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Für alle die Interesse haben sich eine Aktivbox nachzubauen und eine kleine Hilfe zum Bau benötigen habe ich versucht alle Bauschritte und Teile unserer Denkprozesse zusammengefasst um manche Konstrutionsentscheidungen besser zu verstehen.
Die Box, die Ich mir vorstelle und zusammen mit ST, Uhl, Flo und Onny gebaut habe, ist relativ klein und vom Sound her nicht übermäßig laut dafür aber sehr leicht und überall hin transportierbar.

Generell ist wichtig zu wissen das man mit gefährlichen Spannungen arbeitet und das wir keine Haftung für den Bau und Betrieb der Box bei einem Nachbau übernehmen.

Vorbereitung:

• Case:

Um bei dem Bau der Holzbox schnell voran zu kommen und bei diesem Schritt nicht zu viel Zeit zu verlieren habe Ich ein CAD-Modell mit Solidworks entworfen und eine Materialliste exportiert. Diese, bestehend aus Holzplatten und Innen-Querleisten, kann bei einem Baumarkt in der nähe abgegeben und geordert werden. Wenn mann viel Zeit und Spaß am handwerklichen Arbeiten hat kann man dies auch selber zusägen. Als Material für die Holzplatten haben wir MDF-Platten mit einer Stärke von 10 mm verwendet. Mann kann auch stärkere Platten verwenden, sollte aber darauf achten, dass dann das Gewicht zunimmt. Wenn man alle Teile für die Holzbox zusammen hat kann man mit dem Montieren beginnen.

Um die später montierten Speaker an der Vorderseite und die Anschlüsse an der Rückseite ein wenig vor Stößen zu schützen, haben wir die Vorder- und Rückseite um einen Zentimeter nach innen versetz.

• Verstärker:

Als Verstärker haben wir in dieser Box einen 2 x 50 Watt Class D Verstärker (TDA7492) verbaut. Dieser ist bei Sure Elektronics zu erwerben und kostet ca. $25 (bei Ebay nochmals um einiges günstiger). Die “Besonderheit” des Verstärkers ist das es ein digital (Class D) und kein analog (Class A-B) Verstärker ist und somit einen geringen Energiebedarf hat durch einen höheren Wirkungsgrad und  damit weniger Abwärme.

• Speaker

Die Lautsprecher haben wir aus alten Boxen ausgebaut. Bei den Speakern gibt es sehr vieles auf das man achten kann, generell ging es uns bei der kleinen Box darum das die Speaker nicht zu groß sind und in das geplante Gehäuse reinpassen. Das wichtigste Merkmal auf das man sich bei der Wahl der Speaker verlassen sollte ist meiner Meinung nach der Klang. Diesen kann man am besten raushören wenn man zwischen mehrern Speakern vergleicht und damit sein Gehör einwenig sensibilisiert. Der Klang ist von Speaker zu Speaker unterschiedlich und hat nicht immer etwas mit Preis, Alter und Gewicht zu tun. Das Gewicht sollte man dabei nicht unterschätzen, da man mit der Box flexibel sein will.
Wir haben bei der Wahl der Tieftöner noch darauf geachtet, dass es sich um eine Kunstoffmembran handelt, da diese eine lange Lebensdauer aufweißt.

• Akku:

Für den Akkubetrieb benutzen wir Litium-Ionenzellen wie sie in Laptops zufinden sind. Hier kann man einfach einen aus einem alten Laptop benutzen, gesetz den Fall er hat noch eine ausreichende Kapazität und vollfunktionierende Ladeelektronik (die kleine Platine die mit den Zellen verbunden ist). Der Vorteil der Litium-Ionenzellen ist das Gewicht, es macht die Box sehr leicht. Weiteres zu den Litium-Akkus kommt später im Bereich der Ladeelektronik.

Als Beispiel ist hier ein 3s 2p Akku abgebildet.

