud küljele.

See on fin! Laissez les bon fidget rouler.

16. samm: Digispark ja USB Rubber Ducky

Digispark on avatud lähtekoodiga projekt, mida rahastati algselt Kickstarteri kaudu. See on Atmin ATtiny85 kasutav üliminiatuurne ATtiny-põhine Arduino ühilduv plaat. ATtiny85 on 8 -kontaktiline mikrokontroller, mis on tüüpilise Arduino kiibi ATMega328P lähedane nõbu. ATtiny85 -l on umbes veerand mälu ja ainult kuus I/O -kontakti. Seda saab aga programmeerida Arduino IDE -st ja see võib siiski ilma probleemideta käivitada Arduino koodi.

USB Rubber Ducky on lemmik häkkeritööriist. See on klahvivajutusega süstimisseade, mis on maskeeritud üldiseks mälupulgaks. Arvutid tunnevad seda tavalise klaviatuurina ja aktsepteerivad automaatselt selle eelprogrammeeritud klahvivajutuse kasulikku koormust üle 1000 sõna minutis. Järgige linki, et saada kõike teada Hak5 kummipartiide kohta, kust saate ka päris pakkumise osta. Vahepeal näitab see videoõpetus, kuidas kasutada Digiparki nagu Rubber Ducky. Veel üks videoõpetus näitab, kuidas Rubber Ducky skripte Digispargis töötamiseks teisendada.

17. samm: HackLife

Loodame, et teile meeldis selle kuu teekond isetegemise elektroonikasse. Võtke ühendust ja jagage oma edu allolevates kommentaarides või HackerBoxesi Facebooki grupis. Kindlasti andke meile teada, kui teil on küsimusi või vajate abi.

Liituge peoga. Elage HackLife'i. Saate laheda häkkitava elektroonika- ja arvutitehnoloogiaprojekti iga kuu otse teie postkasti. Lihtsalt surfake aadressil HackerBoxes.com ja tellige igakuine HackerBoxi teenus.