HackerBox 0019: Raspberry WiFi: 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Raspberry WiFi: questo mese, gli hacker HackerBox stanno lavorando con l'ultima piattaforma wireless Raspberry Pi Zero, nonché con la tecnologia di montaggio superficiale e la saldatura.

Questo Instructable contiene informazioni per lavorare con HackerBoxes #0019. Se desideri ricevere una scatola come questa direttamente nella tua casella di posta ogni mese, ora è il momento di iscriverti a HackerBoxes.com e unirti alla rivoluzione!

Argomenti e obiettivi di apprendimento per questo HackerBox:

• Configurazione dei computer a scheda singola Raspberry Pi
• Installazione di sistemi operativi per Raspberry Pi
• Caricamento di progetti software sul Raspberry Pi
• Esplorazione del software di gestione e sicurezza della rete
• Comprensione della tecnologia a montaggio superficiale (SMT)
• Saldatura di vari tipi di dispositivi SMT
• Assemblaggio di un sequenziatore LED utilizzando 50 dispositivi SMT

HackerBoxes è il servizio di box in abbonamento mensile per l'elettronica fai da te e la tecnologia informatica. Siamo hobbisti, maker e sperimentatori. E noi siamo i sognatori dei sogni.

Raspberry Pi e il logo Raspberry Pi sono marchi della Raspberry Pi Foundation. HackerBoxes supporta la Raspberry Pi Foundation nella sua missione educativa e incoraggia i suoi membri a considerare di fare lo stesso.

Passaggio 1: HackerBox 0019: contenuto della confezione

• HackerBoxes #0019 Scheda di riferimento da collezione
• Raspberry Pi Zero W
• Set di custodie per Raspberry Pi Zero
• Scheda MicroSD programmata con NOOBS Lite
• Custodia porta schede SD/MicroSD 8 in 1
• Pi Cobbler Plus con cavo a nastro
• Adattatore MiniHDMI
• Adattatore MicroUSB
• Cavo MicroUSB
• Intestazione pin GPIO Raspberry Pi
• Kit di saldatura SMT: PCB e 51 componenti
• Pinzette SMT
• Set di tamponi in legno
• Spilla da bavero esclusiva Raspberry Pi
• Decalcomania esclusiva RetroPie

Alcune altre cose che saranno utili:

• Saldatore, saldatura e strumenti di saldatura di base
• Lente d'ingrandimento illuminata
• Batteria da 9V
• Monitor o televisore con ingresso digitale
• Tastiera e mouse USB
• Alimentatore USB 2A

Soprattutto, avrai bisogno di un senso di avventura, spirito fai-da-te e curiosità da hacker. L'elettronica fai-da-te hardcore non è l'hobby più facile, ma quando persisti e ti godi l'avventura, una grande soddisfazione può derivare dalla perseveranza e dal far funzionare i tuoi progetti. Fai ogni passo lentamente, presta attenzione ai dettagli e non esitare a chiedere aiuto.

Passaggio 2: Raspberry Pi Zero Wireless

Il Raspberry Pi Zero W lanciato di recente ha tutte le funzionalità del Pi Zero originale ma con più W (connettività wireless). Più W include:

• LAN wireless 802.11 b/g/n
• Bluetooth 4.1
• Bluetooth a bassa energia (BLE)

Come il Pi Zero, il Raspberry Pi Zero W presenta ancora:

• 1GHz, CPU single-core
• 512 MB di RAM
• Porte Mini HDMI e USB On-The-Go
• Alimentazione micro USB
• Intestazione a 40 pin compatibile con HAT
• Video composito e intestazioni di ripristino
• Connettore per telecamera CSI

Hacking dell'antenna Mentre il Raspberry Pi 3 utilizzava un'antenna "chip", lo Zero W utilizza un'antenna PCB. L'antenna PCB ha la forma trapezoidale tra le prese mini HDMI e micro USB sul bordo inferiore della scheda. L'antenna Zero W è una cavità risonante che si forma incidendo via il rame all'interno della struttura del PCB. Le onde radio risuonano in questa cavità all'interno del piano di massa e i due condensatori nella parte inferiore della cavità catturano il segnale radio. Per un guadagno extra, il PCB è anche impostato per supportare l'aggiunta della propria antenna esterna con solo un po' di saldatura SMT.