• Netzteil:

Um die Versorgungsspannung für den Verstärker und den Akku zu transformieren benötigt man ein regelbares Computerschaltnetzteil mit geeignetem Spannungsbereich und ausreichend Leistung damit die Ladezyklen nicht zu lange dauern. Der Vorteil eines Schaltnetzteil ist der Wirkungsgrad (ca 90 %). Es wandelt mit geringen Verlusten die normale Netzspannung 230 Volt in eine gewünschte Spannung um.
Wir haben in unserer Box ein Schaltnetzteil verwendet das die Spannung durch tauschen eines Adapter-Steckers ändert (siehe TECHSOLO TNP-40AT, 40 W). Dies ist für uns von Vorteil, da das Tauschen des Adapter-Stecker lediglich die Änderung eines Widerstandes bedeutet. Wir haben den Adapter Stecker mit einem verstellbaren Widerstand, einem sogennantem Potti, getauscht und können durch verändern des Wiederstandes die genaue Spannung einstellen, die das Schaltnetzteil für uns transformieren soll.

Montage

Wir haben erst die Vorder- und Rückseite ringsherum mit den Querlatten verschraubt und anschliesend die Seitenwände angebracht. Bei der Montage der Schrauben haben wir immer Löcher mit einem 2 mm Bohrer vorgebohrt und Senken für die Schraubenköpfe gefräst.

Um mit den Schrauben immer die Mitte der Querlatten zu treffen empfielt es sich auf allen Platten die Mitte der Querlatten anzuzeichnen:

Danach haben wir die Ober- und Unterquerlatten zur stabilisation montiert und vorerst den Ober- und Unterdeckel angebracht

Den Zeitaufwand für einen Kasten würde ich auf 1-2 Stunden schätzen.

Als nächsten Schritt haben wir die Vorderwand wieder abmontiert und die Löcher für die Speaker mit einer Stichsäge so genau wie möglich ausgesägt. Für die Löcher der Hoch- und Mitteltöner haben wir einen Lochkranzbohrer verwendet was die Arbeit beschleunigt. Für das Loch des Tieftöners haben wir zuerst ein Loch vorgebohrt und anschließend mit der Sticksäge ausgesägt.

Um die Speaker nicht zu verschmutzen ist es zu empfehlen, vor dem montieren der Speaker zuerst die Löcher für die Anschlüsse zu bohren und auszufeilen. Außerdem müssen noch Löcher für den “Bassreflex” gebohrt werden, wir haben uns dabei für einen Durchmesser von jeweils 2 cm entschieden.

Bei den Anschlüssen haben wir uns einige Gedanken gemacht

Für die Stromversorgung haben wir uns überlegt eine Kaltgerätebuchse einzubauen, da es für diese in so gut wie jedem Haushalt ein passendes Kabel gibt. Außerdem ist ein Kaltgerätekabel sehr stabil und robust, was eine höhere Sicherheit für die Box bedeutet wenn an diesem Anschluss die Verbindung an das 230 Volt Hausnetzt hergestellt wird, welches eine tötliche Spannung ist. Das heißt immer auf gute Isolierung achten und bei der Montage immer den Netzstecker ziehen. Für den Audioausgang habe Ich bei dieser Box eine XLR-Buchse verwendet, was ein ziemlich aussergewöhnlicher Stecker ist. Man kann als Audioausgang auch eine Klinke- oder Chinch-Buchse einbauen, wir haben allerdings die Erfahrung gemacht, dass diese recht instabil sind und zumal die Box am häufigsten Outdoor und auf Partys im Einsatz ist, bei solchen Gelegenheiten eine Klinke-Buchse sehr schnell bei unsachgemäßer Handhabung herausbrechen kann. Um die Box zu schalten haben wir einen Wippschalter eingebaut.

Damit man unterwegs noch den Mp3-Player oder das Handy laden kann, haben wir noch USB-Buchsen zum Laden eingebaut.

