Cover | 1 |
Titel | 3 |
Impressum | 4 |
Inhaltsverzeichnis | 7 |
Danksagungen | 17 |
Einführung | 19 |
Kapitel 1: Erste Schritte | 23 |
1.1 Bezugsquellen | 23 |
1.1.1 Beschaffung von Bauteilen | 23 |
1.1.2 Geräte zum Hacken | 24 |
1.1.3 Die wichtigsten Werkzeuge | 25 |
1.2 Abisolieren eines Kabels | 27 |
1.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 27 |
1.3 Kabelverbindung durch Verdrillen | 30 |
1.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 30 |
1.4 Kabelverbindung durch Löten | 31 |
1.4.1 Schutzvorkehrungen | 31 |
1.4.2 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 32 |
1.4.3 Löten | 32 |
1.4.4 Kabel verbinden | 33 |
1.5 Durchgangsprüfung | 34 |
1.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 34 |
1.6 Computerlüfter als Lötrauchabsauger | 36 |
1.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 37 |
1.6.2 Aufbau | 37 |
1.7 Zusammenfassung | 41 |
Kapitel 2: Theorie und Praxis | 43 |
2.1 Zusammenstellen einer Ausrüstung für Einsteiger | 43 |
2.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 43 |
2.2 Identifizieren elektronischer Bauteile | 44 |
2.2.1 Widerstände | 44 |
2.2.2 Kondensatoren | 46 |
2.2.3 Dioden | 48 |
2.2.4 LEDs | 48 |
2.2.5 Transistoren | 50 |
2.2.6 Integrierte Schaltkreise (ICs) | 50 |
2.2.7 Sonstiges | 51 |
2.2.8 SMD-Bauteile | 51 |
2.3 Strom, Widerstand und Spannung | 52 |
2.3.1 Strom | 52 |
2.3.2 Widerstand | 53 |
2.3.3 Spannung | 54 |
2.3.4 Das ohmsche Gesetz | 54 |
2.4 Leistung | 55 |
2.5 Lesen eines Schaltplans | 57 |
2.5.1 Erste Regel für Schaltpläne: Positive Spannungen gehören nach oben | 58 |
2.5.2 Zweite Regel für Schaltpläne: Ablauf von links nach rechts | 58 |
2.5.3 Bezeichnungen und Werte | 58 |
2.5.4 Schaltzeichen | 59 |
2.6 Zusammenfassung | 60 |
Kapitel 3: Einfache Hacks | 61 |
3.1 Erhitzen eines Widerstands | 61 |
3.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 61 |
3.1.2 Das Experiment | 61 |
3.2 Verwenden von Widerständen zur Spannungsteilung | 63 |
3.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 63 |
3.3 Umwandeln eines Widerstandswerts in eine Spannung (und Bau eines Belichtungsmessers) | 66 |
3.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 66 |
3.4 Mobile Kleinleuchte mit Dämmerungsschalter | 68 |
3.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 69 |
3.4.2 Steckplatine | 70 |
3.4.3 Schaltungsaufbau | 72 |
3.5 Auswahl eines Bipolartransistors | 76 |
3.5.1 Datenblätter | 76 |
3.5.2 MOSFETs | 78 |
3.5.3 PNP- und N-Kanal-Transistoren | 78 |
3.5.4 Gebräuchliche Transistoren | 79 |
3.6 Steuern eines Motors per Leistungs-MOSFET | 80 |
3.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 80 |
3.6.2 Steckplatine | 81 |
3.7 Auswahl eines geeigneten Schalters | 82 |
3.7.1 Taster | 83 |
3.7.2 Mikroschalter | 84 |
3.7.3 Wechselschalter | 85 |
3.8 Zusammenfassung | 86 |
Kapitel 4: LEDs | 87 |
4.1 LEDs vor dem Durchbrennen schützen | 87 |
4.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 88 |
4.1.2 Dioden | 88 |
4.1.3 LEDs | 88 |
4.1.4 Testen | 90 |
4.2 Auswahl einer geeigneten LED | 91 |
4.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 92 |
4.2.2 Helligkeit und Öffnungswinkel | 92 |
4.2.3 Mehrfarbige LEDs | 92 |
4.2.4 Infrarot- und Ultraviolett-LEDs | 94 |
