HackerBox 0038: TeknoDactyl: 17 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

HackerBox Hacker sedang menjajaki pengenalan sidik jari elektronik dan mainan pemintal mekanis dengan mikrokontroler yang dipasang di permukaan dan sirkuit LED. Instruksi ini berisi informasi untuk memulai dengan HackerBox #0038, yang dapat dibeli di sini selama persediaan masih ada. Juga, jika Anda ingin menerima HackerBox seperti ini langsung di kotak surat Anda setiap bulan, silakan berlangganan di HackerBoxes.com dan bergabunglah dengan revolusi!

Topik dan Tujuan Pembelajaran HackerBox 0038:

• Jelajahi pengenalan sidik jari elektronik
• Konfigurasi dan program mikrokontroler Arduino Nano
• Antarmuka modul sensor sidik jari ke mikrokontroler
• Integrasikan sensor sidik jari ke dalam sistem tertanam
• Berlatih teknik penyolderan pemasangan permukaan
• Merakit proyek pemintal gelisah LED akrilik
• Konfigurasi dan program mikrokontroler Digispark
• Bereksperimenlah dengan muatan injeksi keystroke USB

HackerBoxes adalah layanan kotak berlangganan bulanan untuk elektronik DIY dan teknologi komputer. Kami adalah penghobi, pembuat, dan eksperimen. Kami adalah pemimpi mimpi.

HACK PLANET

Langkah 1: HackerBox 0038: Isi Kotak

• Modul Sensor Sidik Jari
• Arduino Nano 5V 16MHz microUSB
• Kit Solder Fidget Spinner LED
• Sel Koin CR1220 untuk Kit Spinner
• Modul Mikrokontroler Digispark USB
• Pinset ESD
• kepang pematrian
• Dua Pemindah Level Tegangan Empat Arah
• Kabel Ekstensi USB
• Stiker Penempaan HackerBox Eksklusif
• Stiker Peretas "Quad Cut Up" Eksklusif
• Patch Setrika Kursi Eksklusif

Beberapa hal lain yang akan membantu:

• Besi solder, solder, dan alat solder dasar
• Fluks Solder (contoh)
• Kaca Pembesar Terang (contoh)
• Komputer untuk menjalankan perangkat lunak
• Jari untuk gelisah berputar
• Jari untuk eksperimen sidik jari

Yang terpenting, Anda akan membutuhkan rasa petualangan, semangat hacker, kesabaran, dan rasa ingin tahu. Membangun dan bereksperimen dengan elektronik, meskipun sangat bermanfaat, terkadang bisa rumit, menantang, dan bahkan membuat frustrasi. Tujuannya adalah kemajuan, bukan kesempurnaan. Ketika Anda bertahan dan menikmati petualangan, banyak kepuasan dapat diperoleh dari hobi ini. Ambil setiap langkah secara perlahan, perhatikan detailnya, dan jangan takut untuk meminta bantuan.

Ada banyak informasi untuk anggota saat ini, dan calon, di FAQ HackerBoxes. Hampir semua email dukungan non-teknis yang kami terima sudah dijawab di sana, jadi sangat menghargai waktu Anda untuk membaca FAQ.

Langkah 2: Pengenalan Sidik Jari Elektronik

Pemindai sidik jari adalah sistem keamanan biometrik untuk menganalisis tonjolan gesekan dari ujung jari manusia, juga dikenal sebagai sidik jari (dactylograph). Pemindai ini digunakan dalam penegakan hukum, keamanan identitas, kontrol akses, komputer, dan ponsel.

Setiap orang memiliki tanda di jari mereka. Mereka tidak dapat dihapus atau diubah. Tanda ini memiliki pola yang disebut sidik jari. Setiap sidik jari adalah istimewa, dan berbeda dari sidik jari lainnya di dunia. Karena ada kombinasi yang tak terhitung jumlahnya, sidik jari telah menjadi alat identifikasi yang ideal.

