HackerBox 0034: SubGHz: 15 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Бул айда, HackerBox Хакерлери 1ГГцтен төмөн жыштыкта программалык камсыздоону аныктаган радиону (SDR) жана радио байланышын изилдеп жатышат. Бул Нускамада HackerBox #0034 менен иштөөнү баштоо үчүн маалымат камтылган, аны бул жерден сатып алуулар бүтө электе сатып алса болот. Ошондой эле, эгер сиз ай сайын ушул сыяктуу HackerBoxту почта кутуңузга алууну кааласаңыз, HackerBoxes.com сайтына жазылып, революцияга кошулуңуз!

HackerBox 0034 үчүн темалар жана окуу максаттары:

• SDR радио кабылдагычтарын конфигурациялоо жана колдонуу
• Мобилдик SDR операциялары
• CCStick Sub-GHz Transceiverди чогултуу
• CCStickти Arduino ProMicros аркылуу программалоо
• FM аудио өткөргүчтөрүн жана алуучуларды чогултуу

HackerBoxes - бул DIY электроникасы жана компьютердик технологиялар үчүн ай сайын жазылуу кутучасы кызматы. Биз хоббисттер, жаратуучулар жана эксперименттербиз. Биз кыялдардын кыялкечтерибиз. HACK PLANET!

1 -кадам: HackerBox 0034: кутунун мазмуну

• USB Программалык Аныкталган Радио (SDR) Алуучу
• SDR алуучу үчүн MCX антеннасы
• CCStick басылган эки схемасы
• Антенналары бар эки CC1101 өткөргүчтөрү
• Эки Arduino ProMicros 3.3V 8MHz
• FM аудио өткөргүчтөрү
• FM аудио алгычтар топтому
• MicroUSB кабели
• Эксклюзивдүү радио осциллятор "Герц" пин

Башка пайдалуу нерселер:

• Лампочка, ширетүүчү жана негизги ширетүүчү шаймандар
• Программалык куралдарды иштетүү үчүн компьютер

Баарынан маанилүүсү, сизге укмуштуу окуялар, DIY руху жана хакердик кызыгуу керек болот. Hardcore DIY электроникасы анча маанилүү эмес жана HackerBoxes сугарылбайт. Максат - кемчилик эмес, прогресс. Укмуштуу окуялардан ырахат алганда, жаңы технологияны үйрөнүүдөн жана кээ бир долбоорлорду ишке ашыруудан чоң канааттануу алса болот. Биз ар бир кадамды акырындык менен, майда -чүйдөсүнө чейин ойлонууну сунуштайбыз жана жардам суроодон тартынбаңыз.

HackerBoxes FAQда учурдагы жана келечектеги мүчөлөр үчүн көптөгөн маалымат бар.

2-кадам: Sub-GHz радиосуна кош келиңиз

Cue музыкасы: Radio KAOS

Sub-GHz технологиясы-узак аралыкты жана аз энергия керектөөнү талап кылган зымсыз тиркемелер үчүн идеалдуу тандоо. Тар тилкелүү берүүлөр түйүндөн түйүнгө секирбестен алыскы хабдарга, көбүнчө бир нече чакырым алыстыкка өткөрүп бере алат. Бул узак аралыкка берүү жөндөмү бир нече кымбат баалуу станцияларга же ретрансляторлорго болгон муктаждыкты азайтат. Менчик суб-ГГц протоколдору иштеп чыгуучуларга тармакты ишке ашырууга кошумча чектөөлөрдү киргизе турган стандартка шайкеш келүүнүн ордуна, алардын өзгөчө муктаждыктарына зымсыз чечимин оптималдаштырууга мүмкүндүк берет. Көптөгөн суб-ГГц тармактары менчик протоколдорду колдонушат, бирок бул тармак стандарттарга негизделген, бири-бирине шайкеш системаларды кошуп жатат. Мисалы, IEEE 802.15.4g стандарты дүйнө жүзү боюнча популярдуулукка ээ болууда жана Wi-SUN жана ZigBee сыяктуу ар кандай тармактык альянстар тарабынан кабыл алынууда.

