HackerBox 0047: Vecchia scuola: 12 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Saluti agli hacker HackerBox di tutto il mondo! Con HackerBox 0047, stiamo sperimentando l'interfacciamento della tastiera per microcontrollori, generazione di segnali video VGA, computer BASIC ROM della vecchia scuola, dispositivi di archiviazione microSD, strumenti locksport e chiavette USB Ubuntu Linux avviabili.

Questo Instructable contiene informazioni per iniziare con HackerBox 0047, che può essere acquistato qui fino ad esaurimento scorte. Se desideri ricevere un HackerBox come questo direttamente nella tua casella di posta ogni mese, iscriviti a HackerBoxes.com e unisciti alla rivoluzione!

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Passaggio 1: elenco dei contenuti per HackerBox 0047

• Kit PC VGA Old School esclusivo
• Due moduli Arduino Nano 5V 16MHz
• Kit LED da 200 pezzi in scatola di plastica
• Chiavetta USB in alluminio da 8 GB
• Strumento Locksport tascabile 6 in 1
• Tagliafili di precisione
• Modulo Breakout MicroSD
• Lettore USB MicroSD
• Due intestazioni staccabili maschi a 40 pin
• Maglioni DuPont femmina-femmina da 10 cm
• Decalcomania di Ubuntu Linux

Alcune altre cose che saranno utili:

• Saldatore, saldatore e strumenti di saldatura di base
• Computer per l'esecuzione di strumenti software
• Monitor VGA recuperato (prova in un negozio dell'usato o in un vecchio magazzino al lavoro)
• Tastiera PS/2 (prova in un negozio dell'usato o in un vecchio magazzino al lavoro)

Soprattutto, avrai bisogno di un senso di avventura, spirito hacker, pazienza e curiosità. Costruire e sperimentare con l'elettronica, sebbene molto gratificante, può essere complicato, impegnativo e persino frustrante a volte. L'obiettivo è il progresso, non la perfezione. Quando persisti e ti godi l'avventura, una grande soddisfazione può derivare da questo hobby. Fai ogni passo lentamente, presta attenzione ai dettagli e non aver paura di chiedere aiuto.

C'è una grande quantità di informazioni per i membri attuali e potenziali nelle FAQ di HackerBox. Quasi tutte le e-mail di supporto non tecnico che riceviamo hanno già una risposta lì, quindi apprezziamo davvero che tu abbia dedicato qualche minuto alla lettura delle FAQ.

Passaggio 2: Locksport

Locksport è lo sport o la ricreazione di sconfiggere le serrature. Gli appassionati apprendono una varietà di abilità tra cui il lock picking, il lock bumping e altre tecniche tradizionalmente utilizzate dai fabbri e da altri professionisti della sicurezza. Gli appassionati di Locksport apprezzano la sfida e l'eccitazione di imparare a sconfiggere tutte le forme di lock e spesso si riuniscono in gruppi sportivi per condividere conoscenze, scambiare idee e partecipare a una varietà di attività ricreative e concorsi.

Per una bella introduzione, dai un'occhiata alla Guida del MIT al Lock Picking.

Inoltre, guarda questo video e dai un'occhiata ai fantastici link nella descrizione del video.

TOOOL (The Open Organization Of Lockpickers) è un'organizzazione di individui che si dedicano all'hobby di Locksport, oltre a educare i suoi membri e il pubblico sulla sicurezza (o mancanza di essa) fornita dalle serrature comuni. "La missione di TOOOL è far progredire la conoscenza del pubblico in generale su serrature e scassinamento. Esaminando serrature, casseforti e altro hardware simile e discutendo pubblicamente le nostre scoperte, speriamo di svelare il mistero di cui sono impregnati tanti di questi prodotti."

