एक नई 7400 प्रतियोगिता की घोषणा की गई है और कुछ नई ज़रूरतें पूरी की जानी हैं। आप पिछले साल जीतने के बाद कीचड़ का सामना नहीं कर सकते;)

मेरे पास कई अस्पष्ट विचार थे, लेकिन वे "वाह!" या "आप एक पागल हैं!" प्रतिक्रिया को भड़काने के लिए पर्याप्त नहीं थे। मुझे अपने पिछले विकास के स्तर पर रहने के लिए कड़ी मेहनत करने की आवश्यकता है - एक कैपेसिटिव स्कैनर।

मेरे पास अपने दोस्तों के साथ एक बुद्धिशीलता सत्र था: पेडरसन, असबॉर्न और फ्लेमिंग, जो तुरंत बहुत सारे मजेदार विचारों के साथ आए। और फ्लेमिंग ने RFID का उल्लेख किया (वह एक एक्सेस कंट्रोल सिस्टम का डेवलपर है जो RFID पर आधारित है)। लेकिन यह एक सोच है। बेशक, पहले विचार आरएफआईडी रीडर के बारे में थे, लेकिन हमने पहले से ही उनमें से काफी एकत्र किया था, और यह उबाऊ था। हालाँकि, RFID टैग बनाने के लिए विचार आया। मुझे नहीं पता कि इस बात का उल्लेख किसने किया, और हमेशा की तरह एक विचार मंथन में विचारों का जन्म एक सामूहिक दिमाग से हुआ। तो, यह एक आरएफआईडी टैग बनाने का फैसला किया गया था, विशेष रूप से 7400 वें तर्क पर इकट्ठा किया गया था।

लेबल सिद्धांत

एक RFID टैग वाहक आवृत्ति को संशोधित करके एक अद्वितीय कोड भेजता है। अधिकांश टैग निष्क्रिय हैं: उनके पास अपने स्वयं के बिजली स्रोत नहीं हैं और केवल एक अनुरोध के जवाब में एक पहचानकर्ता को संचारित करते हैं। पारंपरिक टैग EM4100 प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं। कई EM4100-संगत टैग एक ही ट्रांसपोंडर चिप का उपयोग करते हैं और कई कॉन्फ़िगरेशन में मौजूद होते हैं जो कोडिंग प्रोटोकॉल और डेटा दर में भिन्न होते हैं। एक पारंपरिक टैग ट्रांसपोंडर में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• वाहक आवृत्ति: 125 kHz, 13.56 मेगाहर्ट्ज, 433 मेगाहर्ट्ज, आमतौर पर आयाम मॉडुलन के साथ
• कोडिंग: मैनचेस्टर कोड, दो-चरण (Biphase) या चरण-शिफ्ट कुंजीयन (PSK)
• ट्रांसमिशन दर: 1, 2, 4 केबीपीएस या अधिक
• एंबेडेड रीराइटेबल आइडेंटिफ़ायर, ऑप्शनल रीराइटेबल मेमोरी
• समानता और सीआरसी चेकसम

EM4100 ट्रांसपोंडर आयाम मॉडुलन के साथ 125 kHz की आवृत्ति पर संचालित होता है। सभी प्रकार के कोडिंग हैं, लेकिन अधिक बार मैनचेस्टर का उपयोग 2 kbit / s की गति से किया जाता है। ट्रांसपोंडर 64 बिट डेटा भेजता है, जिसमें शामिल हैं: 32-बिट आइडेंटिफ़ायर, 8-बिट निर्माता / संस्करण कोड, 9-बिट हेडर, 14-बिट चेकसम और 1 स्टॉप बिट। लेबल में डेटा इनकोड किया गया है ताकि इसमें सिंक्रोनाइज़ेशन के लिए एक अनूठा पैटर्न हो। EM4100 एक नौ-यूनिट अनुक्रम भेजता है जो डेटा पैकेट की शुरुआत को छोड़कर कहीं भी नहीं पाया जा सकता है।

आप इस तरह के टैग कहीं भी खरीद सकते हैं, उदाहरण के लिए, इटीड , सीड या स्पार्कफुन पर। वहां आप एक आरएफआईडी रीडर भी पा सकते हैं जो उनके साथ काम करेगा।



विकास के लिए तकनीकी कार्य आसानी से आम आरएफआईडी टैग के विनिर्देश से होता है:

• कैरियर 125 kHz
• आयाम मॉडुलन और कम से कम मैनचेस्टर कोडिंग
• 2 केबीपीएस की गति या कस्टम
• कस्टम डेटा बिट्स
• शीर्षक जोड़ना और बिट को रोकना
• स्वचालित चेकसम गणना
• निष्क्रिय शक्ति अधिमानतः

भोजन

ट्रांसपोंडर की मुख्य विशेषता यह है कि यह पाठक के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से ऊर्जा प्राप्त करता है। यह विशेष रूप से विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से 7400 के दशक पर टैग को शक्ति प्रदान करने के लिए एक उल्लेखनीय उपलब्धि होगी। मौजूदा आरएफआईडी रीडर के लिए, माप एक साधारण सेटअप का उपयोग करके किया गया था। हम एक कुंडल लेते हैं, 125 किलोहर्ट्ज़ के गुंजयमान आवृत्ति के लिए एक समानांतर-जुड़े संधारित्र का चयन करें और देखें कि कितनी ऊर्जा निकाली जा सकती है।



एक पुल रेक्टिफायर (शोट्की डायोड्स पर) गुंजयमान परिपथ (3.3 mH और 470 pF) से जुड़ा होता है, और इसके बाद 10 μF संधारित्र और एक भार होता है: 4.7 kΩ, 12 kOhm या 47Om प्रतिरोध। यह पता चला है कि अधिकतम बिजली हस्तांतरण लगभग 700 μA के लोड करंट पर होता है, जब वोल्टेज 19 V तक पहुंच जाता है। दूसरे शब्दों में, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से 13 mW से अधिक बिजली निकाली जा सकती है। 3.3 V पर, अधिकतम लोड करंट लगभग 2 mA होगा। यह कई 74HCxx श्रृंखला चिप्स को बिजली देने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। (घरेलू एनालॉग - श्रृंखला 1564। - लगभग। ट्रांस। )