4.2.5 LEDs zur Beleuchtung verwenden | 95 |
4.3 Konstantstromquelle mit dem LM317 | 95 |
4.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 96 |
4.3.2 Schaltungsentwurf | 96 |
4.3.3 Steckplatine | 97 |
4.3.4 Schaltungsaufbau | 99 |
4.4 Flussspannung einer LED messen | 100 |
4.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 101 |
4.5 Verwenden vieler LEDs | 101 |
4.6 LEDs blinken lassen | 103 |
4.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 103 |
4.6.2 Steckplatine | 103 |
4.7 Verwenden einer Lötstreifenrasterplatine zum Aufbau des LED-Blinkers | 105 |
4.7.1 Entwurf des Schaltungsaufbaus | 106 |
4.7.2 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 108 |
4.7.3 Schaltungsaufbau | 108 |
4.7.4 Fehlerbehebung | 113 |
4.8 Verwendung eines Laserdioden-Moduls | 113 |
4.9 Hacken eines Spielzeugautos | 114 |
4.9.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 114 |
4.9.2 Ladung eines Kondensators | 115 |
4.9.3 Schaltungsentwurf | 116 |
4.9.4 Schaltungsaufbau | 117 |
4.9.5 Testen | 118 |
4.10 Zusammenfassung | 118 |
Kapitel 5: Batterien und Stromversorgung | 119 |
5.1 Auswahl einer geeigneten Batterie | 119 |
5.1.1 Speicherkapazität | 119 |
5.1.2 Maximale Entladungsrate | 120 |
5.1.3 Einwegbatterien | 120 |
5.1.4 Akkus | 123 |
5.2 Laden von Batterien und Akkus | 125 |
5.2.1 C | 125 |
5.2.2 Überladung | 125 |
5.2.3 Tiefentladung | 126 |
5.2.4 Lebensdauer | 126 |
5.3 Laden eines NiMH-Akkus | 126 |
5.3.1 Normales Laden | 126 |
5.3.2 Schnelles Laden | 127 |
5.4 Laden eines verschlossenen Bleiakkus | 128 |
5.4.1 Laden mit regelbarem Labornetzgerät | 128 |
5.5 Laden eines LiPo-Akkus | 129 |
5.6 Hacken eines Mobiltelefonakkus | 130 |
5.7 Spannungsregelung | 131 |
5.7.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 133 |
5.7.2 Steckplatine | 133 |
5.8 Spannungsverstärkung | 134 |
5.9 Berechnung der Laufzeit | 135 |
5.10 Notstromversorgung | 136 |
5.10.1 Dioden | 136 |
5.10.2 Ladungserhaltung | 138 |
5.11 Solarzellen | 139 |
5.11.1 Überprüfen eines Solar-Moduls | 140 |
5.11.2 Ladungserhaltung via Solar-Modul | 141 |
5.11.3 Minimierung des Energieverbrauchs | 142 |
5.12 Zusammenfassung | 142 |
Kapitel 6: Arduino-Hacks | 143 |
6.1 Anschluss des Arduinos und eine blinkende LED | 144 |
6.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 144 |
6.1.2 Arduino anschließen | 144 |
6.1.3 Sketch zum Blinken der LED ändern | 148 |
6.2 Relaissteuerung per Arduino | 150 |
6.2.1 Relais | 150 |
6.2.2 Arduino-Ausgänge | 151 |
6.2.3 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 152 |
6.2.4 Schaltungsaufbau | 153 |
6.2.5 Software | 154 |
6.3 Umbau eines elektronischen Spielzeugs | 155 |
6.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 155 |
6.3.2 Schaltungsaufbau | 156 |
6.3.3 Der serielle Monitor | 158 |
6.3.4 Software | 158 |
6.4 Spannungsmessung mit dem Arduino | 159 |
6.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 160 |
6.4.2 Schaltungsaufbau | 160 |
6.4.3 Software | 161 |
6.5 LED-Ansteuerung per Arduino | 162 |
6.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 163 |
6.5.2 Schaltungsaufbau | 163 |
6.5.3 Software (Blinken) | 164 |
6.5.4 Software (Helligkeit) | 166 |
6.6 Tonwiedergabe mit dem Arduino | 166 |