Die Kaltgeräte-Buchse und den Schalter haben wir aus einem alten Computernetzteil ausgebaut. Die XLR-Buchse bei Pollin bestellt und die USB-Buchsen von einem Zigarettenanzünder-Adapter abgelötet:

Beim anschließen der USB Buchsen ist uns aufgefallen, dass für manche Geräte, z.B die der Marke “angebissener Apfel”  es nicht ausreicht nur die zwei jeweils links und rechts äußeren Ports, die zur Stromversorgung dienen, anzuschließen, sondern dass man auch die mittleren zwei  Datapins benötigt damit das jeweilige Gerät zu laden beginnt. Wenn man gleichzeitig Laden und Musik hören möchte ist ein störendes Geräusch zu hören(Common ground fuck up). Die Lösung wäre eine galvanische Trennung. Der Zigarettenanzünder-Adapter generiert eine 5 Volt Versorgungsspannung aus einer Spannung zwischen 12 und 24 Volt, diesen kann man dann direkt die Versorgungsspannung des Verstärke mit anschliesen.

Wenn alle Buchsen montiert sind kann man die Speaker sowie die Frequenzweiche montieren und diese anschließen.

Die Frequenzweiche teilt das Ausgangsaudiosignal des Verstärkers in Tief-, Mittel- und Hochfrequenz. Wenn man nicht genau weiß auf welchem Kabel welche Frequenz läuft kann man mit dem Tieftöner die Frequenzen durchtesten bzw. raushören. Man sollte aber auf keinen Fall die Tiefe Frequenz an den Hochtöner anschließen. Die Frequenzweiche kann man z.B aus einem alten Lautsprecher ausbauen (siehe nächstes Bild oben).

Als nächsten Schritt haben wir den Verstärker an eine Seite neben die Frequenzweiche  montiert und den Audioausgang mit der Frequenzweiche verbunden (siehe Datasheet oder User-Manual des Digital-Verstärkers oder User-Manual). Das Audioeingangssignal des Verstärker kann mit einem geeignetem Kabel mit der XLR-Buchse verbunden werden. Den auf dem Verstärker vorhandenen Lüfter haben wir abgesteckt, da er unserer Meinung nach nur unötig Energie verbraucht und schon durch den Bass schon eine ausreichende Zirkulation der Luft vorhanden ist. Auch ist ein Frischluftaustausch mit der Umgebung durch den Bassreflex möglich wodurch Abwärme abgegeben wird.

Im nächsten Schritt kann das Netzteil montiert und ein erster Soundtest durchgeführt werden. Hierfür muss das Netzteil auf der 230 Volt Seite mit der Kaltgeräte Buchse und auf der z.B. 19 Volt Seite mit dem Verstärker verbunden werden.

Um im Inneren der Box Kabel mitteinander zu Verbinden haben wir sogennante Wago-Klemmen verwendet, mit denen man einfach die Stromversorgung verkabeln und ggf. noch Sonderfunktionen wie Schalter einbauen kann.

Ladeelektronik

Beim Laden der Box ist sicherlich noch einiges an Verbesserungsarbeit zu Leisten. Momentan haben wir zwei Boxen die mit folgender Schaltung funktionieren.

Die Spannung des Netzteil wird, falls notwendig, mit Hilfe des Pottis auf eine für Akku und Verstärker geeignete Spannung angepasst.

In meiner Box haben wir einen 8 Zellen Akku verwendet, dieser ist als 4 Zellen in Reihe und 2 Zellen Parallel angeordnet: Man spricht von 4 s 2 p. Die Nennspannung pro Zelle beträgt 3,7 Volt und der Ladeschluss 4,3 Volt. Bei 4 Zellen in Reihe bedeutet das Nennspannung des Akkus: 4*3,7 = 14,8V und Ladeschluss (die Spannung die nicht überstiegen werden sollte): 4*4,3 = 17,2. Um auf Nummer sicher zu gehen haben wir die Spannung des Netzteils auf 17 V eingestellt.

Die Ladeeletronik, die auf dem Akku montiert ist, ist für meherer Faktoren extrem wichtig:  Sie sorgt dafür, dass der Akku, wenn er unter einer bestimmten Spannung ist abgeschaltet wird und kein Strom mehr abgibt. Das ist wichtig, da eine Tiefentladung irreversible Schädigung des Akkus zu folge hätte. Sie sorgt außerdem dafür, dass der Akku, wenn er vollgeladen ist oder mit  einer Spannung über 17,2V geladen wird, abschaltet. Ein weiteres wichtiges Feature der Ladeelktronik des Akkus ist das Autobalacing der Zellen. Sie überwacht die Spannung jedes Zellen-Paares und gleicht dies bei Abweichung aus. Eine wichtige Verbesserung unserer Ladeelektronik wäre die Informationen der Ladeelektronik des Akkus auszulesen.