Изилдөө үчүн кээ бир кызыктуу жыштыктар төмөнкүлөрдү камтыйт: 88-108 МГц FM Трансляциясы NOAA Аба ырайы РадиоАфир Трафикти башкаруу 315 МГц Ачкычсыз Кирүү Фоб (көпчүлүк Америкалык Машиналар) 2м Хам Чалуу (SSB: 144.200 МГц, FM: 146.52 МГц) 433 МГц ISM/IoT902-928 MHZ ISM/ IoT

Бул жыштыктарда радио байланыштын ар кандай түрлөрү үчүн ар кандай модуляция схемалары колдонулат. Негиздери менен таанышуу үчүн бир нече мүнөт бөлүңүз.

3 -кадам: Программалык жактан аныкталган радио (SDR) алуучу

Салттуу радио компоненттери (модуляторлор, демодуляторлор жана тюнерлер сыяктуу) аппараттык түзүлүштөрдүн жыйнагы аркылуу ишке ашырылат. Заманбап эсептөө жана аналогдук-санариптик өзгөрткүчтөрдүн (ADCs) пайда болушу анын ордуна көбүнчө программалык камсыздоого негизделген жабдууларга негизделген компоненттерди колдонууга мүмкүнчүлүк берет. Демек, программалык камсыздоо термини радиону (SDR) аныктайт. Компьютерге негизделген SDR арзан, кең диапазондуу радио кабыл алуучуларды ишке ашырууга мүмкүнчүлүк берет.

RTL-SDR-бул компьютерге негизделген радио кабыл алуучу катары түз радио сигналдарды кабыл алуу үчүн колдонула турган USB донгл. Маалыматтын кеңири спектри RTL-SDR технологиясы менен тажрыйба жүргүзүү үчүн жеткиликтүү.

4-кадам: RTL-SDR USB Dongle жабдыктары

RTL2832U-бул USB 2.0 интерфейсин колдогон жогорку өндүрүмдүү DVB-T COFDM демодулятору. RTL2832U 6, 7 жана 8MHz өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен 2K же 8K режимин колдойт. Модуляция параметрлери, мисалы, коддун ылдамдыгы жана коргоочу интервал автоматтык түрдө аныкталат. RTL2832U 28.8МГц кристаллын колдонуп, IF (Intermediate Frequency, 36.125MHz), аз IF (4.57MHz) же Zero-IF өндүрүшүн тюнерлерди колдойт жана FM/DAB/DAB+ Radio колдоосун камтыйт. Өнүккөн ADC (Analog-to-Digital Converter) менен камтылган RTL2832U портативдүү кабыл алууда жогорку туруктуулукка ээ. R820T2 Digital Tuner 24 - 1766 MHz диапазонунда иштөөнү колдойт.

SDR купуясында MCX камчы антеннасы бар түгөйлөргө MCX коаксиалдуу RF киргизүү бар экенин эске алыңыз. Көптөгөн жалпы сигнал булактары жана антенналар SMA коаксиалдуу туташтыргычтарды колдонгондуктан, MCX-SMA кошкучу пайдалуу болушу мүмкүн.

5 -кадам: SDR программасы - GNU радиосу

GNU Radio-бул программалык камсыздоону ишке ашыруу үчүн сигналдарды иштетүүчү блокторду камсыз кылган бекер жана ачык булак программалык камсыздоону иштеп чыгуу инструменти. Бул программалык камсыздоону аныктоочу радиолорду түзүү үчүн жеткиликтүү тышкы RF жабдуулары менен колдонулушу мүмкүн. GNU Radio зымсыз байланыш изилдөө жана реалдуу дүйнөлүк радио системасын колдоо үчүн хобби, академиялык жана соода чөйрөсүндө кеңири колдонулат.

GNU радиосунун көптөгөн даамдары жана ишке ашыруулары бар. GQRX - бул OSX жана Linux колдонуучулары үчүн жакшы вариант.

6 -кадам: Мобилдик SDR

SDR Touch уюлдук телефонуңузду же планшетиңизди жеткиликтүү жана көчмө программалык камсыздоого аныкталган радио сканерге айландыра алат. FM FM радиостанциялары, аба ырайы отчеттору, полиция, өрт өчүрүү кызматы жана тез жардам станциялары, такси кыймылы, учак байланыштары, аналогдук телеберүүлөрдүн аудиосу, HAM радио сүйүүчүлөрү, санариптик берүүлөр жана башка көптөгөн нерселерде түз угуңуз.

