Ein Hacker hat einen $20 günstigen 4G-Wireless-Hotspot in ein Textgerät verwandelt, indem er das Display entfernte, eine eigene Leiterplatte baute und ihn mit iPhones kompatibel machte. Das Projekt, das als „Show HN“-Post auf Hacker News geteilt wurde, dokumentiert jeden Schritt des Baus.
Der Bau kombiniert drei Dinge, die auf einem Schreibtisch zu finden sind: ein günstiges 4G-Modem, eine Clicks-Tastatur und eine eigene Leiterplatte. Das Ergebnis ist ein kleines Gerät, das Textnachrichten über eine Mobilfunkverbindung sendet.
Das Günstige 4G-Modem
Das Herzstück des Projekts ist ein 4G-Modem, das auf AliExpress für unter $20 inklusive Versand verkauft wird. Es verfügt über WLAN, Bluetooth, ein Display, eine Batterie und einen SIM-Kartenslot. Der Hacker verzichtete auf das Display, das von einem GC9107-Chip betrieben wurde, weil es ihm nicht gefiel.
Das Modem läuft ab Werk mit Android, aber der Hacker erhielt Zugriff auf die zugrunde liegende Hardware über adb, ein Debugging-Tool, das in Android integriert ist. Von dort aus kann das Gerät mit edl, einer Low-Level-Schnittstelle, neu aufgespielt werden. Pins auf der Leiterplatte ermöglichen einen Kurzschluss, um edl direkt auszulösen.
Die Clicks-Tastatur
Die Tastatur ist das Eingabegerät. Sie verbindet sich über USB, und der Hacker beschreibt sie als angenehm zu bedienen, obwohl sie teuer ist und eine Anpassung erfordert.
Das Protokoll zwischen der Tastatur und dem iPhone folgt den MFi-Regeln, was für „Made For iPhone“ steht. Das bedeutet, dass die Tastatur wie eine reguläre USB-Tastatur fungiert, mit einem zusätzlichen Apple-spezifischen Endpunkt, den das iPhone autorisiert, bevor es die Tasten durchlässt.
Die Tastatur selbst wird von einem CH32V203-Chip oder einem ähnlichen Chip betrieben. Der Hacker fand keinen Grund, bisher eigenen Code darauf zu flashen, möchte aber in Zukunft ein Konfigurationsprogramm erstellen.
Der Bau der Eigene Leiterplatte
Die Leiterplatte kümmert sich um die Stromversorgung im USB-Hostmodus, die USB-Host-Geräteschaltung, die Display-Stromversorgung und die Pegelwandlung des Displaysignals. Der Hacker ließ die Leiterplatte zusammenbauen und nahm Kompromisse in Kauf, um alles auf einer Seite unterzubringen, wobei die andere Seite für Lötpunkte verwendet wird.
Die Design-Dateien sind auf GitHub verfügbar. Die Leiterplatte umfasst:
- Ein USB-Host-Controller (
- Stromversorgung für das Display (
- Pegelanpassung für die Displaysignale (
- Lötstellen für PCB-zu-PCB-Verbindungen (
Schneiden der Leiterplatte (
Um das Modem in ein Clicks-Gehäuse zu passen, schnitt der Hacker die Platine horizontal anstatt sie vertikal zu montieren. Der rechte Schnitt entfernte die Batterieverbindungsleitung, die später repariert werden musste. (
Das Gerät startete nach dem Schnitt normal, und der Hacker schloss daraus, dass in diesem Bereich keine kritischen Traces verliefen. (
Debugging der USB-Verbindung (
Der USB-Test war der schwierigste Teil. Der Hacker verdrahtete zuerst die Stromversorgungen, da diese als isolierte Einheit getestet werden konnten, und ging dann zu den Datenleitungen über. (
Der erste Versuch scheiterte. Das Überprüfen der Pads zeigte korrekte Spannungen, aber das dmesg-Protokoll des Laptops zeigte, dass das Gerät versuchte, sich zu registrieren, was bedeutete, dass etwas passierte. (
Das Problem war die Geschwindigkeit. Das Gerät versuchte, High-Speed-USB zu verwenden, was den Hacker überraschte. Die Lösung war einfach: die Drähte enger zu verdrehen. Das funktionierte. (
Verbinden mit dem Display (
Die Anzeigesignale wurden mithilfe von GPIO-Befehlen getestet. Der Hacker extrahierte den laufenden Device Tree aus dem Android-System und bestätigte, welche Pins die Anzeiges SPI-Leitungen führten.
Stromversorgungen und Massen wurden getestet, indem sie im Device Tree deaktiviert und das Gerät neu gestartet wurde. Der Hacker verwendete zudem die Pads des alten Displays anstelle der beschrifteten Pads neben dem unbesetzten Micro SD-Konnektor.
Endmontage
Das zusammengebaute Gerät kombiniert die getrimmte Modem-PCB, die benutzerdefinierte USB-Host-Platine und die Clicks-Tastatur. Das Ergebnis ist ein kleines, batteriebetriebenes Textgerät, das über USB mit einem iPhone verbunden wird.
Das Projekt zeigt, wie weit man mit einem günstigen Modem durch sorgfältiges Hacken kommen kann. Der Hacker dokumentierte jeden Schritt, von der Beschaffung der Teile bis zur Fehlersuche der USB-Verbindung.
Kommentar
Dies ist ein bemerkenswertes Stück Ingenieurskunst. Der Hacker nahm einen Hotspot für 20 Dollar, entfernste das Display und verwandelte ihn in ein nützliches Gerät. Die Dokumentation ist gründlich, und das Projekt ist auf GitHub verfügbar.
Die Beliebtheit des Projekts auf Hacker News spiegelt den Reiz praktischer Elektronik wider. Es ist eine Erinnerung daran, dass auch günstige Consumer-Geräte echtes Potenzial besitzen, wenn man sie öffnet.
„Es ist ein Display. Man sendet Befehle. Es zeigt an.“
Dieser Satz fasst das gesamte Projekt zusammen. Es ist eine einfache Idee, die mit Sorgfalt umgesetzt wurde. Die Ehrlichkeit des Hackers über die Fehler – die falschen Pads, die engen Drähte, die geflickte Batterieleitung – macht die Geschichte nachvollziehbarer.
Die Batteriekorrektur ist noch auszuführen, und das Konfigurationsprogramm für die Tastatur ist noch geplant. Aber der Kern-Hack ist abgeschlossen, und er funktioniert.
Das Gerät ist eine Erinnerung daran, dass ein wenig Geduld und ein Multimeter vieles erreichen können. Es ist die Art von Projekt, die andere inspiriert, ihre eigenen Geräte zu öffnen und zu sehen, was darin steckt.
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