HackerBoxes 0019: Raspberry WiFi: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Raspberry WiFi: в этом месяце хакеры HackerBox работают с новейшей беспроводной платформой Raspberry Pi Zero, а также с технологиями поверхностного монтажа и пайкой.

Это руководство содержит информацию по работе с HackerBoxes # 0019. Если вы хотите получать такой ящик прямо в свой почтовый ящик каждый месяц, сейчас самое время подписаться на HackerBoxes.com и присоединиться к революции!

Темы и цели обучения для этого HackerBox:

• Настройка одноплатных компьютеров Raspberry Pi
• Установка операционных систем для Raspberry Pi
• Загрузка программных проектов на Raspberry Pi
• Изучение программного обеспечения для сетевой безопасности и управления
• Понимание технологии поверхностного монтажа (SMT)
• Пайка различных типов SMT-устройств
• Сборка светодиодного секвенсора с использованием 50 устройств SMT

HackerBoxes - это ежемесячный абонентский ящик для электроники и компьютерной техники своими руками. Мы любители, творцы и экспериментаторы. А мы мечтатели мечты.

Raspberry Pi и логотип Raspberry Pi являются товарными знаками Raspberry Pi Foundation. HackerBoxes поддерживает Raspberry Pi Foundation в его образовательной миссии и призывает своих членов подумать о том же.

Шаг 1: HackerBoxes 0019: Содержимое коробки

• Коллекционная справочная карточка HackerBoxes # 0019
• Малина Pi Zero W
• Комплект корпуса Raspberry Pi Zero
• Карта MicroSD, запрограммированная с помощью NOOBS Lite
• Футляр для карт памяти SD / MicroSD 8-в-1
• Pi Cobbler Plus с ленточным кабелем
• Адаптер MiniHDMI
• Адаптер MicroUSB
• Кабель MicroUSB
• Заголовок контакта Raspberry Pi GPIO
• Комплект для пайки SMT: печатная плата и 51 компонент
• Пинцет SMT
• Набор деревянных тампонов
• Эксклюзивная булавка на лацкане Raspberry Pi
• Эксклюзивная наклейка RetroPie

Еще кое-что, что будет полезно:

• Паяльник, припой и основные паяльные инструменты
• Лупа с подсветкой
• Батарея 9В
• Монитор или телевизор с цифровым входом
• USB-клавиатура и мышь
• Источник питания USB 2А

Самое главное, вам понадобится чувство приключений, дух DIY и хакерское любопытство. Хардкорная электроника своими руками - не самое легкое хобби, но если вы упорствуете и наслаждаетесь приключениями, вы можете получить огромное удовлетворение, если будете настойчивы и заставите свои проекты работать. Просто делайте каждый шаг медленно, помните о деталях и не стесняйтесь просить о помощи.

Шаг 2: Raspberry Pi Zero Wireless

Недавно выпущенный Raspberry Pi Zero W имеет все функции оригинального Pi Zero, но с большим количеством W (беспроводное подключение). Больше W включает:

• 802.11 b / g / n беспроводная локальная сеть
• Bluetooth 4.1
• Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE)

Как и Pi Zero, Raspberry Pi Zero W по-прежнему имеет:

• Одноядерный процессор с тактовой частотой 1 ГГц
• 512 МБ ОЗУ
• Порты Mini HDMI и USB On-The-Go
• Питание Micro USB
• HAT-совместимый 40-контактный разъем
• Составное видео и сбросить заголовки
• Разъем камеры CSI

Взлом антенны: в то время как Raspberry Pi 3 использовал "чиповую" антенну, Zero W использует антенну на печатной плате. Антенна на печатной плате представляет собой трапециевидную форму между разъемами mini HDMI и micro USB на нижнем крае платы. Антенна Zero W представляет собой резонансную полость, образованную вытравливанием меди внутри структуры печатной платы. Радиоволны резонируют с этой полостью в плоскости заземления, и два конденсатора в нижней части полости улавливают радиосигнал. Для некоторого дополнительного усиления печатная плата также настроена на поддержку добавления вашей собственной внешней антенны с помощью небольшой пайки SMT.