74HCxx चिप्स पूरी तरह से CMOS हैं और इसमें लगभग शून्य स्थिर करंट खपत है। वे स्विचिंग और आउटपुट कैपेसिटी को रिचार्ज करते हुए ही पावर को डिसाइड करते हैं। 3.3 V की आपूर्ति वोल्टेज, 700 μA की एक धारा और 125 किलोहर्ट्ज़ की एक घड़ी आवृत्ति को मानते हुए, हम पाते हैं कि गुंजयमान सर्किट 1700 pF (U * C = I * T) के कुल समाई के साथ एक सर्किट को पावर कर सकता है। इसका मतलब है कि बिजली कई चिप्स और I / O लाइनों के लिए पर्याप्त होनी चाहिए।

उच्चतर आवृत्तियों पर टैग का उपयोग करना, जैसे कि 13.56 मेगाहर्ट्ज, अधिक समस्याग्रस्त है। परिमाण के दो क्रम उच्च आवृत्ति का अर्थ है परिमाण के दो क्रम अधिक बिजली की खपत। यह निम्नानुसार है कि उच्च आवृत्तियों पर इस लेबल का उपयोग करना व्यावहारिक रूप से असंभव है।

के रूप में microcircuits की HCT श्रृंखला के लिए (घरेलू एनालॉग 5564 श्रृंखला है। - लगभग अनुवाद। ) , वे इस डिजाइन में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। टीटीएल स्तरों के साथ संगतता के कारण एचसीटी श्रृंखला में औसत उच्चतर निष्क्रिय धारा है, और अधिक महत्वपूर्ण बात, प्रत्येक इनपुट के माध्यम से अतिरिक्त रिसाव वर्तमान है। एचसीटी श्रृंखला तत्व का इनपुट एक मौजूदा स्रोत होगा यदि इसे पावर बस में नहीं खींचा जाता है। यह वर्तमान दस्तावेज़ में प्रत्येक इनपुट के लिए isIcc (अतिरिक्त स्टैंडबाय वर्तमान) के रूप में इंगित किया गया है। जुड़ा हुआ भार के आधार पर इसका मूल्य 10-1000 μA है। इसका मतलब है कि बहुत सारी ऊर्जा बर्बाद हो जाती है, जो पूरी तरह से अवांछनीय है।

एनालॉग भाग के संबंध में कुछ विचार। एक महत्वपूर्ण कारक गुंजयमान सर्किट का गुणवत्ता कारक है। एक निरंतर गुंजयमान आवृत्ति पर एक उच्च गुणवत्ता वाला कारक का मतलब है कि सर्किट से कम ऊर्जा निकाली जाएगी। दूसरी ओर, उच्च गुणवत्ता वाला कारक मॉड्यूलेशन की सुविधा देता है। मॉडुलन समानांतर प्रतिरोध में बदलाव से अधिक कुछ नहीं है, जो गुणवत्ता कारक में बदलाव को मजबूर करता है: क्यू = आर * वर्गर्ट (सी / एल)। सभी चर, आर, सी और एल को ऑपरेटिंग रेंज के भीतर इष्टतम प्रदर्शन के लिए चुना जाना चाहिए। शेष को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए।

लेबल डिजाइन

EM4100 टैग में डेटा रजिस्टर, पावर, क्लॉक, मॉड्यूलेशन और कंट्रोल सर्किट शामिल हैं। सभी घटक ऊर्जा कुशल हैं और अधिकतम लचीलापन प्रदान करते हैं।

सर्किट आरेख

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अंतिम मसौदे में सभी बग फिक्स और कुछ परिवर्धन शामिल हैं जो प्रोटोटाइप चरण में किए गए थे। नीचे परिवर्तनों के बारे में विस्तृत जानकारी दी जाएगी। पाठक को "मल्टीसैपिट्स, नियाओसिल!" के विस्मयादिबोधक से बचाने के लिए, मैं तुरंत अंतिम संस्करण दे दूंगा।

पृष्ठ 1, 64-बिट डेटा रजिस्टर और समता गणना योजना:


पृष्ठ 2, शक्ति, घड़ी, नियंत्रण, लेबल पहचानकर्ता, और समय रेखाचित्र:


पूरी योजना पीडीएफ में है ।
Gschem प्रारूप में योजना।

डेटा रजिस्टर

EM4100 टैग 64 बिट डेटा संग्रहीत करता है, जिसका अर्थ है कि डिजाइन में आठ 8-बिट रजिस्टर 74HC165 से बना 64-बिट शिफ्ट रजिस्टर होना चाहिए। डेटा को रीसेट करने और ओवर शुरू करने के लिए हर 64 पारियों के बाद रजिस्टर फिर से लोड किया जाता है। रजिस्टर के इनपुट पर डेटा इस प्रकार हैं:

• टाइमिंग पैटर्न: नौ इकाइयाँ
• निर्माता / संस्करण पहचानकर्ता: 5 बिट्स के 2 ब्लॉक, जिनमें से 4 बिट्स डेटा हैं, और पांचवें समता है
• विशिष्ट पहचानकर्ता: 5 बिट्स के 8 ब्लॉक, जिनमें से 4 बिट्स डेटा हैं, और पांचवें में समता है
• चेकसम: 4 समता बिट्स कॉलम में गिने जाते हैं
• स्टॉप बिट: "0"

प्रोटोकॉल विवरण देखें, एक सुंदर टैबलेट है। डेटा को सबसे महत्वपूर्ण बिट फॉरवर्ड में प्रेषित किया जाता है। कुल 40 बिट्स (8 + 32) हैं जो उपयोगकर्ता स्विच के साथ सेट करता है। कई आरएफआईडी पाठक "निर्माता / संस्करण आईडी" फ़ील्ड की उपेक्षा करेंगे और केवल एक 32-बिट अद्वितीय पहचानकर्ता (दशमलव में ,rrrr!) का उत्पादन करेंगे।

रेखा समता को 4-बिट समूहों (nibbles) में गिना जाता है। समता बिट की गणना 4-इनपुट XOR (अनन्य OR) का उपयोग करके की जाती है:
RPx = D0xD1⊕D2 =D3 = (D01D1) ⊕ (D2 ,D3),
जिसे 74HC86 के तीन तत्वों पर लागू किया गया है। कॉलम समता की गणना समान रूप से की जाती है, लेकिन 10 बिट्स के लिए, पहले नौ बिट्स के लिए 74HC280 तत्व और दसवें के लिए 74HC86 का उपयोग किया जाता है।