6.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 167 |
6.6.2 Schaltungsaufbau | 167 |
6.6.3 Software | 168 |
6.7 Arduino-Shields | 169 |
6.8 Relaissteuerung über eine Webseite | 170 |
6.8.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 171 |
6.8.2 Schaltungsaufbau | 171 |
6.8.3 Netzwerkkonfiguration | 172 |
6.8.4 Testen | 174 |
6.8.5 Software | 174 |
6.9 Steuern eines LCD-Shields per Arduino | 178 |
6.9.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 179 |
6.9.2 Schaltungsaufbau | 179 |
6.9.3 Software | 179 |
6.10 Steuern eines Servos mit dem Arduino | 181 |
6.10.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 181 |
6.10.2 Schaltungsaufbau | 182 |
6.10.3 Software | 182 |
6.10.4 Charlieplexen von LEDs | 183 |
6.10.5 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 185 |
6.10.6 Schaltungsaufbau | 185 |
6.10.7 Software | 186 |
6.11 Automatische Kennworteingabe | 188 |
6.11.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 188 |
6.11.2 Schaltungsaufbau | 189 |
6.11.3 Software | 189 |
6.12 Zusammenfassung | 190 |
Kapitel 7: Modul-Hacks | 191 |
7.1 Bewegungsmelder | 191 |
7.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge (PIR und LED) | 192 |
7.1.2 Steckplatine | 192 |
7.1.3 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge (PIR und Arduino) | 194 |
7.1.4 Schaltungsaufbau | 194 |
7.1.5 Software | 195 |
7.2 Entfernungsmessung per Ultraschall | 196 |
7.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge (PIR und Arduino) | 197 |
7.2.2 Der Entfernungsmesser HC-SR04 | 197 |
7.2.3 Der Entfernungsmesser MaxBotix LV-EZ1 | 200 |
7.3 Funkfernsteuerungen | 202 |
7.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 203 |
7.3.2 Steckplatine | 203 |
7.4 Funkfernsteuerung und Arduino | 204 |
7.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 205 |
7.4.2 Software | 205 |
7.5 Drehzahlregelung per Leistungs-MOSFET | 206 |
7.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 207 |
7.5.2 Steckplatine | 207 |
7.5.3 Software | 209 |
7.6 Steuerung eines Gleichstrommotors mit einem H-Brücken-Modul | 210 |
7.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 213 |
7.6.2 Steckplatine | 214 |
7.7 Steuerung eines Schrittmotors mit einem H-Brücken-Modul | 216 |
7.7.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 218 |
7.7.2 Schaltungsaufbau | 219 |
7.7.3 Software | 219 |
7.8 Ein einfaches Roboterfahrzeug | 221 |
7.8.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 222 |
7.8.2 Schaltungsaufbau | 223 |
7.8.3 Testen | 225 |
7.8.4 Software | 226 |
7.9 Siebensegmentanzeigen | 227 |
7.9.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 229 |
7.9.2 Schaltungsaufbau | 230 |
7.9.3 Software | 231 |
7.10 Echtzeituhr | 232 |
7.10.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 233 |
7.10.2 Schaltungsaufbau | 234 |
7.10.3 Software | 235 |
7.11 Zusammenfassung | 236 |
Kapitel 8: Sensor-Hacks | 237 |
8.1 Gasmelder | 237 |
8.1.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 237 |
8.1.2 Der Komparator LM311 | 238 |
8.1.3 Steckplatine | 240 |
8.1.4 Anschluss des Methangas-Sensors am Arduino | 241 |
8.2 Farbmessung | 242 |
8.2.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 243 |
8.2.2 Schaltungsaufbau | 244 |
8.2.3 Software | 245 |