Sistem pemindai sidik jari memiliki dua pekerjaan dasar. Pertama, ia menangkap gambar jari. Selanjutnya, menentukan apakah pola ridge dan valley pada gambar ini cocok dengan pola ridge dan valley pada gambar pra-scan. Hanya karakteristik khusus, yang unik untuk setiap sidik jari, yang disaring dan disimpan sebagai kunci biometrik terenkripsi atau representasi matematis. Tidak ada gambar sidik jari yang pernah disimpan, hanya serangkaian angka (kode biner), yang digunakan untuk verifikasi. Algoritme tidak dapat dibalik untuk mengubah informasi yang dikodekan kembali menjadi gambar sidik jari. Ini membuatnya sangat tidak mungkin untuk mengekstrak atau menduplikasi sidik jari yang dapat digunakan dari informasi gambar yang disandikan.

(Wikipedia)

Langkah 3: Platform Mikrokontroler Arduino Nano

Arduino Nano, atau papan mikrokontroler serupa, adalah pilihan tepat untuk berinteraksi dengan modul pemindai sidik jari. Papan Arduino Nano yang disertakan dilengkapi dengan pin header, tetapi tidak disolder ke modul. Tinggalkan pin untuk saat ini. Lakukan tes awal modul Arduino Nano ini SEBELUM menyolder pin header Arduino Nano. Yang diperlukan untuk beberapa langkah berikutnya hanyalah kabel microUSB dan Arduino Nano begitu dikeluarkan dari tas.

Arduino Nano adalah papan Arduino mini yang dipasang di permukaan, ramah papan tempat memotong roti, dengan USB terintegrasi. Ini luar biasa berfitur lengkap dan mudah diretas.

Fitur:

• Mikrokontroler: Atmel ATmega328P
• Tegangan: 5V
• Pin I/O Digital: 14 (6 PWM)
• Pin Input Analog: 8
• Arus DC per Pin I/O: 40 mA
• Memori Flash: 32 KB (2KB untuk bootloader)
• SRAM: 2 KB
• EEPROM: 1 KB
• Kecepatan Jam: 16 MHz
• Dimensi: 17mm x 43mm

Varian khusus dari Arduino Nano ini adalah desain Robotdyn hitam. Antarmuka menggunakan port MicroUSB on-board yang kompatibel dengan kabel MicroUSB yang sama yang digunakan dengan banyak ponsel dan tablet.

Arduino Nanos memiliki chip jembatan USB/Serial bawaan. Pada varian khusus ini, chip bridge adalah CH340G. Perhatikan bahwa ada berbagai jenis chip jembatan USB/Serial lain yang digunakan pada berbagai jenis papan Arduino. Chip ini memungkinkan port USB komputer Anda untuk berkomunikasi dengan antarmuka serial pada chip prosesor Arduino.

Sistem operasi komputer memerlukan Device Driver untuk berkomunikasi dengan chip USB/Serial. Pengemudi memungkinkan IDE untuk berkomunikasi dengan papan Arduino. Driver perangkat khusus yang diperlukan tergantung pada versi OS dan juga jenis chip USB/Serial. Untuk chip USB/Serial CH340, ada driver yang tersedia untuk banyak sistem operasi (UNIX, Mac OS X, atau Windows). Pembuat CH340 memasok driver tersebut di sini.

Saat Anda pertama kali mencolokkan Arduino Nano ke port USB komputer Anda, lampu daya hijau akan menyala dan segera setelah itu LED biru akan mulai berkedip perlahan. Ini terjadi karena Nano sudah dimuat sebelumnya dengan program BLINK, yang berjalan di Arduino Nano yang baru.

Langkah 4: Lingkungan Pengembangan Terpadu Arduino (IDE)

Jika Anda belum menginstal Arduino IDE, Anda dapat mengunduhnya dari Arduino.cc

Jika Anda menginginkan informasi pengantar tambahan untuk bekerja di ekosistem Arduino, kami sarankan untuk membaca panduan untuk Lokakarya Pemula HackerBox.

Colokkan Nano ke kabel MicroUSB dan ujung kabel lainnya ke port USB di komputer, luncurkan perangkat lunak Arduino IDE, pilih port USB yang sesuai di IDE di bawah alat> port (kemungkinan nama dengan "wchusb" di dalamnya). Pilih juga "Arduino Nano" di IDE di bawah tools>board.

Terakhir, muat sepotong kode contoh:

File->Contoh->Dasar->Berkedip

Ini sebenarnya adalah kode yang dimuat sebelumnya ke Nano dan harus dijalankan sekarang untuk mengedipkan LED biru secara perlahan. Dengan demikian, jika kita memuat kode contoh ini, tidak ada yang akan berubah. Sebagai gantinya, mari kita ubah kodenya sedikit.