लेबल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अपरिवर्तनीय पहचानकर्ता है। यह डिज़ाइन सभी संभावित पहचानकर्ताओं को बाहर कर सकता है, आपको केवल स्विच का उपयोग करके संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है, और समता गणना समान बनी हुई है। इस तथ्य के बावजूद कि समता गणना सर्किट में कई माइक्रोक्रिस्केट शामिल हैं, यह लगभग ऊर्जा का उपभोग नहीं करता है, क्योंकि यह एक स्थिर स्थिति में है। इस प्रकार, लचीलापन केवल चिप्स को जोड़ने की लागत पर प्राप्त किया जा सकता है, अन्य विशेषताओं के लिए पूर्वाग्रह के बिना।

गुंजयमान सर्किट

पावर सर्किट का दिल एक संधारित्र और एक कॉइल का एक गुंजयमान सर्किट है। वोल्टेज Schottky डायोड पर पुल द्वारा सुधारा गया है और भंडारण संधारित्र को आपूर्ति की जाती है। सर्किट में प्रतिध्वनि, उच्च गुणवत्ता कारक के साथ संयुक्त, एक पर्याप्त उच्च वोल्टेज प्रदान करेगा। इनपुट वोल्टेज एलईडी + जेनर डायोड श्रृंखला द्वारा सीमित है। जब ड्राइव को चार्ज किया जाता है, तब एलईडी लाइट्स बंद हो जाती हैं, और फिर ओवरवॉल्टेज से सर्किट की रक्षा करते हुए, अतिरिक्त ऊर्जा को जला देता है।

स्टोरेज कैपेसिटर थोड़ी देर के लिए टैग को पावर देने के लिए पर्याप्त ऊर्जा रखता है। जेनर डायोड अधिकतम वोल्टेज को लगभग 12 V तक सीमित करता है, और LDO स्टेबलाइजर के बाद इसे 3.3 V के ऑपरेटिंग वोल्टेज से अधिक 0.4 वोल्ट की आवश्यकता होती है। 2 μF के संधारित्र और 800 μA के रेटेड लोड के साथ, ऑपरेटिंग समय होगा (12V - 3.7V ) * 2uF / 800uA 2 20 एमएस। 2 केबीपीएस पर एक पूर्ण 64-बिट ट्रांसमिशन चक्र 32 एमएस लेता है। ड्राइव को चार्ज किया जाएगा, कम से कम जब मॉड्यूलेटर बंद हो (समय का लगभग 50%), तो पर्याप्त ऊर्जा होनी चाहिए।

सर्किट को डिज़ाइन किया गया है ताकि आप एक अतिरिक्त बिजली स्रोत (3 या 4 एएए बैटरी) कनेक्ट कर सकें, साथ ही एलडीओ स्टेबलाइज़र को चालू / बंद कर सकें। एक बैटरी वैकल्पिक है, लेकिन मैं गारंटी नहीं दे सकता कि सभी आरएफआईडी पाठक पर्याप्त शक्ति प्रदान करेंगे।

एक जिज्ञासु पाठक मुझसे पूछ सकता है कि बिजली की आपूर्ति 3.3 वी क्यों प्रदान करती है, जबकि 74HC परिवार 2 वोल्ट पर काम कर सकता है। इसका कारण पीएलएल है (नीचे देखें, "क्लॉक रिकवरी")। 74HC4046 microcircuit का VCO केवल 3 V के ऊपर की आपूर्ति वोल्टेज के साथ काम कर सकता है। यदि PLL का उपयोग नहीं किया जाता है, तो आपूर्ति वोल्टेज को 2 वोल्ट तक कम किया जा सकता है। सभी एचसी परिवार के चिप्स 2 वी पर भी 125 kHz की घड़ी आवृत्ति के साथ सामना करने के लिए पर्याप्त तेज़ हैं।

घड़ी की वसूली

गुंजयमान सर्किट 125 kHz की आवृत्ति पर संचालित होता है, जिसका उपयोग संपूर्ण सर्किट को देखने के लिए किया जाता है। एक संधारित्र संधारित्र के माध्यम से कुंडल से संकेत एक श्मिट ट्रिगर 74HC14 को खिलाया जाता है और एक RAWCLK सिग्नल में परिवर्तित होता है (उसी तरह, 50 हर्ट्ज सिग्नल आमतौर पर पावर ट्रांसफार्मर से हटा दिया जाता है)। श्मिट ट्रिगर हिस्टैरिसीस आवश्यक है क्योंकि सिग्नल में कोमल किनारों होते हैं और बहुत शोर उठा सकते हैं। मुख्य समस्या 50 हर्ट्ज से कुंडल के प्रेरक प्रेरण हैं, जो घड़ी संकेत में चरण शोर की उपस्थिति का कारण बनता है। श्मिट का ट्रिगर शोर प्रतिरक्षा प्रदान करता है और अधिकांश 50 हर्ट्ज पिकअप को हटा देता है।

74HC4046 चिप पर किया गया वैकल्पिक PLL ( PLL ) सर्किट्री घड़ी को गुंजयमान सर्किट के वाहक आवृत्ति के लिए सिंक्रनाइज़ करता है। वाहक आवृत्ति बाधित होने पर PLL की केवल आवश्यकता होती है। इस तरह के अंतराल आरएफआईडी पाठकों में हो सकते हैं, जो समय-समय पर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के आयाम को समायोजित करते हैं, ताकि सिग्नल शमित ट्रिगर की दहलीज से नीचे हो। फिर भी, पाठक कम क्षेत्र के आयामों पर डेटा प्राप्त करने में सक्षम रहता है। पीएलएल ऐसे समय में एक घड़ी बनाए रखता है। सर्किट में एक स्विच होता है जो आपको PLL के उपयोग को सक्षम या अक्षम करने की अनुमति देता है। पीएलएल विकलांगों के साथ, बिजली की खपत कम है, लेकिन इसे चालू करना कुछ पाठकों के साथ काम करने के लिए उपयोगी हो सकता है।