Für die einfachste Funktionsweise reicht es die + und – Pins der Ladeelektronik des Akkus an die Versorgunsspannung (Netzteilausgang) anzuschließen.

Ich habe bei meiner Box zwei 8 Zellen Akku-Packs parallel eingebaut und kann somit eine Laufzeitdauer von 24 Stunden auf Vollast überschreiten. Wie lang sie genau hält haben wir noch nicht herausgefunden. Wir haben unsere Boxen so verschaltet, dass ein Betrieb ohne Akku möglich ist. Sprich man kann die Box mit Akku, am Hausnetz oder mit beiden kombiniert benutzen. Somit kann man die Box auch als Anlage für zuhause verwenden ohne dass der Akku beansprucht wird.

Mit einem Schalter, für den weitere Wago-Klemmen verwendet wurden, kann man den Akku und Verstärker von dem Netzteil trennen.

Kosten und Zeitaufwand

• 10 Euro Material für das Case
• 20 Euro für den Verstärker
• 15 Euro Netzteil

Der Zeitaufwand ist schwer einzuschätzen

Weitere Features

• Licht
• Bluetooth
• Audioausgang zum vernetzen mehrerer Boxen
• Laptop Ladeausgang
• Integriertes Display
• Integrierter Mp3 Player und Speicher für Musik
• Integrierter WLAN-Accesspoint
• Stromversorgung bzw. Ladevorgang via. Solarzellen
• Messen von Lautstärke in Dezibel

Für alle die Interesse haben sich eine Aktivbox nachzubauen und eine kleine Hilfe zum Bau benötigen habe ich versucht alle Bauschritte und Teile unserer Denkprozesse zusammengefasst um manche Konstrutionsentscheidungen besser...

Laut Vodafone gibt es hier in näherer Umgebung bereits 3 laufende LTE-Sendemasten. Höchstezeit also sich mit diesem Thema mal auseinander zu setzen. Den Hack, wie wir den LTE-Stick unter Linux zu laufen bekommen haben, gibt`s auf Roberts Blog zum nachlesen: http://armageddon421.de/?p=165

Im großen und ganzen brachten wir die Verbindung mit unter Windows gesnifften AT-commands zum laufen, nachdem wir bei github gepatchte Treiber für das ähnliche Modell GT-B3730 geladen und mit diesen eine Serielle-Verbindung aufgebaut haben. usbmodeswitch war erstaunlicherweise garnich mal so das Problem.

Leider lässt sich wegen schlechtem Empfang hier nur mit max. 3 MB/s laden, dafür aber ziemlich stabil. Also Vodafone: wir wollen bessere Netzabdeckung für die 60 € im Monat.

MfG Benibr

Update:
In der aktuellen Treiberversion hat sich die Vorgehensweise, wie der Treiber installiert wird, ein wenig geändert. Hier eine aktuelle Anleitung, getestet unter Archlinux x64 2.6.39:

git clone https://github.com/mkotsbak/Samsung-GT-B3730-linux-driver.git
cd Samsung-GT-B3730-linux-driver
wget https://raw.github.com/mkotsbak/linux-2.6/Samsung_kalmia_driver-3.0/drivers/net/usb/kalmia.c
wget -O option/option.c “http://git.kernel.org/?p=linux/kernel/git/stable/linux-2.6.38.y.git;a=blob_plain;f=drivers/usb/serial/option.c;hb=HEAD”
sh build.sh && sh option/build.sh
* if not grep NoDriver /etc/usb_modeswitch.conf; sudo echo “NoDriverLoading=1″ >> /etc/usb_modeswitch.conf; fi;
sudo modprobe option && sudo rmmod option (to get module deps)
sudo insmod ./option/option.ko
sudo modprobe usbnet
sudo insmod ./kalmia.ko
wget -O chatscript.txt http://onny.project-insanity.org/files/chatscript_vodafone.txt
sudo sh chat.sh
sudo dhcpcd wwan0
minicom -o -D /dev/ttyUSB0

Laut Vodafone gibt es hier in näherer Umgebung bereits 3 laufende LTE-Sendemasten. Höchstezeit also sich mit diesem Thema mal auseinander zu setzen. Den Hack, wie wir den LTE-Stick unter Linux...