Melihat lebih dekat, Anda dapat melihat bahwa program menyalakan LED, menunggu 1000 milidetik (satu detik), mematikan LED, menunggu satu detik lagi, dan kemudian melakukan semuanya lagi - selamanya.

Ubah kode dengan mengubah kedua pernyataan "delay(1000)" menjadi "delay(100)". Modifikasi ini akan menyebabkan LED berkedip sepuluh kali lebih cepat, bukan?

Mari muat kode yang dimodifikasi ke dalam Nano dengan mengklik tombol UPLOAD (ikon panah) tepat di atas kode yang Anda modifikasi. Perhatikan di bawah kode untuk info status: "mengkompilasi" dan kemudian "mengunggah". Akhirnya, IDE akan menunjukkan "Uploading Complete" dan LED Anda akan berkedip lebih cepat.

Jika demikian, selamat! Anda baru saja meretas bagian pertama dari kode yang disematkan.

Setelah versi fast-blink Anda dimuat dan dijalankan, mengapa tidak melihat apakah Anda dapat mengubah kode lagi untuk menyebabkan LED berkedip cepat dua kali dan kemudian menunggu beberapa detik sebelum mengulanginya? Cobalah! Bagaimana dengan beberapa pola lainnya? Setelah Anda berhasil memvisualisasikan hasil yang diinginkan, mengkodekannya, dan mengamatinya agar berfungsi sesuai rencana, Anda telah mengambil langkah besar untuk menjadi peretas perangkat keras yang kompeten.

Langkah 5: Menyolder Pin Header Arduino Nano

Sekarang komputer pengembangan Anda telah dikonfigurasi untuk memuat kode ke Arduino Nano dan Nano telah diuji, lepaskan kabel USB dari Nano dan bersiaplah untuk menyolder pin header. Jika ini pertama kalinya Anda di klub pertarungan, Anda harus menyolder.

Ada banyak panduan hebat dan video online tentang penyolderan (misalnya). Jika Anda merasa membutuhkan bantuan tambahan, coba cari grup pembuat lokal atau ruang peretas di wilayah Anda. Juga, klub radio amatir selalu merupakan sumber pengalaman elektronik yang sangat baik.

Solder dua header baris tunggal (masing-masing lima belas pin) ke modul Arduino Nano. Konektor ICSP (in-circuit serial programming) enam pin tidak akan digunakan dalam proyek ini, jadi biarkan saja pin tersebut. Setelah penyolderan selesai, periksa dengan cermat jembatan solder dan/atau sambungan solder dingin. Terakhir, sambungkan kembali Arduino Nano ke kabel USB dan pastikan semuanya masih berfungsi dengan baik.

Langkah 6: Modul Sensor Sidik Jari

Modul sensor sidik jari memiliki antarmuka serial sehingga sangat mudah untuk ditambahkan ke proyek Anda. Modul ini telah mengintegrasikan memori FLASH untuk menyimpan sidik jari yang dilatih untuk mengenalinya, sebuah proses yang dikenal sebagai pendaftaran. Cukup sambungkan empat kabel ke mikrokontroler Anda seperti yang ditunjukkan di sini. Perhatikan bahwa VCC adalah 3.3V (bukan 5V).

Adafruit menerbitkan Perpustakaan Arduino yang sangat bagus untuk sensor sidik jari. Perpustakaan menyertakan beberapa sketsa yang berguna. Misalnya, "enroll.ino" mendemonstrasikan cara mendaftarkan (melatih) sidik jari ke dalam modul. Setelah pelatihan, "fingerprint.ino" mendemonstrasikan cara memindai sidik jari dan mencarinya dengan data yang dilatih. Dokumentasi Adafruit untuk perpustakaan dapat ditemukan di sini. Anda bisa mendapatkan pembaca sidik jari tambahan di sana atau melihat beberapa modul bulu.

INTEGRASI

Sensor sidik jari dapat ditambahkan ke berbagai proyek termasuk sistem keamanan, kunci pintu, sistem waktu kehadiran, dan sebagainya. Misalnya, itu membuat peningkatan yang luar biasa ke proyek dari Locksport HackerBox.