PLL समस्याएं कम लागत वाले पाठकों के साथ उत्पन्न हो सकती हैं जो महत्वपूर्ण चरण शोर (घबराना) के साथ एक वाहक संकेत उत्पन्न करते हैं। यह पीएलएल को लगातार समायोजित करने का कारण बनता है, चरण को समायोजित करता है, जिससे ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है। एक और PLL समस्या बहुत खराब RFID पाठकों के साथ उत्पन्न हो सकती है, जो अपने आंतरिक 125 kHz थरथरानवाला से विशेष रूप से प्राप्त डेटा को पुनर्प्राप्त करते हैं। यदि टैग एक अवधि को छोड़ देता है, तो पाठक भ्रमित हो जाएगा और खराब चाल ™ हो जाएगा।

फ्रीक्वेंसी डिवाइडर

कुछ घड़ी संकेत व्युत्पन्न हैं (शब्द "व्युत्पन्न" के गणितीय अर्थ में नहीं है - नोट अनुवाद। ) मुख्य संकेत MCLK से। EM4100 टैग आमतौर पर MCLK / 16, MCLK / 32, और MCLK / 64 बॉड दरों के लिए निर्मित होते हैं, हालांकि MCLK / 64 (2 kbps) सबसे आम है। ट्रांसमिशन स्पीड सेट करने के लिए एक स्विचेबल फ्रिक्वेंसी डिवाइडर को आधे काउंटर 74HC393 पर इकट्ठा किया गया है। डिवाइडर DCLK सिग्नल उत्पन्न करता है। स्विच का एक सेट घड़ी संकेत के लिए विभाजन कारक सेट करता है।

74HC393 काउंटर की दूसरी छमाही में सभी आंतरिक घड़ी सिग्नल (CCLK, PCLK और SCLK) उत्पन्न होते हैं। डेटा रजिस्टर SCLK सिग्नल द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, जो डेटा दर निर्धारित करता है।

पूर्ण बार I आरेख को डिवाइस आरेख (पृष्ठ 2) पर दिखाया गया है।

मोदुलो काउंटर 128

डेटा रजिस्टर में 64 बिट्स होते हैं, लेकिन समस्या यह है कि डेटा को फिर से लोड करने में एक और घड़ी चक्र लगता है। यदि हम केवल 64 तक की गणना करते हैं, तो गिनती संकेत एक शिफ्ट सिग्नल को ओवरलैप करेगा, जिसका अर्थ है कि अगले 64-बिट चक्र में एक चूक हुई है और इससे डेटा ट्रांसफर चक्र की गलत शुरुआत होगी। सीधे शब्दों में कहें, एक पूर्ण 64 बिट ट्रांसफर और रजिस्टर रीलोड चक्र में 65 घड़ी चक्र लगते हैं। - नोट ट्रांस।

74HC40103 चिप एक काउंटर मोडुलो 128 के रूप में चल रही है, जो एक डबल डेटा दर पर 127 से 0 तक गिना जाता है, और फिर विद्रोह करता है। SCLK के सामने वाले ओवरलैपिंग से बचने के लिए CCLK के साथ सिंक्रोनाइज़ेशन के कारण एंड-ऑफ-काउंट सिग्नल (MOD128) थोड़ा टाइम-शिफ्ट किया गया है। यह ट्रिगर 74HC74 का उपयोग करके पूरा किया गया है, जो एक समानांतर लोड सिग्नल रजिस्टर ~ PLOAD उत्पन्न करता है।

मैनचेस्टर कोडिंग

अधिकांश लेबल में प्रयुक्त कोडिंग योजना, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, मैनचेस्टर है। मैनचेस्टर कोड का मुख्य लाभ इसकी पीढ़ी की सादगी है। घड़ी और डेटा स्ट्रीम के बीच अनन्य OR मैनचेस्टर कोड देता है। एलिमेंट 74HC86 डेटा स्ट्रीम को एनकोड करने के लिए SCLK और SDELAY सिग्नल जोड़ता है।

रजिस्टर, SOUT से वास्तविक डेटा स्ट्रीम, SDELAY बनाने के लिए एक घड़ी चक्र द्वारा विलंबित है। जब डेटा रजिस्टर फिर से लोड किया जाता है, तो SOUT तुरंत "0" से "1" में बदल जाता है (स्टॉप बिट से शुरू करने के लिए संक्रमण)। हालांकि, समानांतर रजिस्टर लोडिंग, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, शिफ्ट सिग्नल के किनारे से बंधा नहीं है, और मैनचेस्टर सिग्नल की पीढ़ी को SCLK के साथ समकालिक रहना चाहिए ताकि कोई गलत संक्रमण न हो। एक घड़ी की देरी SCLK के साथ डेटा स्ट्रीम में सभी बिट्स को समकालिक बनाती है।

मैनचेस्टर सिग्नल को अनुमानों में उत्सर्जन (ग्लिच) 0 → 1 और 1 → 0 होने का अनुमान है। इन स्थानों पर, SCLK सिग्नल उलटा है, लेकिन SDELAY और SOUT 100% तुल्यकालिक नहीं हैं। 74HC74 के ट्रिगर में देरी के कारण SDELAY और SCLK संकेतों की दौड़ से इजेक्शन को ट्रिगर किया गया है। हालांकि, यह उछाल इतना संकीर्ण (10-30 ns) है कि मॉड्यूलेटर के पास इस पर प्रतिक्रिया करने के लिए समय नहीं है, न कि रिसीवर का उल्लेख करने के लिए, जिसमें सिग्नल को दृढ़ता से फ़िल्टर किया जाता है। तो रिलीज के रूप में छोड़ दिया गया था।

द्विभाषी कोडिंग

कोडिंग स्कीम को लागू करने के लिए एक और कारण आसान है दो चरण। यह चरण-विलंबित अंतर मैनचेस्टर कोडिंग के समान है और यह एक आवृत्ति-हेरफेर ( FSK ) संकेत है जो वाहक पर आयाम हेरफेर ( एएसके ) के द्वारा आरोपित है। दो-चरण कोडिंग की जटिलता यह है कि आउटपुट सिग्नल स्तर हमेशा परिवर्तनशील होता है, जबकि आवृत्ति प्रेषित डेटा के अनुसार बदलती है। जनरेटर की दोहरी गति का उपयोग करके और फिर परिणाम को दो में विभाजित करके इस कठिनाई को दूर किया जा सकता है।