Шаг 3: чехол Pi Zero

Официальный корпус Raspberry Pi Zero отлит под давлением. В него входят три сменных верха:

• Пустой
• Один с отверстием для доступа к GPIO
• Один с отверстием для камеры

В комплект кейса также входит короткая гибкая цепь адаптера камеры и набор резиновых ножек, чтобы ваш Pi Zero или Pi Zero W не соскользнул со стола.

Шаг 4: взаимодействие с Raspberry Pi Zero W

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ: Pi Zero W. оснащен двумя портами форм-фактора MicroUSB. Один порт помечен как «USB», а другой порт помечен как «PWR IN». Кабель MicroUSB должен быть подключен к качественному мощному (2 А или более) источнику питания USB, а затем вставлен в порт с пометкой «PWR IN».

USB: адаптер MicroUSB должен быть подключен к порту с пометкой «USB», который затем может поддерживать такие вещи, как клавиатуры, мыши, переходные диски и почти любое другое USB-устройство. Очевидно, что для одновременного использования нескольких USB-устройств потребуется концентратор USB.

ВИДЕО: Адаптер MiniHDMI может поддерживать подключение видеовыхода Pi Zero W к телевизору с HDMI или к большинству компьютерных мониторов с цифровыми входами, такими как HDMI, DVI или DisplayPort. Контакты «TV» под контактами GPIO могут поддерживать композитный (RCA) видеосигнал для устаревших телевизоров и мониторов.

GPIO: контакты ввода / вывода общего назначения (GPIO) вдоль верхнего края платы можно запрограммировать для взаимодействия с физическим миром. Коммутационная плата Pi Cobbler Plus и ленточный кабель можно использовать для подключения разъема GPIO к макетной плате без пайки для упрощения экспериментов. Здесь можно найти много дополнительной информации о заголовке GPIO.

Шаг 5: Начало работы с NOOBS Lite

New Out Of Box Software (NOOBS) - это простой менеджер установки операционной системы для Raspberry Pi.

NOOBS Lite требует подключения к Интернету для установки желаемой ОС, выбранной из:

• Распбиан
• Пидора
• LibreELEC
• OSMC
• ОС RISC
• Arch Linux

Дополнительную информацию о NOOBS, включая полную документацию и исходный код, можно найти здесь.

Новичок в Raspberry Pi или Unix? Хороший ресурс для новичков - это плейлист из 16 видеоуроков. Этим руководствам несколько лет, и они не относятся к Zero W, но они по-прежнему предоставляют отличный общий обзор, полный примеров для изучения.

Шаг 6: некоторые примечательные проекты Raspberry Pi

Minecraft World Building Game

Kodi Media Center

Mathematica Technical Computing

Музыкальный синтезатор Sonic Pi Live Coding

RetroPie Gaming

Язык программирования Python

Физические вычисления GPIO

Платформа сетевой безопасности Kali Linux

Сетевой анализатор NetPi

Последние два проекта, в частности, предоставляют набор инструментов для изучения сетевой безопасности и использования встроенных беспроводных возможностей Pi Zero W. Излишне говорить, что только этические или конструктивные меры безопасности являются подходящим применением для этих инструментов. По этой теме ознакомьтесь с полным курсом этического взлома, где вы найдете полезную информацию, обзоры инструментов и технические руководства. Этично взломайте планету!

Шаг 7: Технология поверхностного монтажа и пайка

Согласно Википедии, технология поверхностного монтажа (SMT) - это метод производства электронных схем, в которых компоненты устанавливаются или размещаются непосредственно на поверхности печатных плат (PCB). Изготовленное таким образом электронное устройство называется устройством поверхностного монтажа (SMD). SMT в значительной степени заменил традиционный метод сквозного монтажа компонентов с проводами в отверстиях на печатной плате. Обе технологии могут быть смешаны на одной плате, при этом технология сквозных отверстий используется для компонентов, не подходящих для поверхностного монтажа, таких как разъемы или более крупные трансформаторы.

Использование SMT ускоряет производственный процесс, но увеличивает риск дефектов из-за миниатюризации компонентов и более плотной упаковки плат. Соответственно, обнаружение отказов стало критически важным для любого производственного процесса SMT.