Passaggio 3: custodia Pi Zero

La custodia ufficiale Raspberry Pi Zero è stampata a iniezione. Comprende tre piani intercambiabili:

• Uno vuoto
• Uno con un'apertura per accedere ai GPIO
• Uno con un'apertura per una macchina fotografica

Il set di custodie include anche un corto circuito flessibile dell'adattatore per fotocamera e un set di piedini in gomma per assicurarsi che il tuo Pi Zero o Pi Zero W non scivoli dalla scrivania.

Passaggio 4: interfacciamento con Raspberry Pi Zero W

ALIMENTAZIONE: Ci sono due porte con fattore di forma MicroUSB sul Pi Zero W. Una porta è contrassegnata con "USB" e l'altra porta è contrassegnata con "PWR IN". Il cavo MicroUSB deve essere collegato a un alimentatore USB di buona qualità e robusto (2A o più) e quindi inserito nella porta contrassegnata con "PWR IN".

USB: l'adattatore MicroUSB deve essere collegato alla porta contrassegnata con "USB" che può quindi supportare cose come tastiere, mouse, unità di salto e praticamente qualsiasi altro dispositivo USB. Ovviamente, sarà necessario un hub USB per utilizzare più di un dispositivo USB alla volta.

VIDEO: l'adattatore MiniHDMI può supportare il collegamento dell'uscita video Pi Zero W a un televisore con HDMI o alla maggior parte dei monitor di computer con ingressi digitali, come HDMI, DVI o DisplayPort. I pin "TV" sotto i pin GPIO possono supportare un segnale video composito (RCA) per televisori e monitor legacy.

GPIO: i pin GPIO (General Purpose Input/Output) lungo il bordo superiore della scheda possono essere programmati per interagire con il mondo fisico. La scheda breakout Pi Cobbler Plus e il cavo a nastro possono essere utilizzati per ponticellare l'intestazione GPIO su una breadboard senza saldatura per una sperimentazione semplificata. Una grande quantità di informazioni aggiuntive sull'intestazione GPIO può essere trovata qui.

Passaggio 5: iniziare con NOOBS Lite

New Out Of Box Software (NOOBS) è un facile gestore di installazione del sistema operativo per Raspberry Pi.

NOOBS Lite richiede una connessione Internet per installare il sistema operativo desiderato selezionato da:

• Raspbian
• Pidora
• LibreELEC
• OSMC
• RISC OS
• Arch Linux

Ulteriori informazioni su NOOBS, inclusa la documentazione completa e il codice sorgente, sono disponibili qui.

Nuovo su Raspberry Pi o Unix? Una bella risorsa per principianti è questa playlist di 16 tutorial video. Questi tutorial hanno qualche anno e non sono specifici per lo Zero W, ma forniscono comunque un'ottima panoramica generale piena di esempi da esplorare.

Passaggio 6: alcuni progetti Raspberry Pi degni di nota

Gioco di costruzione del mondo di Minecraft

Kodi Media Center

Mathematica Technical Computing

Sonic Pi Live Coding Music Synth

RetroPie Gaming

Linguaggio di programmazione Python

GPIO Physical Computing

Piattaforma di sicurezza di rete Kali Linux

Analizzatore di rete NetPi

Gli ultimi due progetti in particolare forniscono una raccolta di strumenti per esplorare la sicurezza della rete e sfruttare le capacità wireless integrate del Pi Zero W. Inutile dire che solo le attività di sicurezza etiche o costruttive sono usi appropriati per questi strumenti. A questo proposito, dai un'occhiata al corso completo di hacking etico per alcune informazioni utili, panoramiche sugli strumenti e guide tecniche. Hack eticamente il pianeta!

Passaggio 7: tecnologia di montaggio superficiale e saldatura

Secondo Wikipedia, la tecnologia a montaggio superficiale (SMT) è un metodo per produrre circuiti elettronici in cui i componenti sono montati o posizionati direttamente sulla superficie dei circuiti stampati (PCB). Un dispositivo elettronico così realizzato è chiamato dispositivo a montaggio superficiale (SMD). SMT ha ampiamente sostituito il metodo tradizionale della tecnologia a foro passante per il montaggio di componenti con cavi nei fori della scheda. Entrambe le tecnologie possono essere miscelate sulla stessa scheda, con la tecnologia a foro passante utilizzata per componenti non adatti al montaggio superficiale come connettori o trasformatori più grandi.