CONSIDERAZIONI ETICHE:

Rivedi attentamente e prendi seriamente ispirazione dal rigoroso codice etico di TOOOL che è riassunto nelle seguenti tre regole:

1. Non scassinare o manipolare mai con l'obiettivo di aprire un lucchetto che non ti appartiene, a meno che non ti sia stata concessa l'esplicita autorizzazione dal legittimo proprietario del lucchetto.
2. Non divulgare mai conoscenze o strumenti di scassinamento a persone che conosci o che hanno motivo di sospettare che cercherebbero di impiegare tali abilità o attrezzature in modo criminale.
3. Siate consapevoli delle leggi pertinenti relative ai grimaldelli e alle relative attrezzature in qualsiasi paese, stato o comune in cui si cerca di impegnarsi in attività di scassinamento per hobby o sport ricreativi.

Passaggio 3: tagliare tutti i cavi

Durante la saldatura, ci sono sempre dei cavi da tagliare. Per non parlare del taglio del filo verde mentre si disattivano i pericolosi oggetti di scena del film.

Usa questo strumento in buona salute. Prestare attenzione alle avvertenze mostrate qui dal produttore sull'uso sempre di protezioni per gli occhi. Non vogliono che ti strappi gli occhi. Nemmeno noi.

Passaggio 4: piattaforma di microcontrollori Arduino Nano

Tutti noi amiamo Arduino Nano e questo mese ne avremo bisogno due! Le schede Arduino Nano incluse sono dotate di pin di intestazione, ma non sono saldate ai moduli. Lascia perdere i pin per ora. Esegui questi test iniziali su entrambi i moduli Arduino Nano prima di saldare i pin dell'intestazione. Tutto ciò che serve è un cavo microUSB ed entrambe le schede Arduino Nano così come escono dalla borsa.

Arduino Nano è una scheda Arduino miniaturizzata a montaggio superficiale, compatibile con la breadboard, con USB integrato. È sorprendentemente completo e facile da hackerare.

Caratteristiche:

• Microcontrollore: Atmel ATmega328P
• Tensione: 5V
• Pin I/O digitali: 14 (6 PWM)
• Pin di ingresso analogico: 8
• Corrente CC per pin I/O: 40 mA
• Memoria Flash: 32 KB (2 KB per bootloader)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Velocità di clock: 16 MHz
• Dimensioni: 17 mm x 43 mm

Questa particolare variante di Arduino Nano è il Robotdyn Nano nero. Include una porta MicroUSB integrata collegata a un chip bridge USB/seriale CH340G. Informazioni dettagliate sul CH340 (e driver, se necessario) possono essere trovate qui.

Quando colleghi per la prima volta Arduino Nano a una porta USB del tuo computer, la spia di alimentazione verde dovrebbe accendersi e poco dopo il LED blu dovrebbe iniziare a lampeggiare lentamente. Questo accade perché il Nano è precaricato con il programma BLINK, che è in esecuzione sul nuovissimo Arduino Nano.

SOFTWARE: Se non hai ancora installato l'IDE Arduino, puoi scaricarlo da Arduino.cc

Collega il Nano al cavo MicroUSB e l'altra estremità del cavo a una porta USB del computer. Avvia il software Arduino IDE. Seleziona "Arduino Nano" nell'IDE in strumenti>scheda e "ATmega328P (old bootloader)" in strumenti>processore. Seleziona la porta USB appropriata in strumenti>porta (probabilmente è un nome con "wchusb" all'interno).

Infine, carica un pezzo di codice di esempio:File->Esempi->Basics->Blink

Blink è in realtà il codice che è stato precaricato sul Nano e dovrebbe essere in esecuzione in questo momento per far lampeggiare lentamente il LED blu. Di conseguenza, se carichiamo questo codice di esempio, non cambierà nulla. Invece, modifichiamo un po' il codice.

Guardando da vicino, puoi vedere che il programma accende il LED, aspetta 1000 millisecondi (un secondo), spegne il LED, aspetta un altro secondo e poi ripete tutto - per sempre.

Modificare il codice modificando entrambe le istruzioni "delay(1000)" in "delay(100)". Questa modifica farà lampeggiare il LED dieci volte più velocemente, giusto?