8.3 Vibrationsmessung | 247 |
8.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 248 |
8.3.2 Schaltungsaufbau | 248 |
8.3.3 Software | 248 |
8.4 Temperaturmessung | 250 |
8.4.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 250 |
8.4.2 Schaltungsaufbau | 250 |
8.4.3 Software | 251 |
8.5 Beschleunigungsmessung | 252 |
8.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 254 |
8.5.2 Schaltungsaufbau | 254 |
8.5.3 Software | 255 |
8.6 Magnetfelder messen | 257 |
8.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 257 |
8.6.2 Schaltungsaufbau | 257 |
8.6.3 Software | 258 |
8.7 Zusammenfassung | 259 |
Kapitel 9: Audio-Hacks | 261 |
9.1 Audiokabel | 261 |
9.1.1 Allgemeines | 262 |
9.1.2 Löten an Audiosteckern | 262 |
9.1.3 Stereosignal zu Mono konvertieren | 264 |
9.2 Mikrofon-Module | 265 |
9.3 UKW-Abhörwanze | 268 |
9.3.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 269 |
9.3.2 Schaltungsaufbau | 269 |
9.3.3 Testen | 271 |
9.4 Auswahl von Lautsprechern | 272 |
9.5 1-Watt-Audioverstärker | 273 |
9.5.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 275 |
9.5.2 Schaltungsaufbau | 275 |
9.5.3 Testen | 276 |
9.6 Tonerzeugung mit dem Timer-Baustein 555 | 277 |
9.6.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 278 |
9.6.2 Schaltungsaufbau | 278 |
9.7 Steuerung elektronischer Musikinstrumente via USB | 279 |
9.7.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 280 |
9.7.2 Schaltungsaufbau | 280 |
9.7.3 Software | 280 |
9.8 Aussteuerungsmessung per Software | 282 |
9.8.1 Erforderliche Bauteile und Werkzeuge | 283 |
9.8.2 Schaltungsaufbau | 283 |
9.8.3 Software | 283 |
9.9 Zusammenfassung | 284 |
Kapitel 10: Elektronische Geräte öffnen und reparieren | 285 |
10.1 Vermeidung von Stromschlägen | 285 |
10.2 Auseinandernehmen und Wiederzusammenbauen von Geräten | 286 |
10.3 Überprüfen von Sicherungen | 287 |
10.4 Überprüfen von Batterien | 289 |
10.5 Überprüfen einer Heizspirale | 289 |
10.6 Aufspüren und Ersetzen defekter Bauteile | 290 |
10.6.1 Überprüfen von Bauteilen | 290 |
10.6.2 Entlöten | 290 |
10.6.3 Bauteile ersetzen | 291 |
10.7 Ausbau noch brauchbarer Bauteile | 292 |
10.8 Wiederverwendung eines Mobiltelefonladegeräts | 293 |
10.9 Zusammenfassung | 294 |
Kapitel 11: Werkzeuge | 295 |
11.1 Verwendung eines Multimeters | 295 |
11.1.1 Durchgangsprüfer und Diodentest | 295 |
11.1.2 Widerstand | 296 |
11.1.3 Kapazität | 297 |
11.1.4 Temperatur | 297 |
11.1.5 Wechselspannung | 298 |
11.1.6 Gleichspannung | 299 |
11.1.7 Gleichstrom | 299 |
11.1.8 Wechselstrom | 300 |
11.1.9 Frequenz | 300 |
11.2 Überprüfen eines Transistors mit dem Multimeter | 300 |
11.3 Regelbare Labornetzgeräte | 301 |
11.4 Kurz vorgestellt: Das Oszilloskop | 303 |
11.5 Software | 304 |
11.5.1 Simulation | 304 |
11.5.2 Fritzing | 305 |
11.5.3 EAGLE | 305 |
11.5.4 Online-Rechner | 306 |
11.5.5 Widerstandsrechner | 306 |
11.6 Zusammenfassung | 307 |
Anhang A: Bauteile | 309 |
A.1 Werkzeug | 310 |
A.2 Elektronische Bauteile | 311 |
A.3 Einsteigersortimente | 311 |
A.4 Widerstände | 311 |
A.5 Kondensatoren | 312 |
A.6 Halbleiter-Bausteine | 312 |
A.7 Sonstige Komponenten | 313 |
A.8 Module | 315 |
Anhang B: Über den Autor | 317 |
Stichwortverzeichnis | 319 |