Kleinstspannungs-Elektrogeräte hacken und überPC, Smartphone/Tablet oder über das Internet (Internet der Dinge) steuern
Direkt mit dem Hacken beginnen: Zwei Funksteckdosen im Kit enthalten
Massenmarkt-Geräte auslesen und steuern,z.B. Rauchmelder, Funkfernbedienungen, Garagentore und Türklingel.
Interaktion über USB, WLAN und Ethernet möglich.
Das Starterkit: Hardware Hacking ermöglicht es Kleinstspannungs-Elektrogeräte zu hacken und so mit Tinkerforge Modulen zu verbinden. Jeder (Embedded-)PC und jedes Smartphone/Tablet kann genutzt werden um mit den gehackten Geräten zu interagieren. Interaktion ist über USB sowie über WLAN mit Hilfe der WIFI Extension möglich. Auch eine Ethernet Schnittstelle kann mit der Ethernet Extension hinzugefügt werden.
Zwei Funksteckdosen sind in diesem Kit enthalten, so dass direkt mit dem Hacken begonnen werden kann. Eine Schritt-für-Schritt Anleitung erklärt wie diese gehackt werden können (Lötkolben, Lötzinn und Schraubendreher benötigt).
Es gibt zwei Gruppen von Anwendungen für dieses Kit: Steuern und Auslesen. Für Steuerungsanwendungen wird ein Industrial Quad Relay Bricklet mitgeliefert. Dieses besteht aus vier schaltbaren Solid-State-Relais. Für Ausleseanwendungen wird ein Industrial Digital In 4 Bricklet mitgeliefert. Dieses kann vier digitale Signale mit Spannungen bis zu 36V galvanisch getrennt auslesen.
Dokumentierte Beispielanwendungen sind:
- Rauchmelderalarm zum PC weiterleiten
- Steckdosen über den PC uns über Smartphone/Tablet fernsteuern (Android, Windows Phone und iOS)
- Garagentore über ein Smartphone/Tablet (Android, Windows Phone und iOS) öffnen und schließen
- Türklingel zum PC weiterleiten
Eine Vielzahl weiterer Anwendungen sind möglich. Alles was über eine Fernbedienung gesteuert wird oder digitale Signale ausgibt kann mit diesem Kit kinderleicht gehackt werden. Die dokumentierten Beispiele sollten ausreichen um auch ohne Vorkenntnisse jedes Elektrogerät in dieser Kategorie zu hacken.
Die Programmierung kann über alle verfügbaren Bindings (C/C++, C#, Delphi/Lazarus, Java, JavaScript, LabVIEW, Mathematica, MATLAB/Octave, Perl, PHP, Python, Ruby, Shell, Visual Basic .NET) stattfinden. Beispielimplementierungen für viele Programmiersprachen und Demo-Anwendungen erleichtern den Einstieg in die Programmierung mit Tinkerforge.
Benötigte Werkzeuge
- Lötkolben
- Lötzinn
- Schraubendreher (um Gehäuse zu öffnen etc.)
Firmware aktualisieren und erste Tests
Im ersten Schritt sollten die Bricks und Bricklets ausprobiert und die Firmwares ggf. aktualisiert werden.
Dazu müssen der Brick Daemon und der Brick Viewer installiert werden. Schließe beide Bricklets an den Master Brick an und verbinde es per USB mit dem PC. Anschließend kann über den Brick Viewer bestimmt werden, ob alle Firmwares aktuell sind. Falls nicht, so sollten diese aktualisiert werden
Danach sollten mit dem Brick Viewer alle Bricks und Bricklets überprüft werden. Dazu klickt man am besten durch die verschiedenen Tabs und überprüft, dass der Master Brick und die Bricklets korrekt angezeigt werden.
Funktionsweise
Es gibt zwei grundlegende Möglichkeiten dieses Kit zu nutzen: Spannungen messen und Spannungen schalten. Eine detaillierte Erklärung der Grundlagen befindet sich im Hardware Hacking für Anfänger Tutorial.
HINWEIS: Die genannten Spannungsobergrenzen sind einzuhalten! Geräte die über eine potentiell gefährlich hohe Spannung versorgt werden (z.B. Netzspannung) dürfen nicht gehackt werden!
Spannungen bis zu 36V messen
Der aktuelle Zustand von Elektrogeräten wird oft irgendwo in Form einer elektrischen Spannung repräsentiert. Wenn es sich um ein digitales Signal handelt und dessen Spannung unter 36V liegt, dann kann ein Industrial Digital In 4 Bricklet damit verbunden und der Zustand ausgelesen werden. Ein gutes Beispiel dafür sind LEDs. Eine LED die den Zustand eines Systems anzeigt, kann problemlos ausgelesen werden.
Hierbei ist es wichtig zu beachten, dass die minimale Spannung, die als High erkannt wird, bei 3V liegt. Die maximale Spannung die als Low erkannt wird liegt bei 2V. Zwischen diesen Spannungen ist das Verhalten undefiniert.
Um ein Signal auszulesen muss dieses an einen der Eingänge des Industrial Digital In 4 angeschlossen werden. Falls keine Reaktion des Eingangs im Brick Viewer zu erkennen ist, kann es sein das die Belegung gedreht werden muss (verpolt). Die Belegung kann per Trial and Error getestet werden. Das Industrial Digital In 4 ist verpolungsgeschützt.
Die nachfolgende Abbildung zeigt exemplarisch die notwendige Schaltung zum Auslesen einer LED. Hierbei wurde der Vorwiderstand mit einbezogen um ausreichende Pegel für die High/Low Detektion zu erhalten.
Spannungen bis zu 30V schalten
Mit dem Industrial Quad Relay Bricklet können Signal geschaltet (kurz geschlossen) werden. Viele Geräte verfügen über Taster oder Schalter die mit diesem Bricklet gehackt werden können. Ein gutes Beispiel hierfür sind Fernbedienungen.
Die nachfolgende Abbildung zeigt exemplarisch einen möglichen Aufbau um einen Taster/Schalter mit dem Industrial Quad Relay Bricklet zu steuern.
Beispiele:
Es gibt viele Geräte die gehackt werden können. Hier sind ein paar Beispiele:
- Funksteckdosen fernsteuern
- Rauchmelder auslesen
- Garagentor mit Smartphone fernsteuern
- Benachrichtigung durch die Türklingel
Die genannten Spannungsobergrenzen sind einzuhalten! Geräte die über eine potentiell gefährlich hohe Spannung versorgt werden (z.B. Netzspannung) dürfen nicht gehackt werden!
4016139057149, TinkerForge, 57, Starterkit Hardware Hacking