Carichiamo il codice modificato nel Nano facendo clic sul pulsante UPLOAD (l'icona a forma di freccia) appena sopra il codice modificato. Guarda sotto il codice per le informazioni sullo stato: "compiling" e poi "uploading". Alla fine, l'IDE dovrebbe indicare "Caricamento completato" e il LED dovrebbe lampeggiare più velocemente.

Se è così, congratulazioni! Hai appena hackerato il tuo primo pezzo di codice incorporato.

Una volta che la tua versione con lampeggio veloce è stata caricata e funzionante, perché non vedere se riesci a cambiare di nuovo il codice per far lampeggiare velocemente il LED due volte e poi aspettare un paio di secondi prima di ripetere? Provaci! Che ne dici di altri modelli? Una volta che sei riuscito a visualizzare un risultato desiderato, codificarlo e osservarlo per funzionare come previsto, hai fatto un enorme passo avanti per diventare un hacker hardware competente.

Prima di saldare qualsiasi cosa, prova entrambi i moduli Arduino Nano caricando un programma personalizzato su ciascuno e assicurandoti che funzioni correttamente.

Se desideri ulteriori informazioni introduttive per lavorare nell'ecosistema Arduino, ti suggeriamo di consultare la guida per HackerBoxes Starter Workshop, che include diversi esempi e un collegamento a un PDF Arduino Textbook.

Passaggio 5: kit PC VGA vecchia scuola

Contenuto del kit PC VGA Old School:

• Circuito stampato per PC VGA Old School
• Due moduli microcontrollore Arduino Nano
• Connettore VGA HD15
• Connettore per tastiera mini-DIN PS/2
• Due resistori da 68 Ohm
• Due resistori da 470 Ohm
• Cicalino piezoelettrico

Nei prossimi passaggi, assemblerai ed esplorerai il kit per PC VGA Old School. Ovviamente, ciò richiederà alcune saldature. Ci sono molte ottime guide e video online sulla saldatura (ad esempio). Se ritieni di aver bisogno di ulteriore assistenza, prova a trovare un gruppo di produttori locali o uno spazio hacker nella tua zona. Inoltre, i club di radioamatori sono sempre eccellenti fonti di competenza elettronica.

Alcune note di progettazione: si suggerisce che una volta installati entrambi i Nano, collegarne solo uno alla volta all'alimentazione USB, mai entrambi contemporaneamente. Allo stesso modo, entrambi i Nano possono pilotare il cicalino dal loro pin A0. Configurare sempre e solo uno dei pin A0 come uscita, mai entrambi contemporaneamente. C'è una fila di pin I/O (intestazione J1) appena sotto i due MCU (vedi lo schema per l'assegnazione dei pin). La riga inferiore (intestazione J2) è solo uno "spazio breadboard" e non si collega a nulla all'interno del PCB.

Passaggio 6: PC Old School - Tastiera PS/2

Per testare l'interfaccia della tastiera e la libreria, inserire prima solo due elementi sul PCB:

1. MCU principale (Arduino Nano)
2. Connettore Mini-DIN PS/2

L'MCU principale richiede le due lunghe righe di intestazione nere. L'intestazione a sei pin (2x3) non viene utilizzata.

Installa la libreria PS2Keyboard di Paul Stoffregen per Arduino.

All'interno dell'IDE Arduino, apri File>Esempi>Tastiera PS2>Simple_Test

Dallo schema del PCB nel passaggio precedente, puoi vedere che KBCLK è sul pin D3 (non D5 come ipotizzato nell'esempio), quindi assicurati che il pin definito negli esempi sia impostato su:

const int DataPin = 8;const int IRQpin = 3;

Quindi programma quel codice sull'MCU principale, collega una tastiera PS/2, apri il monitor seriale Arduino a 9600 bps e inizia a digitare.