पहले चरण में, PCLK और SCLK संकेतों को 74HC00 (NAND) तत्वों के एक सेट का उपयोग करके प्रसारित डेटा की धारा के आधार पर बहुसंकेतन किया जाता है। मल्टीप्लेक्स के आउटपुट पर आउटलेयर का अवलोकन किया जाता है, जैसा कि ऊपर वर्णित (SDELAY और SCLK दौड़) के लिए किया गया है, और पीसीएलके और एससीएलके समकालिक नहीं हैं। (इस जगह पर पढ़ने वालों के लिए शुभकामनाएं और सो गए। यह अधिक मजेदार होगा - - लगभग। Perev।) काउंटर 74HC393 अतुल्यकालिक है, और यह समस्याओं का कारण बनता है। बाहरी संकेत दर्द रहित रूप से दो से विभक्त होकर नहीं गुजरा जा सकता है, क्योंकि आउटलेयर को काउंटर द्वारा दालों के रूप में भी समझा जा सकता है। मल्टीप्लेक्स सिग्नल को CCLK सिग्नल द्वारा परिमाणीकरण द्वारा उत्सर्जन के लिए मंजूरी दे दी जाती है, जो उत्सर्जन की अवधि की तुलना में उच्च स्तर पर बने रहने की गारंटी है। अंत में, 74HC74 ट्रिगर का उपयोग करके आवृत्ति को दो में विभाजित करना दो-चरण सिग्नल के गठन को पूरा करता है।

कोडिंग के प्रकार का चयन करने के लिए स्विच प्रदान किए जाते हैं: मैनचेस्टर या दो-चरण।

न्यूनाधिक

अंत में, एन्कोडेड सिग्नल को कॉइल पर वापस भेजा जाना चाहिए ताकि यह आरएफआईडी रीडर द्वारा प्राप्त किया जा सके। कॉइल के दोनों टर्मिनलों पर, वोल्टेज या तो सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है, क्योंकि इसमें प्रत्यावर्ती धारा प्रेरित होती है।

एमओएस ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी का उपयोग करके घुमावदार के दोनों छोर पर एक नियंत्रित पृथ्वी दोष बनाकर आयाम मॉड्यूलेशन किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के आधे-लहर सिग्नल पर संचालित होता है। रेक्टिफायर ब्रिज टर्मिनलों में से प्रत्येक के लिए जमीन के लिए एक बंद रास्ता बनाता है। इस तथ्य के बावजूद कि एमओएस ट्रांजिस्टर उक्त सिग्नल स्पाइक्स का जवाब देने में सक्षम हैं, गुंजयमान सर्किट नहीं कर सकते हैं, क्योंकि यह एक आवृत्ति के लिए ट्यून किया गया है जो स्पाइक आवृत्ति की तुलना में कम परिमाण के 2-3 ऑर्डर हैं।

अधिकांश चित्र और चित्र जो आपको वेब पर मिलते हैं, इस भाग को नहीं दिखाते हैं या इसे गलत तरीके से दिखाते हैं। बंद समय-नियंत्रित है, एन्कोडेड डेटा के अनुसार, और प्रतिरोध में सीमित, प्रतिरोधों के कारण। निष्क्रिय आरएफआईडी टैग आमतौर पर छोटे होते हैं, और इससे कम बिजली के परिमाण के क्रम पर काम करते हैं। टैग में आमतौर पर छोटे कॉइल होते हैं, और इस प्रकार यह केवल एक बहुत छोटे मॉडुलन की गहराई को प्राप्त कर सकता है। यदि हम अपने डिजाइन में बड़े कॉइल को शॉर्ट-सर्किट करते हैं, तो भेजा गया सिग्नल इतना मजबूत होने की संभावना है कि अधिकांश पाठक भ्रमित होंगे। इसके अलावा, कुंडल को छोटा करने के लिए घड़ी की आवृत्ति को बनाए रखने के लिए PLL के उपयोग की आवश्यकता होती है, जबकि कुंडल बंद होता है।

प्रोटोटाइप विधानसभा

अब, यदि सिद्धांत और योजना सही है, तो सब कुछ इरादा के अनुसार काम करना चाहिए। हालांकि, अभ्यास और सिद्धांत हमेशा मेल नहीं खाते हैं, और मेरा ग्रे मामला भी मुझे समय-समय पर विफल करता है।



प्रोटोटाइप में टैग आइडेंटिफ़ायर सेट करने के लिए 40 रेड स्विच हैं और एक डिवाइडर के लिए 4 ब्लू हैं। 8 चिप्स की शीर्ष पंक्ति लाइन समता की गणना करने के लिए XOR86HC86 के अनन्य या तत्व हैं। मध्य पंक्ति आठ शिफ्ट रजिस्टर 74HC165 है, जो 64-बिट डेटा रजिस्टर बनाते हैं। नीचे की पंक्ति में, बाएं पांच माइक्रोचिप्स कॉलम में समता की गणना करते हैं - चार 74HC280 और एक 74HC86। बाकी काउंटर, पीएलएल और श्मिट ट्रिगर हैं।

टांका लगाने में कुल 6 घंटे लगे। प्रोटोटाइप का मुख्य उद्देश्य बुनियादी कार्यों की दक्षता और पूरे उपकरण की विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से काम करने की क्षमता को दिखाना है। प्रोटोटाइप में PLL सहित मैनचेस्टर कोडिंग के लिए केवल तत्व शामिल हैं।

डिबगिंग

मुख्य योजना का विकास एक सरल कार्य था। इसमें केवल कुछ घंटे लगते थे। हालांकि, कुछ चीजों को सावधानीपूर्वक नियोजित नहीं किया गया था और कुछ कार्यक्षमता का प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण किया जाना था।

नेटवर्क पर सामग्री की खोज के बाद पैदा हुए प्रारंभिक विचारों ने कहा कि मॉड्यूलेशन गहरा, बहुत गहरा होना चाहिए, और यह कि कुंडल एक ही समय में पूरी तरह से बंद होना चाहिए। इसने मुझे पीएलएल को डिबग करने में बहुत समय बिताया, जो हमेशा उतना सरल नहीं होता जितना लगता है।