SDR USB ключун мобилдик түзмөккө туташтыруу үчүн жолдо (OTG) USB кабели же адаптер талап кылынат. Dongle'ди иштетүү үчүн кошумча (көмөкчү) электр порту бар OTG кабели талап кылынышы мүмкүн. Кошумча кубат портуна карабастан, бул жакшы идея болушу мүмкүн, анткени SDR Touch сыяктуу колдонмо мобилдик түзмөктөрдүн батарейкаларын бат эле сарптайт.

7 -кадам: Микрофон өткөргүчтөрү

Бул ширетүүчү комплект жөнөкөй үч транзисторлуу модуляциялоочу (FM) аудио өткөргүч. FM радиосуна бөлүнгөн 80МГц-108МГц жыштык диапазонунда иштейт. Бергичтин жумушчу чыңалуусу 1,5В-9В болуп саналат жана берилген энергияга, антеннанын конфигурациясына, тюнингине жана айланадагы электромагниттик факторлорго жараша 100 метрден ашык өткөрөт.

Комплектинин курамы:

• ПХБ
• БИР 500KOhm Trimmer Pot
• ЭКИ NPN 9018 транзистору
• ONE NPN 9014 транзистору
• БИР 4.5 кезек индуктору (4T5)
• ЭКИ 5.5 кезеги индукторлор (5T5)
• ONE Electret микрофону
• ONE 1M каршылыгы (BrownBlackGreen)
• ЭКИ 22K каршылыгы (RedRedOrange)
• FOUR 33ohm резисторлору (OrangeOrangeBlack)
• ҮЧ 2.2K (2K2) каршылыгы (RedRedRed)
• ONE 33uF электролиттик капкак
• FOUR 30pF керамикалык конденсаторлор "30"
• Төрт 100nF керамикалык конденсаторлор "104"
• БИР 10nF керамикалык конденсатор "103"
• ЭКИ 680pF керамикалык конденсатор "681"
• ЭКИ 10pF керамикалык конденсатор "10"
• Антенна зымы
• 9V Батарейка Клипи
• Header Pins (2 жана 3 казыкка чейин тыныгуу)

Үч транзистор, микрофон жана бир электролиттик конденсатор PCB жибек экранында көрсөтүлгөндөй багытталууга тийиш экендигин эске алыңыз. Индукторлор жана керамикалык конденсаторлор поляризацияланган эмес. Маанилер жана түрлөр бири -бирин алмаштыра албаса да, ар бирин каалаган багытка киргизсе болот.

Эгерде сиз ширетүүнү жаңы үйрөнсөңүз: Интернетте ширетүү жөнүндө көптөгөн сонун гиддер жана видеолор бар. Бул жерде бир мисал. Эгер сиз кошумча жардамга муктаж экениңизди сезсеңиз, сиздин аймакта жергиликтүү жаратуучулардын тобун же хакердик мейкиндикти табууга аракет кылыңыз. Ошондой эле, ышкыбоздук радио клубдар ар дайым электроника тажрыйбасынын мыкты булактары болуп саналат.

8 -кадам: Микрофон өткөргүчүнүн дизайны

Кирүүчү аудио сигналды борттогу электролет микрофону чогултушу мүмкүн же башка электр булагынан кирүүчү баштыктын казыктарына берилиши мүмкүн. Микрофонду ПКБга туташуу үчүн башка компоненттерден зым же кыркылган учтар аркылуу узартууга болот. Микрофондун сырткы корпусуна туташкан микрофон коргошуну сүрөттө көрсөтүлгөндөй терс коргошун болуп саналат.

Q1 транзисторунда жыштык модуляциясы ташуучу осциллятордун жыштыгы аудио сигнал менен өзгөртүлгөндө ишке ашат. Триммер потенциометр аудио сигналдын кирүү өчүүсүн тууралоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Аудио сигнал C2 аркылуу Q1 транзисторунун базасына кошулат.