Video ini menunjukkan contoh sistem yang bekerja dengan sensor sidik jari.

Langkah 7: Kit LED Pemintal Gelisah

Kit LED berputar menggunakan dua pengontrol PIC Microchip dan 24 LED untuk menampilkan berbagai pola warna-warni. Pola terlihat menggunakan teknik Persistence of Vision (POV). Pola dapat diubah dengan menekan tombol.

Sebelum kita mulai, periksa semua bagian yang tercantum di atas. Mungkin ada beberapa resistor, kapasitor, LED, sekrup, dan potongan akrilik tambahan di dalam kit, jadi jangan biarkan hal itu membingungkan Anda. Bahkan jika kit Anda menyertakan lembar instruksi, instruksi di sini akan terbukti jauh lebih mudah untuk diikuti.

Langkah 8: Fidget Spinner LED Kit - Skema dan PCB

Pertanyaan pertama kami saat melihat skema ini seharusnya: Bagaimana tepatnya Anda menggerakkan 24 LED dengan hanya sepuluh jalur I/O? Sihir? Ya, keajaiban Charlieplexing.

CATATAN ORIENTASI KOMPONEN. Tinjau dengan cermat diagram tanda polaritas PCB. Kedua mikrokontroler harus diputar ke orientasi yang benar. Selain itu, LED terpolarisasi dan perlu diorientasikan dengan benar. Dalam kontrak, resistor dan kapasitor dapat disolder ke segala arah. Tombol hanya cocok di satu arah.

Langkah 9: Fidget Spinner - Dimulai Dengan Solder SMT

PCB fidget spinner kit adalah teknologi pemasangan permukaan (SMT), yang biasanya cukup sulit untuk disolder. Namun, tata letak PCB dan pemilihan komponen membuat kit SMT ini relatif mudah disolder. Jika Anda belum pernah bekerja dengan penyolderan SMT, ada beberapa video demo online yang sangat bagus (misalnya).

MULAI SOLDER: Tombol dan resistor 10K ("103") mungkin adalah tempat termudah untuk memulai karena ada banyak ruang di sekitarnya. Luangkan waktu Anda dan pasang kedua komponen ini pada tempatnya.

Ingatlah bahwa meskipun penyolderan Anda tidak sepenuhnya berhasil, perjalanan di luar zona nyaman Anda saat ini adalah praktik terbaik. Selain itu, kit yang dirakit akan tetap beroperasi sebagai pemintal yang terinspirasi elektronik yang tampak keren meskipun LED tidak berfungsi dengan sempurna.

Langkah 10: Fidget Spinner - Solder Mikrokontroler

Solder kedua mikrokontroler (perhatikan tanda orientasi). Ikuti dengan dua Kapasitor 0.1uF yang berada tepat di sebelah mikrokontroler. Kapasitor tidak terpolarisasi dan dapat diorientasikan dengan cara apa pun.

Langkah 11: Pemintal Gelisah - Solder LED

Ada dua baris LED pada PCB dan dua strip komponen LED. Setiap strip memiliki warna yang berbeda (merah dan hijau), jadi satukan LED dari setiap strip pada baris yang sama pada PCB. Tidak masalah baris mana yang berwarna hijau dan mana yang berwarna merah, tetapi LED berwarna yang sama harus ditempatkan bersama-sama di baris yang sama.

Ada tanda "-" pada setiap bantalan PCB untuk LED. Tanda-tanda ini bergantian sisi saat Anda menyusuri deretan bantalan, yang berarti orientasi LED di baris akan beralih bolak-balik. Tanda hijau di satu sisi setiap LED harus diorientasikan ke arah "-" yang dibuat untuk bantalan LED itu.

Langkah 12: Fidget Spinner - Selesai Solder

Solder enam Resistor 200 Ohm ("201"). Ini tidak terpolarisasi dan dapat diposisikan di kedua arah.

Solder tiga klip baterai sel koin dengan memasukkannya ke bagian bawah PCB dan kemudian menyolder ke dua lubang dari bagian atas papan.

Masukkan tiga sel koin dan tekan tombol untuk menguji LED. Anda tidak akan dapat melihat pola POV saat PCB tidak bergerak tetapi Anda akan melihat kecerahan yang berbeda antara dua tepi LED saat Anda menggilir mode tampilan. Perhatikan bahwa penekanan singkat dan penekanan lama memiliki efek yang berbeda.