L'utilizzo di SMT accelera il processo di produzione, ma aumenta il rischio di difetti a causa della miniaturizzazione dei componenti e dell'imballaggio più denso delle schede. Di conseguenza, il rilevamento dei guasti è diventato fondamentale per qualsiasi processo di produzione SMT.

Gli SMD possono essere saldati a mano e rielaborati con un po' di pratica, cura e gli strumenti giusti. Scopri tutto da Dave in EEVblog #186.

Nella produzione, la saldatura SMT non viene eseguita a mano, ma si presta perfettamente al riflusso della pasta saldante come discusso in EEVblog #415. Se non riesci a ottenere abbastanza rifusione di saldatura, questo video mostra Ben Heck che fabbrica un sistema di rifusione fai-da-te da un forno tostapane recuperato.

Passaggio 8: kit di pratica di saldatura SMT

Video di costruzione del kit SMT di HackerBox

Prima di iniziare la creazione del kit, rivedere attentamente la distinta componenti e il diagramma schematico mostrati qui. Notare anche l'illustrazione sull'orientamento dei diodi. Notare che i LED sono contrassegnati sul lato inferiore.

Sebbene non sia specificamente correlato a questo particolare kit, questo tutorial descrive il funzionamento del circuito LED Sequencer.

Sicuramente tieni presente che questo è pensato per essere un kit di pratica. La saldatura di piccole parti richiede molta pratica. Questo kit è solo una piccola parte di HackerBox #0019, quindi non stressarti. Basta incontrarlo al tuo attuale livello di abilità. Se non hai alcuna esperienza, forse il tuo obiettivo dovrebbe essere semplicemente quello di provare 10-15 delle 0805 parti con la speranza di ottenere un paio di esse nel modo giusto. Solo se sei esperto, o hai solo molta destrezza e buona visione, dovresti entrare in questo kit aspettandoti di uscire con una tavola funzionante. La funzionalità del sequenziatore LED è solo una ciliegina sulla torta. L'intenzione principale è esercitarsi nella saldatura e ottenere una certa esposizione all'SMT.

Passaggio 9: strumenti di saldatura

Lavorare con SMT potrebbe essere solo la scusa di cui avevi bisogno per aggiornare la tua attrezzatura di saldatura. Ecco un elenco di elementi da consultare:

Saldatore

Le stazioni di saldatura sono un po' come le auto in quanto a tutti piace quello che gli piace, quindi ci sono molte opzioni.

Per lo meno, questo è il saldatore economico, ma di buona qualità, che includiamo nell'HackerBoxes Starter Workshop.

Una stazione di saldatura 898D è un passo avanti e può essere utilizzata con o senza l'opzione di rilavorazione ad aria calda.

Una stazione di saldatura 939D è un ulteriore passo avanti.

Per qualcosa di un po' più tradizionale, puoi iniziare con qualcosa come questo Hakko o questo Weller.

Accessori per saldatura

Se la tua stazione di saldatura non ne include già una, prendi in considerazione un Wire Tip Cleaner. Colpisci spesso il ferro in 3-5 volte per pulirlo senza raffreddare la punta su una spugna bagnata.

Il flusso può essere ottenuto nel Pen Dispenser o nel Syringe Dispenser.

Una bella superficie di lavoro può essere creata utilizzando un tappetino in silicone o un tappetino artigianale "autoguarigione". Questo ha anche un organizzatore per piccole parti (come gli SMD).

Una lente d'ingrandimento illuminata con morsetto da tavolo è utile per una migliore visibilità. In un ambiente di produzione o di laboratorio, vedrai i tecnici che utilizzano i microscopi di ispezione binoculare con supporti a braccio e anelli luminosi. Di solito hanno anche Smoke Suckers in funzione ogni volta che stanno saldando.

Passaggio 10: hackerare il pianeta

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