Транзистор Q2 (R7, R8, C4, C5, L1, C8 жана C7 менен бирге) жогорку жыштыктагы осцилляторду камсыз кылат. C8 - кайтарым байланыш конденсатору. C7-бул DC тосмолоочу конденсатор. C5 жана L1 осциллятор үчүн резонанстуу танкты камсыз кылат. C5 жана/же L1 маанилерин өзгөртүү берүү жыштыгын өзгөртөт. Баштапкы жыйындан кийин, демейки берүү жыштыгы болжол менен 83МГц болот. L1 катушкасынын бурулуштарын акырын жайып коюу L1 индукторунун маанисин өзгөртөт жана ошого жараша берүү жыштыгын жылдырат. Жыштыкты 88 МГц-108 МГцтин тегерегинде кармоо сигналды каалаган FM радиосунун, анын ичинде SDR кабыл алгычтын жардамы менен кабыл алууга мүмкүндүк берет.

Транзистор Q3 (R9, R10, L2, C10 жана C1 менен бирге) жогорку жыштыктагы күчөткүч схемасын түзөт. Модуляцияланган сигнал C6 конденсатору аркылуу күчөткүч схемага кошулат. C10 жана L2 күчөтүүчү тюнинг танк түзөт. Максималдуу чыгаруу кубаттуулугу C10 жана L2дин күчөткүчтөрү C5 жана L1дин ташуучу осциллятору сыяктуу бир жыштыкка тууралангандан кийин жетишилет.

Акыр -аягы, C12 жана L3 күчөтүлгөн сигнал радио жыштык электромагниттик толкундар катары берүү үчүн зым антеннага айдалган жерде антенна бурулушун камсыз кылат.

9 -кадам: Frequency Modulation (FM) Receiver Kit

Бул FM кабылдагыч комплект HEX3653 чипине негизделген, ал өтө интеграцияланган FM Демодулятору.

Комплект төмөнкүлөрдү камтыйт:

• ПХБ
• U1 HEX3653 Chip SMD 16pin
• Q1 SS8050 NPN транзистору
• L1 индуктор 100uH
• Y1 32.768KHz Кристалл
• R1, R2, R3, R4 резисторлору 10KOhm
• C1, C2 электролитикалык конденсаторлор 100uF
• C3, C5 керамикалык конденсаторлор (104) 0.1uF
• C4 керамикалык конденсатор (33) 33pF
• D1, D2 1N4148 Диоддор
• Сары LED
• Аудио телефон уячасы 3,5 мм
• Jumper менен төрт-пин баш
• Беш мүнөттүк баскычтар
• Кош AA батарея кармагычы

HEX3653 алуучу чипи FM уктуруу радиосуна бөлүнгөн 76 МГц-108 МГц жыштык диапазонунда иштейт.

Комплексте беш баскыч бар:

• Жыштыкты жөндөө (SEEK +, SEEK-)
• Үндү көзөмөлдөө (VOL +, VOL-)
• Кубат (PW)

Райондо 1,8-3,6В жумушчу чыңалуусу бар, ал эки 1,5В ячейкалар менен оңой камсыздалат.

10 -кадам: HEX3653 FM кабыл алуучу комплектинин дизайны

Антенна киргизүү үчүн эки вариант бар.

ПХБдагы "А" жаздыкчасына зым тиркелиши мүмкүн же гарнитуранын зымынын экраны антенна катары кызмат кыла алат.

Төрт пиндүү баштык антенна которгуч катары кызмат кылат (ASW деп белгиленген). ASWге кыска секиргичтин жайгашуусу эки антенна кирүүсүнүн ортосунда тандалат. 1 жана 2 -кыскарткычтар HEX3653 чипинин төртөөнү туташтыруу үчүн тышкы антенна "А" сигналын жөнөтөт. Же болбосо, 2 жана 3 кыскартуучу казыктар HEX3653 чипинин төртөөнө кулакчындын уячасынын калкан пинин алып барат.

HEX3653 чиптин төртүнчү түйүнү - радио жыштыктын (RF) кабыл алуучу чипине кириши. Тандалган RF сигналы алгач чыпкасы катары иштеген L1 жана C4 аркылуу өтөт. Андан кийин ашыкча киргизүү чыңалуусун чектөө үчүн эки диод колдонулат.

Беш пиндүү баш (В деп белгиленген) кабыл алуучу модулду башка системага бириктирүүгө мүмкүндүк берет. Электр менен камсыздоо үчүн эки казык бар (+V, жер) жана үчөө аудио чыгаруу үчүн (оң, сол, жер).