Codici di scansione della tastiera demistificati

Si noti che la maggior parte delle tastiere USB meno recenti sono una combinazione di tastiere USB e PS/2 e possono essere utilizzate con un adattatore o ricablate per connettersi a una porta PS/2. Quelle tastiere a doppia interfaccia di solito sono dotate di un piccolo adattatore da USB a PS/2. Tuttavia, le tastiere USB più recenti che non sono fornite con un adattatore PS/2 di solito non forniranno i segnali PS/2 e non funzioneranno con tale adattatore.

Passaggio 7: PC della vecchia scuola - Uscita video VGA

Saldare l'altro Arduino Nano (VIDEO MCU), i quattro resistori (nota che ci sono due valori diversi), il cicalino e il connettore VGA. Ancora una volta non viene utilizzata l'intestazione a sei pin (2x3) dell'MCU.

Installa la libreria VGAX di Sandro Maffiodo per Arduino. Collega un monitor VGA. Goditi i file di esempio in file>examples>VGAX

Il repository git per la libreria VGAX ha alcune informazioni altamente educative e ricorsi che insegnano come l'umile Arduino viene hackerato per generare un segnale video VGA (ish).

Passaggio 8: PC della vecchia scuola - Linguaggio di programmazione BASIC

Questi blocchi di elaborazione tastiera, video e MCU possono essere combinati in un PC VGA a 8 bit semplice ma elegante in grado di supportare il linguaggio di programmazione BASIC. Complimenti a Rob Cai per aver messo insieme tutti questi pezzi.

BASIC (codice di istruzione simbolica per tutti gli usi per principianti) è un linguaggio di programmazione di alto livello per uso generale che enfatizza la facilità d'uso. Quasi universalmente, i computer di casa degli anni '80 avevano un interprete BASIC residente nella ROM, in cui le macchine si avviavano direttamente. Questi micro della vecchia scuola includono vari tipi di macchine Apple II, Commodore, TRS-80, Atari e Sinclair. (wikipedia)

Il design dual MCU utilizza un primo Arduino come MCU MAIN, in cui vengono caricate TinyBasic Plus e la libreria di tastiere PS2. Il secondo MCU VIDEO viene utilizzato come generatore di display grafico che esegue la libreria VGAX. L'MCU VIDEO può generare 4 colori, 10 righe x 24 colonne di caratteri ASCII.

Arduino I/O può essere pilotato direttamente dai programmi BASIC. Come mostrato in questo video, un LED lampeggiante è guidato da alcune righe di programma. Il codice BASIC può anche essere salvato nella EEPROM dell'MCU.

IL CODICE: Abbozzato per entrambi gli MCU e vari altri dettagli sono disponibili in Instructable di Rob Cai per il progetto.

NOTA DI PROGRAMMAZIONE: Quando si programmano i moduli MCU dopo che sono stati sul PCB, a volte si verificano problemi poiché le interfacce seriali sono collegate e possono interferire con la programmazione. Tieni premuto il pulsante di ripristino sull'MCU principale mentre il cavo USB programma l'MCU video e viceversa mentre il cavo USB sta programmando l'MCU principale.

Passaggio 9: esegui Ubuntu Linux tramite chiavetta USB

Ubuntu è una distribuzione Linux gratuita e open source basata su Debian. Ubuntu viene rilasciato ogni sei mesi, con rilasci di supporto a lungo termine (LTS) ogni due anni. Ubuntu è sviluppato da Canonical e dalla comunità degli utenti. Ubuntu prende il nome dalla filosofia africana di ubuntu, che Canonical traduce come "l'umanità verso gli altri" o "Io sono ciò che sono a causa di chi siamo tutti". (wikipedia)

Perché non provare Ubuntu su una chiavetta USB?

• Installa o aggiorna Ubuntu
• Prova l'esperienza desktop di Ubuntu senza toccare la configurazione del tuo PC
• Avvia Ubuntu su una macchina presa in prestito o da un internet café
• Utilizzare gli strumenti installati di default sulla chiavetta USB per riparare o riparare una configurazione danneggiata

Creare una chiavetta USB Ubuntu avviabile è molto semplice, specialmente da Ubuntu stesso. Il processo è coperto in pochi passaggi qui.