पीएलएल की समस्याएं

पीएलएल के साथ समस्या यह है कि आपको स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए कई मापदंडों को संतुलित करने की आवश्यकता है। एक ओर, एक तेज और स्थिर चरण कैप्चर सुनिश्चित करना आवश्यक है, जबकि एक ही समय में वाहक को बाधित होने पर कैप्चर रेंज और बरामद घड़ी के बहाव दोनों को कम करने की कोशिश की जाती है। 74HC4046 पर प्रलेखन का उपयोग करना मेरे विचार से अधिक जटिल हो गया। सभी घटकों के लिए कोई तैयार-किए गए सूत्र नहीं हैं, और कुछ को ग्राफ़ पर ढूंढने की आवश्यकता है (मेरे लिए यह एक रहस्य बना हुआ है कि ग्राफ़ मूल्यों को दो बार वास्तविकता से क्यों प्राप्त किया गया, लेकिन ओह अच्छी तरह से)। सभी घटकों के लिए उपयुक्त रेटिंग खोजने में कुछ समय लगा, और यह सुनिश्चित करने के लिए कि 125 kHz की आवृत्ति VCO रेंज के बीच में गिरी, और साथ ही, बहाव स्वाभाविक रूप से छोटा था।



बहाव विश्लेषण के दौरान, मुझे पीएलएल को आवृत्ति मॉड्यूलेशन देने वाले 50 हर्ट्ज पिकअप का एक महत्वपूर्ण हिस्सा भी मिला। हाथ में कुंडल के मजबूत संपीड़न ने हस्तक्षेप को हटा दिया। समस्या यह थी कि पीएलएल इनपुट पर चरण तुलनित्र के पास एक चर सीमा है, इस तथ्य के कारण कि इनपुट संकेत द्विआधारी नहीं है। एक कैपेसिटिव कपल क्लॉक रिकवरी डिवाइस ने लॉरेंस सर्किट के लिए मोर्चों को अनुपयुक्त प्रदान किया। यह पाया गया कि श्मिट का ट्रिगर इस समस्या को हल करता है।

श्मिट ट्रिगर की एक महत्वपूर्ण संपत्ति यह है कि यह सिग्नल किनारों के दौरान बहुत अधिक बिजली की खपत करता है। इसका कारण यह है कि इनपुट चरण हिस्टैरिसीस प्रदान करने के लिए प्रतिक्रिया के साथ संयोजन में रैखिक मोड में संचालित होता है। सौभाग्य से, उच्च शक्ति मोड में बिताया गया समय छोटा है और कुल बिजली खपत सीमित है। लेकिन फिर भी, श्मिट ट्रिगर का उपयोग करने से सिस्टम में रिसाव होता है।

सस्ते पाठक और रद्दी

जब मैंने प्रोजेक्ट शुरू किया था, तो मुझे नहीं पता था कि मॉड्यूलेटेड सिग्नल के लिए आरएफआईडी रीडर कितना संवेदनशील होगा। इसलिए, मॉडुलन को कॉइल के पूर्ण सर्किट के रूप में लागू किया गया था, जैसा कि नेटवर्क पर पाया गया था। जल्द ही यह पता चला कि मॉड्यूलेशन बहुत गहरा था, और आरएफआईडी रीडर सिग्नल से स्टार्ट और स्टॉप बिट्स नहीं निकाल सकता था। पाठक के इलेक्ट्रॉनिक्स केवल इस मॉड्यूलेशन से दंग रह गए और सारा कचरा बाहर निकाल दिया।



उपलब्ध एकमात्र पाठक को अपने बोर्ड में कई तारों को खोलना और टाँका लगाना पड़ता था ताकि यह देखा जा सके कि यह वास्तव में किस तरह का डेटा प्राप्त किया था। यह पता चला है कि आरएफआईडी रीडर 50-100 μA के आदेश के वर्तमान स्रोत द्वारा शॉर्ट किए गए कॉइल से डेटा प्राप्त कर सकता है। यह उन 2.5 एमए से कुछ दूर है, जो कॉइल का पूरा शॉर्ट सर्किट देता है। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि PLL अब वैकल्पिक है। मॉड्यूलेटर को बंद करने पर भी घड़ी की रिकवरी जारी रहेगी। कॉइल का अवशिष्ट प्रेरण क्लॉकिंग का समर्थन करने के लिए पर्याप्त था।



न्यूनाधिक मूल रूप से द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर पर इकट्ठा किया गया था। इसने सिग्नल के कोमल किनारों को जन्म दिया, क्योंकि ट्रांजिस्टर कम पावर मोड में काम करते थे, जिसका अर्थ बहुत धीरे होता है। एमओएस ट्रांजिस्टर के साथ उन्हें बदलने से न्यूनाधिक तेज हो गया और वर्तमान खपत के 27 μA को बचाया। मेरे पास एसओटी -23 मामलों में केवल ट्रांजिस्टर थे (एसएमडी-माउंटिंग के लिए छोटे तिलचट्टे। - लगभग अनुवाद। ) , और उन्हें पिंस का उपयोग करके एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर रखा जाना था। 3.3-वोल्ट LDO स्टेबलाइजर जो हाथ पर था SO-8 पैकेज में था, यह पिन कनेक्टर के एक टुकड़े पर तारों के साथ लगाया गया था।

केवल आरएफआईडी रीडर अज्ञात निर्माण और उचित गुणवत्ता का था। वह सबसे खराब उम्मीदों पर खरा उतरा। यदि आप पाठक को गलत डेटा भेजते हैं, तो आप कर सकते हैं: ए) पाठक को लटका दें, बी) कंप्यूटर पर इनपुट में कचरा प्राप्त करें और सी) दुनिया में सब कुछ शाप दें, यह समझने की कोशिश करें कि कुछ अपेक्षित रूप से काम क्यों नहीं कर रहा है। केवल एक चीज जो निकली वह यह थी कि आपको अपने पाठक को पहली जगह पर इकट्ठा करना था। यह पता चला कि इमारत के सामने के दरवाजों पर पाठक बहुत अधिक विश्वसनीय थे और हर चीज को पचाने में सक्षम थे जो मैंने उन्हें स्थानांतरित कर दिया था।