11 -кадам: HEX3653 FM алуучу комплектин чогултуу

Үч керамикалык конденсатор жана кристалл поляризацияланган эмес жана каалаган багытта киргизилиши мүмкүн. Алар бири -бирин алмаштыра алышпайт, бирок алардын ар бири өз багыты боюнча айландырылышы мүмкүн. Башка бардык компоненттер PCB жибек экранында көрсөтүлгөн багытка ылайык орнотулушу керек. Адаттагыдай эле, SMD чипинен баштоо эң жакшы, анан ПХБнын борборунан четине карай иштеген эң кичине/эң кыска компоненттерге өтүү. Акыркы жолу аталыштарды, аудио уячасын жана батарея кармагычты тиркеңиз.

12 -кадам: CCStick

CCStick-бул Arduino ProMicro менен туташкан Texas Instruments CC1101 суб-ГГц радио кабыл алуучу модулу. Эки CCStick комплект HackerBox #0034кө байланыш шилтемесинин эки акыркы чекити катары же башка байланыш конфигурациясында киргизилген.

Texas Instruments CC1101 (маалымат жадыбалы)-бул өтө аз кубаттуу зымсыз тиркемелер үчүн иштелип чыккан, баасы төмөн болгон ГГц трансивери. Район негизинен 315, 433, 868 жана 915 МГц өндүрүштүк, илимий жана медициналык (ISM) жана кыска диапазондуу түзүлүштөрдүн (SRD) жыштык диапазондоруна арналган, бирок 300- ж. 348 МГц, 387-464 МГц жана 779-928 МГц диапазондору. RF transceiver абдан конфигурацияланган базалык тилкелүү модем менен бириктирилген. Модем ар кандай модуляция форматтарын колдойт жана 600 кбит / с чейин конфигурацияланган маалымат ылдамдыгына ээ.

13 -кадам: Arduino ProMicro 3.3V 8MHz

Arduino ProMicro USB интерфейси бар ATmega32U4 микроконтроллерине негизделген. Бул FTDI, PL2303, CH340 же башка чип сиздин компьютер менен Arduino микроконтроллеринин ортосунда ортомчу катары иштебейт дегенди билдирет.

Биз адегенде казыктарды ордуна туташтырбастан Pro Microду сынап көрүүнү сунуштайбыз. Негизги конфигурацияны жана тестирлөөнү башкы казыктарды колдонбостон жасай аласыз. Ошондой эле, модулда ширетүүнү кечеңдетүү, эгер сиз кандайдыр бир кыйынчылыктарга туш болсоңуз, мүчүлүштүктөрдү оңдоого азыраак өзгөрмө берет.

Эгерде сиздин компьютериңизде Arduino IDE орнотулбаса, arduino.cc IDE формасын жүктөп алуу менен баштаңыз. ЭСКЕРТҮҮ: Pro Microду программалоодон мурун 3.3V версиясын шаймандар> процессордун алдында тандап алыңыз. 5V үчүн бул топтомго ээ болуу бир жолу иштейт, андан кийин түзмөк төмөндө талкууланган колдонмодогу "Жүктөөчүгө калыбына келтирүү" көрсөтмөлөрүн аткармайынча, сиздин компьютериңизге эч качан кошулбайт окшойт, бул бир аз татаал болушу мүмкүн.

Sparkfun мыкты Pro Micro Hookup Guide бар. Hookup Guide Pro Micro тактасынын деталдуу серепин, андан кийин "Орнотуу: Windows" бөлүмүн жана "Орнотуу: Mac & Linux" бөлүмүн камтыйт. Сиздин Arduino IDE Pro Micro колдоого конфигурацияланган болушу үчүн, орнотуу нускамаларынын тиешелүү версиясындагы көрсөтмөлөрдү аткарыңыз. Биз адатта Arduino тактасы менен иштей баштайбыз жана стандарттык эскиз эскизин жүктөө жана/же өзгөртүү аркылуу. Бирок, Pro Micro кадимки светодиодду 13 -графага кошпойт. Бактыга жараша, биз RX/TX светодиоддорун башкара алабыз жана Sparkfun кантип көрсөтүш үчүн тыкан кичинекей эскизди берген. Бул Hookup Guideнын "Мисал 1: Көз ирмемдер!" Деп аталган бөлүмүндө. Бул Blinkiesти түзүп жана жүктөп алаарыңызды ырастаңыз! өтүүдөн мурун мисал.