Langkah 13: Fidget Spinner - Siapkan Perumahan Akrilik

Lepaskan kertas pelindung dari potongan akrilik.

Letakkan lima potong akrilik dan PCB seperti yang diberi nomor pada gambar. Ini mewakili urutan tumpukan terakhir.

Perhatikan tiga lingkaran kecil di setiap bagian. Balikkan potongan apa pun sampai lingkaran kecil semuanya berorientasi ke arah yang sama.

Mulailah dengan lapisan 2, yang merupakan lapisan dengan lingkaran seukuran sel koin di masing-masing dari tiga lengan.

Tempatkan bantalan di tengah lapisan 2 dan paksa ke dalam lubang besar. Ini akan membutuhkan banyak kekuatan. Cobalah untuk tidak memecahkan akrilik saat melakukan ini. Konon, retakan kecil tunggal di sekitar lubang pemasangan bantalan dapat terbentuk. Ini sangat bisa diterima.

Langkah 14: Fidget Spinner - Perakitan Mekanik

Tumpuk lapisan - 1 sampai 5.

Perhatikan bahwa potongan 4 dan 5 sebenarnya pada lapisan yang sama.

Masukkan tiga skrup kuningan berulir.

Tempatkan lapisan 6 ke tumpukan.

Perhatikan bahwa lapisan 1 dan 6 memiliki lubang yang lebih kecil untuk menahan skrup kuningan pada tempatnya.

Gunakan enam sekrup pendek untuk menempelkan lapisan 1 dan 6 ke skrup kuningan.

Langkah 15: Gelisah Spinner - Pusat Hub

Lepaskan kertas pelindung dari tiga siklus akrilik - dua yang besar dan satu yang kecil.

Pasang sekrup panjang melalui salah satu lingkaran akrilik besar; susun lingkaran akrilik kecil ke sekrup; dan putar coupler kuningan berulir ke sekrup untuk membuat tumpukan seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Masukkan tumpukan melalui hub tengah.

Tangkap tumpukan ke dalam hub dengan menempelkan lingkaran akrilik besar yang tersisa ke sisi yang terbuka menggunakan sekrup panjang.

C'est sirip! Laissez les bon gelisah rouler.

Langkah 16: Digispark dan USB Rubber Ducky

Digispark adalah proyek open source yang awalnya didanai melalui Kickstarter. Ini adalah papan kompatibel Arduino super-miniatur berbasis ATtiny menggunakan Atmel ATtiny85. ATtiny85 adalah mikrokontroler 8 pin yang merupakan sepupu dekat dari chip Arduino khas, ATMega328P. ATtiny85 memiliki sekitar seperempat memori dan hanya enam pin I/O. Namun, dapat diprogram dari Arduino IDE dan masih dapat menjalankan kode Arduino tanpa hambatan.

USB Rubber Ducky adalah alat peretas favorit. Ini adalah perangkat injeksi keystroke yang disamarkan sebagai flash drive generik. Komputer mengenalinya sebagai keyboard biasa dan secara otomatis menerima muatan keystroke yang telah diprogram sebelumnya dengan kecepatan lebih dari 1000 kata per menit. Ikuti tautan untuk mempelajari semua tentang Rubber Duckies dari Hak5 di mana Anda juga dapat membeli real deal. Sementara itu, video tutorial ini menunjukkan cara menggunakan Digispark seperti Bebek Karet. Video tutorial lainnya menunjukkan cara mengonversi Skrip Rubber Ducky agar berjalan di Digispark.

Langkah 17: HackLife

Kami harap Anda menikmati perjalanan bulan ini ke elektronik DIY. Jangkau dan bagikan kesuksesan Anda di komentar di bawah atau di Grup Facebook HackerBoxes. Tentu saja beri tahu kami jika Anda memiliki pertanyaan atau butuh bantuan dengan apa pun.

Bergabunglah dengan pesta. Jalani HackLife. Anda bisa mendapatkan sekotak keren elektronik yang dapat diretas dan proyek teknologi komputer yang dikirimkan langsung ke kotak surat Anda setiap bulan. Cukup jelajahi HackerBoxes.com dan berlangganan layanan HackerBox bulanan.