Nebenbeierfindung: Die Lampomate! (CC-BY-SA 3.0 )

Wochenende Nr. 1: Zum ersten mal trafen wir uns, um die beim 27C3 gepriesene Opensource-Firmware OsmocomBB auf unserem Testphone Motorola C118 auszuprobieren. Eher unvorbereitet kommt es dazu, denn obwohl unser Kollege in Flensburg hardwaretechnisch gut ausgestattet ist, fehlt ihm der notwendige PL2303-chip um einen Adapter von Serial auf 2.5mm 3-poligen Klinkestecker (also known as T191 unlock cable) selber zu basteln. Konkret benötigt dieser Adapter auf der Seite des Handys eine Betriebsspannung von 3.3V. Ein kurzfristig bei MediaMarkt teuer erworbener Adapter (_ enter model name here _) von Serial auf USB sollte ungeachtet einer Betriebsspannung von 7.0V+ trotzdem unser Handy mit der Osmocom-Firmware flashen, jedoch ohne Erfolg. Nachdem wir uns #osmocom irc-channel hatten bestätigen lassen, dass unser Handy definitiv getoasted ist (oder zumindest die Datenpins der Headsetbuchse) war die letzte Rettung eine Samstag-Abend-Einkaufaktion dank Ebay Kleinanzeigen für ein Motorola C139. Denn wie sich herausstellte, war der MediaMarkt-USB-Adapter mit einem zusätzlichen MAX1797 Step-Up-Wandler ausgestattet, der sich von unserem Profilötmeister dedo ohne größere Komplikationen entfernen ließ. Ohne diesen Wandler konnten wir nun den Headsetstecker direkt an die TXD- und RXD-Connectors von PL2303 löten. Zum Test messten wir beim flashen von einer Firmware die Peaks der Betriebsspannung mit einem Multimeter, welche bei akzeptablen ~4V lagen. Das Kompilieren von OsmocomBB ging ohne Probleme und nach der Anleitung von rot13.org war es nun auch möglich, die Firmware auf das C139 zu flashen! Unglücklicherweise, hatten wir wohl genau mit diesem Model pech und waren nicht in der Lage eine Verbindung zu einer Mobilfunkzelle aufzubauen, geschweige denn mit Wireshark oder Tcpdump GSM-Traffic mitzuschneiden. Die Layer23-Applikation mobile blieb still, meldete aber auch keine ungewöhnlichen Fehler.

 
Wochenende Nr. 2: Dieses Wochenende ein neuer Versuch, diesmal unter ArchLinux mit einem selbst zusammengeschraubten Buildscript welches im Vergleich zur offiziellen Anleitung die aktuellste Version von dem offiziellen gcc Arm-Toolchain enthält. Somit gillt, ganz einfach und unkompliziert:

yaourt -S osmocombb-git kraken-git wireshark-gtk gnu-netcat

… und schon ist die komplette Suite unter /opt/osmocombb installiert (und auch das Programm “kraken” mit dem sich später der mit A5/1 verschlüsselte GSM-traffic entschlüsseln lässt). Nachdem das Handy mit dem USB-Adapter an den PC angeschlossen ist (bei uns zeigt lsusb den Adapter so an: Bus 002 Device 002: ID 067b:2303 Prolific Technology, Inc. PL2303 Serial Port), wird mit osmocon die Firmware wie folgt auf das Motorola-Handy geflashed:

sudo /opt/osmocombb/host/osmocon/osmocon -p /dev/ttyUSB0 -m c123 /opt/osmocombb/target/firmware/board/compal_e88/layer1.compalram.bin

Sollte es zur Problemen bei der Ausführung von layer1 geben, kann man auch den Parameter “-m c123xor” ausprobieren. Zumindest sollte, nachdem man den roten Auflegen-Knopf einmal kurz gedrückt hat, folgender output erscheinen:

(…)
got 1 bytes from modem, data looks like: 43 C
Received PROMPT2 from phone, starting download
(…)
handle_write(): 2555 bytes (47611/47611)
handle_write(): finished
(…)
got 1 bytes from modem, data looks like: 42 B
Received DOWNLOAD ACK from phone, your code is running now!