14 -кадам: Дизайн жана CCStickтин иштеши

CC1101 модулу жана Arduino ProMicro CCStick ПКБнын жибектей жагына киргизилет. Башкача айтканда, эки кичинекей модуль кызыл түстүү ПХБнын капталында, анын үстүндө ак боек бар, ал эми төөнөгүчтөр ак боек жок тараптан чыгып турат. Ак боек PCB silkscreen деп аталат.

Кызыл ПКБдагы издер CC1101 модулу менен Arduino ProMicro'ду төмөнкүдөй туташтырат:

CC1101 Arduino ProMicro ------ ---------------- GND GND VCC VCC (3.3V) MOSI MOSI (16) MISO MISO (14) SCK SCLK (15) GD02 A0 (18) GD00 A1 (19) CSN A10 (10)

CC1101 үчүн тез баштоо - Elechouse китепканасын колдонуу. Китепкананы ошол беттеги "кодду алуу" шилтемесин басып жүктөп алыңыз.

CC1101 үчүн папканы Arduino Libraries папкаңызда түзүңүз. Ошол папкага эки ELECHOUSE_CC1101 файлын (.cpp жана.h) кой. Ошондой эле ошол папканын ичинде мисалдар папкасын түзүңүз жана үч демо/мисал папкасын ошол жерге коюңуз.

ELECHOUSE_CC1101.h файлындагы пиндердин аныктамаларын жаңыртыңыз:

#аныктоо SCK_PIN 15 #аныктоо MISO_PIN 14 #аныктоо MOSI_PIN 16 #аныктоо SS_PIN 10 #аныктоо GDO0 19 #аныктоо GDO2 18

Андан кийин CC1101_RX мисал файлын бир CCStickке жана CC1101_TX мисал файлын экинчи CCStickке коюңуз.

CC1101 transceiver үчүн башка кызыктуу ресурстар жана долбоорлор бар, анын ичинде төмөнкү мисал:

TomXue Arduino CC1101 Arduino LibrarySmartRF StudioElectrodragon CC1101 ProjectCUL ProjectCCManager ProjectDIY nanoCULБашка CC1101 микроконтроллерди орнотуу

INTERRUPTS КОЛДОНУУ ТУРАЛУУ ЭСКЕРТҮҮ:

CC1101_RXinterruprt мисалынын Elechouse үлгүсүн алуу үчүн, CCStick ПКБнын ылдый жагындагы Arduino ProMicro'дун эки казыгын туташтырыңыз. Бул 7 жана 19 (A1) казыктары, GDO0 трансиверин микроконтроллердин 7 пинине туташтырат, бул тышкы үзгүлтүк казыктарынын бири. Кийинки, пиндин бирин жаңыртыңыз, жогоруда талкууланган сызыктарды "#define GDO0 7 // жана 19" кылып жаңыртыңыз, анткени GDO0 азыр 19 -пинден 7 -пинге чейин секирип жатат. Кийинки, CC1101_RXinterruprt файлында, линияны чакыруу функциясын табыңыз attachInterrupt () жана биринчи параметрди (үзүлүү номери) "0" ден "4" ге өзгөртүү. Бул ProMicro'дун 7 -пин 4 -үзүлүү менен байланыштуу болгондуктан жасалат.

15 -кадам: ПЛАНЕТАГА HACK

Эгерде сиз бул Нускаманы жактырсаңыз жана ай сайын почтаңыздын кутусуна хакердик электроника менен компьютердик технологиялардын сонун кутусун түшүрүүнү кааласаңыз, анда HackerBoxes.com сайтына кирип, биздин айлык сюрприз кутучаны алуу үчүн жазылыңыз.

Төмөндөгү комментарийлерде же HackerBoxes Facebook баракчасында ийгиликке жетиңиз. Албетте, эгерде сизде кандайдыр бир суроолор болсо же кандайдыр бир нерсеге жардам керек болсо, бизге кабарлаңыз. HackerBoxesтун бир бөлүгү болгонуңуз үчүн рахмат!