32-Bit ARM Cortex M0+ Mikrocontroller Hacker verwendet Chip aus Einweg-Vape für Webserver

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E-Zigaretten, die nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden, setzen Mikroelektronik für die Steuerung ihrer Verdampfer ein. Der Ingenieur Bogdan Ionescu demonstriert das Ausmaß der so verschwendeten Elektronik, indem er über die MCU einer entsorgten E-Vape einen Webserver betreibt.

Einweg-Vapes – also elektronische Zigaretten, die nach wenigen Verwendungen nicht mehr zu gebrauchen sind und weggeworfen werden – enthalten nicht nur für die Stromversorgung, sondern auch für die Steuerung des Verdampfers Elektronik. In der Vergangenheit haben bereits mehrere Bastler auf die Mengen an vergeudeten Ressourcen, die auf diesem Weg im Müll landen, aufgezeigt. So zeigte im vergangenen Jahr der britische Tüftler Chris Doehl in einem Video, wie die Batteriezellen aus gerade einmal 130 solcher Einweg-Vapes ausreichten, um einen gebrauchsfähigen Akku für ein E-Bike daraus herzustellen.

Der rumänische Ingenieur Bogdan Ionescu, der auf GitHub auch unter dem Handle BogdanTheGeek aktiv ist, hat sein Augenmerk auf einen anderen Bestandteil dieser elektronischen Wegwerf-Zigaretten gelenkt: Den Mikrocontroller. Schon seit Jahren beschäftigt sich der Tüftler mit dem Innenleben von E-Vapes. Die meisten setzen in ihrer Elektronik nicht identifizierbare Chios ein, doch bei anderen konnte er zwar günstige, aber für den angedachten Zweck doch erstaunlich leistungsstarke Mikrocontroller identifizieren.

Umsetzung des „Vapeserver“-Projekts

Besondere Aufmerksamkeit weckte bei ihm ein Halbleiter mit der Bezeichnung PUYA C642F15. Dieser vom chinesischen Halbleiterhersteller Puya Semi hergestellte Chip enthält einen Mikrocontroller vom Typ PY32F002B, der einen auf 24 MHz getakteten 32-Bit ARM Cortex M0+ Prozessorkern enthält. Diese Low-Power-MCU hebt im Datenblatt speziell seine Wake-up-Funktionalitäten hervor und wird für den im Bedarfsfall schnell hoch- und wieder herunterfahrenden Betrieb des Verdampfers eingesetzt.

Zu den weiteren Ausstattungsmerkmalen des Chips zählen 24 KByte Flash, 3 KByte SRAM und einige zusätzliche Peripherieeinheiten. Der Bastler Ionescu kam auf den Gedanken, dass diese Spezifikationen ausreichten, um darauf einen einfachen Webserver betreiben zu können.

Für die Netzwerkanbindung emulierte Ionescu ein 56K-Modem: Das vom Linux-Betriebssystem unterstützte Protokoll SLIP (Serial Line Internet Protocol) transportiert IP-Pakete über die auf dem Board vorhandene USB-C-Schnittstelle. Linux-Utilities wie slattach und socat übernehmen die Kapselung auf dem Host. Im Anschluss nutzt der Mikrocontroller selbst den ursprünglich für 8- und 16-Bit-MCUs entwickelten, kompakten µIP-Stack, um über TCP/IP zu kommunizieren und einen Webserver einzurichten.

Als Demonstrator für den Webserver hostet Ionescu eine Kopie des Blogbeitrags, der seinen Entwicklungsprozess detailliert beschreibt. Die auf dem „Vapeserver“ gehostete Webseite passte demnach gerade noch in die verbleibenden 20 KB Flash-Speicher des PY32F002B. Nach einigen Testläufen und Codeoptimierungen konnte der Miniserver einige zufriedenstellende Ergebnisse liefern, mit Pings von 20 ms ohne Paketverlust und einem Aufbau der gehosteten Seite innerhalb von 160 ms. Der „Vapeserver“ ist weiterhin online, liefert allerdings häufig einen 503-Serverfehler - wahrscheinlich, weil der Miniserver den gesteigerten Zugriffsversuchen seit Bekanntwerden des Projekts nicht standhalten kann. Für diesen Fall hat Ionescu ein Image auf web.archive.org angelegt.

Bogdan Ionescu stellt den gesamtem Code für seinen schnellen Miniaturserver auf einem GitHub-Repository zur Verfügung. Wie die meisten Projekte dieser Art soll das „Vapeserver“-Projekt weniger eine praktikable Anwendung darstellen. Es ist vielmehr ein weiterer Demonstrator für den verschwenderischen und nachlässigen Einsatz von Elektronik in Einweg-Produkten wie den E-Zigaretten.(sg)

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