OSMOCOM Layer 1 (revision osmocon_v0.0.0-906-g5bbea93)
======================================================================
Device ID code: 0xb4fb
Device Version code: 0×0000
ARM ID code: 0xfff3
cDSP ID code: 0×0128
Die ID code: 3783221bd8039bd3
======================================================================
REG_DPLL=0×2413
CNTL_ARM_CLK=0xf0a1
CNTL_CLK=0xff91
CNTL_RST=0xfff3
CNTL_ARM_DIV=0xfff9
======================================================================

THIS FIRMWARE WAS COMPILED WITHOUT TX SUPPORT!!!
Assert DSP into Reset
Releasing DSP from Reset
Setting some dsp_api.ndb values
Setting API NDB parameters
DSP Download Status: 0×0001
DSP API Version: 0×0000 0×0000
Finishing download phase
DSP Download Status: 0×0002
DSP API Version: 0×3606 0×0000
LOST 752!

Parallel dazu wird jetzt die layer23-Applikation “mobile” gestartet mit:

sudo mkdir -p /root/.osmocom/bb/
sudo touch /root/.osmocom/bb/mobile.cfg
sudo /opt/osmocombb/host/layer23/src/mobile/mobile -i 127.0.0.1

Jetzt ist man schon in der Lage mit telnet (default-port 4247) auf die Osmocom-Shell zuzugreifen um EInstellungen vorzunehmen oder Verbindungsinformationen abzurufen. Mit dem Programm “cell_log” kann man sich die verfügbaren Provider und Basisstationen in der Umgebung anzeigen lassen:

/opt/osmocombb/host/layer23/src/misc/cell_log

Aber wir wollen ersteinmal Telefonate unserer O2-Handys aufzeichnen, dazu suchen wir uns die ARFCN von den bei uns verfügbaren O2-Zellen raus:

Um Trafficanalyse auf einem bestimmten Frequenzbereich durchzuführen, “fixen” wir layer23-ARFCN auf 676 (O2 Germany) mit folgendem Befehl:

/opt/osmocombb/host/layer23/src/misc/ccch_scan -a 676

Parallel dazu:

nc -u -l 4729 > /dev/null &
sudo wireshark -k -i lo -f ‘port 4729′

Weitere (unvollständige) Vorgehensweise:

cd /opt/kraken/
sudo wget http://opensource.srlabs.de/attachments/download/41/a51_table_torrents.tgz
sudo tar xvf a51_table_torrents.tgz
sudo aria2c *

Soweit so gut … Wir werden diesen Blogpost noch erweitern!

Tools:

Further reading: http://srlabs.de/research/decrypting_gsm/, http://srlabs.de/uncategorized/airprobe-how-to, http://bb.osmocom.org/trac/wiki/Sniffing/, http://cgit.osmocom.org/cgit/osmocom-bb/, http://security.osmocom.org/trac/, Vortrag vom 27c3 zu Angreifen von Handys meist via SMS, Vortrag vom 27c3 zu OsmocomBB, Noch einer der ein Motorola gehackt hat, [Video] Cracking A5 GSM encryption (HAR 2009)

Gloassar:
GSM-R: Global System for Mobile Communications – Rail(way) Ein in Deutschland von der DB Systel betriebenes Rangier- und Bahnsteuerungsfunk.
Ergänzungen::

http://lists.osmocom.org/pipermail/baseband-devel/2011-May/001909.html

URGENT:
need
Bus 002 Device 002: ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd FT232 USB-Serial (UART) IC
for burst_ind

git clone
git checkout sylvain/burst_ind
git pull
make

Wochenende Nr. 1: Zum ersten mal trafen wir uns, um die beim 27C3 gepriesene Opensource-Firmware OsmocomBB auf unserem Testphone Motorola C118 auszuprobieren. Eher unvorbereitet kommt es dazu, denn obwohl unser...