SMD можно паять вручную и переделывать с небольшой практикой, осторожностью и подходящими инструментами. Узнайте все об этом от Дэйва в EEVblog # 186.

На производстве пайка SMT не выполняется вручную, но идеально подходит для оплавления паяльной пасты, как описано в EEVblog # 415. Если вам просто не хватает припоя, это видео показывает, как Бен Хек изготавливал самодельную систему оплавления из использованной тостерной печи.

Шаг 8: Набор для пайки SMT

Видео сборки HackerBoxes SMT Kit

Перед тем, как начать сборку комплекта, внимательно изучите приведенную здесь спецификацию и принципиальную схему. Также обратите внимание на иллюстрацию ориентации диодов. Обратите внимание, что светодиоды отмечены снизу.

Хотя это руководство не связано конкретно с этим конкретным комплектом, оно описывает работу схемы светодиодного секвенсора.

Обязательно имейте в виду, что это предназначено для тренировок. Пайка крошечных деталей требует большой практики. Этот комплект - лишь крошечная часть HackerBox # 0019, так что не беспокойтесь по этому поводу. Просто встретите это на своем текущем уровне навыков. Если у вас вообще нет опыта, возможно, вашей целью должно быть просто попробовать 10-15 частей 0805 в надежде получить пару из них правильно. Только если у вас есть опыт, или вы просто обладаете большой ловкостью и хорошим зрением, вы должны входить в этот комплект, ожидая, что выйдет с работающей доской. Функциональность светодиодного секвенсора - это просто вишенка на вершине. Основная цель - попрактиковаться в пайке и немного познакомиться с SMT.

Шаг 9: инструменты для пайки

Работа с SMT может быть лишь оправданием для модернизации вашего паяльного оборудования. Вот список предметов, на которые стоит обратить внимание:

Паяльник

Паяльные станции немного похожи на автомобили тем, что всем нравится то, что нравится, поэтому есть много вариантов.

По крайней мере, это недорогой, но качественный паяльник, который мы включили в HackerBoxes Starter Workshop.

Паяльная станция 898D - это шаг вперед, и ее можно использовать как с опцией доработки горячим воздухом, так и без нее.

Паяльная станция 939D - шаг вперед.

Для чего-то более традиционного вы можете начать с чего-то вроде этого Хакко или этого Веллера.

Принадлежности для пайки

Если в вашей паяльной станции его еще нет, подумайте о чистящем средстве для проволоки. Часто протыкайте утюг 3-5 раз, чтобы смыть его, не охлаждая кончик влажной губкой.

Флюс может быть в дозаторе ручки или в дозаторе шприца.

Красивую рабочую поверхность можно создать с помощью силиконового коврика или «самовосстанавливающегося» коврика для рукоделия. У этого даже есть органайзер для мелких деталей (например, SMD).

Лупа с подсветкой и настольным зажимом помогает улучшить обзор. В производственной или лабораторной среде вы увидите техников, которые используют бинокулярные инспекционные микроскопы со штангами и световыми кольцами. У них также обычно есть дымовые присоски, работающие всякий раз, когда они паяют.

Шаг 10: взломайте планету

Благодарим вас за участие в наших приключениях с одноплатным компьютером Raspberry Pi Zero Wireless, а также за технологию поверхностного монтажа и пайку. Если вам понравился этот Instrucable, и вы хотите, чтобы ящик с электронными и компьютерными проектами, подобными этому, доставлялся прямо на ваш почтовый ящик каждый месяц, пожалуйста, присоединяйтесь к нам, ПОДПИСавшись ЗДЕСЬ.

Сообщите о своем успехе в комментариях ниже и / или на странице HackerBoxes в Facebook. Обязательно дайте нам знать, если у вас возникнут какие-либо вопросы или вам понадобится помощь. Спасибо за то, что вы являетесь частью HackerBoxes. Пожалуйста, продолжайте присылать ваши предложения и отзывы. HackerBoxes - это ВАШИ коробки. Сделаем что-нибудь отличное!