तार्किक त्रुटियों की खोज करें

पाठक पर सामान्य रूप से डिकोड किया गया संकेत प्राप्त करने के बाद, यह अभी भी वैसा काम नहीं कर पाया जैसा कि इसे करना चाहिए। सर्किट में दो त्रुटियों का पता चला था।

पहला काउंटर मोडुलो 128 में था, जिसे पीसीएलके सिग्नल के अग्रणी किनारे पर देखा गया था। हालांकि, उसे पीठ के बल बैठना पड़ा। प्रोटोटाइप ने नौ के बजाय 10 स्टार्ट बिट्स भेजे क्योंकि PLOAD सिग्नल ने शिफ्ट क्लॉक सिग्नल के प्रमुख छोर को ओवरलैप किया। PCLK पर एक साधारण इन्वर्टर ने इस समस्या को हल किया। अंतिम डिजाइन, दो-चरण एनकोडर के साथ, एनकोडर ऑपरेशन के हिस्से के रूप में सही पीसीएलके सिग्नल उत्पन्न करता है।

दूसरी गलती मैनचेस्टर कोड की ध्रुवीयता थी। नेटवर्क पर केवल उल्लेख किया गया था: "कम का मतलब उच्च वर्तमान" और एक तार्किक "1" के लिए एक संक्रमण आरेख "निम्न → उच्च स्तर" था। वर्णन की कई व्याख्याएँ हैं। यह पता चला है कि इसका मतलब है: "कम मतलब है कि मॉड्यूलेटर चालू है (छोटा कुंडल)।" सौभाग्य से, SDELAY के गठन के लिए डेटा स्ट्रीम में देरी ने प्रत्यक्ष और उल्टे डेटा स्ट्रीम दोनों दिए। एक औंधा संकेत का उपयोग करने के लिए मैनचेस्टर एनकोडर को बदलना तुच्छ था।

पैसिव पावर टेस्ट

निष्क्रिय शक्ति संभव है या नहीं, यह देखने के लिए पूरे प्रोटोटाइप की ऊर्जा खपत को मापा गया था। 3.3 V पर वर्तमान खपत में 780 μA के आसपास उतार-चढ़ाव आया, जो सर्किट को बंद करने और निष्क्रिय शक्ति को प्रोटोटाइप को स्थानांतरित करने के लिए काफी छोटा है।

और फिर ... सस्ते पाठक के साथ कुछ नहीं हुआ।

सब कुछ उम्मीद के मुताबिक काम किया, सत्ता में आया, डेटा भेजा गया, और अचानक, "बीईईपी!"। कोड को कंप्यूटर स्क्रीन पर सही ढंग से पहचाना और प्रदर्शित किया गया था, जिससे पाठक जुड़ा हुआ है। सफलता! अब आप एक होममेड आरएफआईडी टैग के साथ दरवाजा खोल सकते हैं।

अनुनाद शक्ति की खोज में

गुंजयमान सर्किट से बिजली की आपूर्ति को समायोजित किया जाना चाहिए ताकि पाठक बहुत बार भटक न जाए, और साथ ही, टैग को संचालित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा निकाली जाती है। यह जितना मैंने सोचा था उससे अधिक कठिन हो गया। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, गुणवत्ता कारक एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वास्तव में, आपको एक छोटे से कॉइल की आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा प्राप्त करने के लिए पर्याप्त बड़ा होता है, लेकिन ट्रांसमीटर को अधिभार नहीं देने और आसान मॉड्यूलेशन प्रदान करने के लिए पर्याप्त छोटा होता है।

कृपया ध्यान दें कि गुंजयमान नियंत्रण रेखा सर्किट चयनित घटकों के लिए गणना किए गए गुंजयमान आवृत्ति पर बिल्कुल काम नहीं करता है। कारण यह है कि लेबल सर्किट सर्किट के लिए एक (थोड़ा कैपेसिटिव) लोड बनाता है। इस प्रकार, कुंडल गणना की तुलना में थोड़ा छोटा होना चाहिए। इसका लाभ यह है कि आप सिद्धांत के अनुसार कॉइल बना सकते हैं, और फिर सही आवृत्ति तक पहुंचने तक घुमावों को हटा सकते हैं।

यह पता चला कि एक सस्ता पाठक उच्च भार के प्रति बहुत संवेदनशील था, और लोड जितना कम था, उतना ही बेहतर काम किया। प्रारंभिक कॉइल, 3.3 एमएच, को कई बार आधा किया गया जब तक कि लगभग 680 एमएच के एक स्थिर समझौते के साथ एक स्थिर समझौता नहीं हुआ। दूसरा परिवर्तन 10 से 2 μF तक भंडारण संधारित्र के समाई में कमी थी। पाठक अभी भी हर बार विफल रहता है, लेकिन कम से कम यह पहले की तुलना में अधिक बार काम करता है।

किसी भी मामले में, दरवाजे पर नियंत्रक को मेरे द्वारा भेजे गए हर चीज के बारे में खुशी होती है, और मुझे कभी निराश नहीं किया (भले ही मैं परीक्षण के दौरान अपनी असली कुंजी भूल गया)।



एक अनाम आरएफआईडी रीडर महान काम करता है जब टैग में बाहरी शक्ति होती है। बाहरी स्रोत का उपयोग करते समय, पीएलएल को चालू करना सबसे अच्छा है। मुझे लगता है कि वे डेकोपिंग कैपेसिटर पर बहुत अधिक बचत करते हैं;)

मार्क के साथ चर्चा के बाद (वह व्यक्ति जो इस अंजीर पाठक का उपयोग करता है), उसने मुझे बताया कि उसने सामान्य पाठक का उपयोग करते हुए भी इस पाठक के साथ समस्याएं देखीं। हमने उसे एक छोटा डिबगिंग सत्र देने का फैसला किया। 200 mV तरंग (125 kHz की आवृत्ति पर) और यहां कुछ अप्रिय दालों और पाठक की आपूर्ति सर्किट में मौजूद थे। सिल्क स्क्रीन प्रिंटिंग के साथ चिह्नित बोर्ड पर स्थानों के लिए अतिरिक्त 1 μF + 100 nF कैपेसिटर मिलाते हुए लेकिन पाठक के प्रदर्शन में उल्लेखनीय रूप से सुधार नहीं हुआ। अब वह बहुत कम बार ठोकर खाता है और निष्क्रिय शक्ति से भी प्रोटोटाइप से डेटा पढ़ सकता है।