ATTENZIONE: prendere l'abitudine di non fidarsi mai dei dispositivi di archiviazione USB casuali. Sì, anche quello incluso in questa scatola. Non consentire mai a nulla di eseguire l'esecuzione automatica da un dispositivo di archiviazione sconosciuto. La maggior parte dei sistemi operativi non consente l'esecuzione automatica come parte delle pratiche di sicurezza standard, ma su una macchina Windows, dovresti disabilitare AutoRun/AutoPlay. Non eseguire o aprire nulla che trovi sul dispositivo di archiviazione. Se desideri utilizzare il dispositivo di archiviazione, cancellalo e riformattalo.

Passaggio 10: modulo breakout TF MicroSD

Qual è la differenza tra una scheda TF e una scheda MicroSD? (fonte)

Il minuscolo dispositivo di archiviazione mobile noto come scheda MicroSD è stato prodotto per la prima volta da SanDisk Corporation con il nome TransFlash nel 2004 e all'epoca è stato introdotto come il dispositivo di memoria esterna più piccolo al mondo. Dopo il suo successo nel mercato della telefonia mobile, la scheda TransFlash è stata formalmente adottata dall'attuale autorità nell'archiviazione digitale, la SD Card Association, come parte del dispositivo di archiviazione digitale di terza categoria nell'ombrello ufficiale di Secure Digital. Gli altri due dispositivi sono MiniSD e SD Memory Card. Ad un certo punto, SanDisk Corporation ha cambiato il nome del dispositivo in MicroSD Card e ha iniziato a produrre quello che ora usiamo come un chip di memoria standard, che la maggior parte dei telefoni cellulari è progettata per ospitare.

Si noti che i dispositivi di memoria MicroSD sono dispositivi a 3,3 V, quindi il semplice modulo breakout mostrato qui dovrebbe essere utilizzato nei sistemi a 3,3 V. Ad esempio, con microcontrollori da 3,3V. Troverai spesso istanze in natura (esempio uno, esempio due) di progetti che bloccano semplicemente segnali I/O 5V nelle schede MicroSD. Questi funzionano generalmente se ti piace vivere pericolosamente, ma potrebbero essere meno stabili e possono persino danneggiare la scheda MicroSD. Le soluzioni più corrette/robuste per l'utilizzo di schede MicroSD con microcontrollori 5V includono traslatori di livello o reti con divisori di tensione (entrambi discussi qui).

Passaggio 11: Zoom di Mandelbrot - Non cadere

Le immagini dell'insieme di Mandelbrot mostrano un confine elaborato e infinitamente complicato che rivela dettagli ricorsivi progressivamente sempre più fini a ingrandimenti crescenti. Lo "stile" di questo dettaglio ripetuto dipende dalla regione del set in esame. Il confine del set incorpora anche versioni più piccole della forma principale, quindi la proprietà frattale dell'autosimilarità si applica all'intero set e non solo alle sue parti. L'insieme di Mandelbrot è diventato popolare al di fuori della matematica sia per il suo fascino estetico sia come esempio di una struttura complessa derivante dall'applicazione di regole semplici. È uno degli esempi più noti di visualizzazione matematica e bellezza matematica. (wikipedia)

• strumento di zoom manuale
• tanto codice
• ricorsione: n. vedi ricorsione

Passaggio 12: HackLife

Ci auguriamo che l'avventura di HackerBox di questo mese nell'elettronica e nella tecnologia informatica ti stia godendo. Raggiungi e condividi il tuo successo nei commenti qui sotto o sul gruppo Facebook HackerBoxes. Inoltre, ricorda che puoi inviare un'e-mail a [email protected] in qualsiasi momento se hai una domanda o hai bisogno di aiuto.

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