सभी पर ध्यान दें: ऐसे बकवास पाठक न खरीदें। या तो एक अच्छा खरीदें, या अपने आप को इकट्ठा करें।

अगर आपको लगता है कि कहानी खत्म होती है, तो आप गलत हैं। अभी भी सुधार की गुंजाइश है, और महत्वपूर्ण परिवर्तनों ने इसे बहुत बेहतर काम करने की अनुमति दी है। यहां तक ​​कि एक सस्ते नामहीन पाठक को भी अच्छी तरह से काम करने के लिए बनाया जा सकता है।

सर्किट बोर्ड

मूल डिज़ाइन को देखने और विकल्पों के बारे में सोचने के बाद, यह निर्णय लिया गया कि यह गैजेट एक प्रोटोटाइप के रूप में इसे अकेला छोड़ने के लिए बहुत अच्छा है। वह बस थोड़ा और ध्यान देने और एक बेतुके अंत तक विकास लाने के लिए भीख माँगता है। एक मुद्रित सर्किट बोर्ड विकसित किया गया था, और कुछ सावधानी के साथ, सभी भागों को दो परतों में 50x100 मिमी के क्षेत्र पर फिट किया गया था, ट्रेसर को "पर्याप्त स्थान नहीं" त्रुटियों को दिए बिना। आकार 50x100 का अर्थ है आईटेड या सीड पर बड़े पैमाने पर उत्पादन की उपलब्धता (कस्टम मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए सेवाएँ। - अनुमानित। स्थानांतरण ) । हालांकि, क्रेडिट कार्ड के आकार का शुल्क बनाना बहुत मुश्किल था।



बोर्ड एसएमडी घटकों के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि सब कुछ ठीक हो सके। इसमें 0.3 मिमी के व्यास के साथ 412 व्यास और 7 मील की न्यूनतम चौड़ाई के ट्रैक / अंतराल हैं। सभी सुविधाओं को लागू किया जाता है, जिसमें एक पहचानकर्ता शामिल है जो स्विच की सहायता से पूरी तरह से कॉन्फ़िगर करने योग्य है, बाहरी और निष्क्रिय बिजली की आपूर्ति की संभावना, प्रत्यक्ष क्लॉकिंग और पीएलएल, मैनचेस्टर और दो-चरण एन्कोडिंग के बीच स्विच करना, और एक विन्यास बिट दर: 1, 2, 4, या 8 kbit / s।

प्रोटोटाइप ने हमें कई सबक सिखाए जो सर्किट और सर्किट बोर्ड के अंतिम संस्करण में ध्यान में रखे गए थे।

• प्रोटोटाइप में काउंटर मोडुलो 128 काउंटर को दो 74HC163 चिप्स पर इकट्ठा किया गया था, जिसमें एक 74HC40103 चिप को प्रतिस्थापित किया गया था
• इनपुट सुरक्षा में दो ऑन-ऑफ जेनर डायोड (2x24 V) शामिल थे। उन्हें एक जेनर डायोड + एलईडी श्रृंखला द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, जो सुरक्षा और संकेत प्रदान करता है
• प्रोटोटाइप में छह श्मिट ट्रिगर वाले 74HC14 चिप का इस्तेमाल किया गया था। हालांकि, उनमें से केवल एक की जरूरत है, और चिप को 74HC1G14 के साथ बदल दिया गया था, जिसके मामले में केवल एक तत्व है
• बोर्ड के मुक्त स्थान में, दो-चरण एनकोडर को इकट्ठा करने और स्विच का उपयोग करके एन्कोडिंग का चयन करना संभव बनाने का निर्णय लिया गया था
• LDO- स्टेबलाइज़र को चालू / बंद (और "चालू" बटन को चालू करने की क्षमता वाले मॉडल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है) और कम वर्तमान खपत के साथ
• अब आप स्विच का उपयोग करके PLL के उपयोग को सक्षम / अक्षम कर सकते हैं। बिजली की खपत को कम करने के लिए, PLL को अक्षम किया जाता है जब इसकी आवश्यकता नहीं होती है।

विशिष्टता

भागों की लागत बोर्ड और कॉइल को छोड़कर $ 30 से कम है। आपको खुद एक कुंडल बनाना होगा (नीचे देखें)। वास्तव में, डीआईपी स्विच और सर्किट बोर्ड सबसे महंगे घटक हैं।

आप अधिकांश घटकों को उन लोगों के साथ बदल सकते हैं जो आपके पास हैं। हालांकि, इनपुट कैपेसिटर कम से कम 16 वी का सामना करने में सक्षम होना चाहिए। इसके अलावा, आपको रेज़ोनेटर और पीएलएल के लिए 1% रेसिस्टर्स और 5% कैपेसिटर का उपयोग करना चाहिए, ताकि पैरामीटर गणना किए गए लोगों के अनुरूप हों।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डेकोप्लिंग कैपेसिटर सभी 10 एनएफ प्रत्येक (सामान्य 100 एनएफ के बजाय) हैं। गुंजयमान सर्किट पर लोड को कम करने के लिए यह आवश्यक है। सर्किट कम आवृत्ति पर संचालित होता है और बिजली बस पर थोड़ा बढ़े हुए शोर स्तर का सामना कर सकता है, क्योंकि आपूर्ति वोल्टेज न्यूनतम स्वीकार्य से ऊपर है।

गणना के अनुसार, कॉइल में 0.4 मिमी के व्यास के साथ तार के 89 मोड़ होने चाहिए और 50 मिमी के औसत व्यास (घुमावदार के केंद्र रेखा के साथ मापा जाता है) होना चाहिए। कुंडल 48 मिमी के व्यास (सिलिकॉन सीलेंट से एक कारतूस) के साथ एक खराद का धुरा पर घाव था, और फिर एक लच्छेदार कॉर्ड की मदद से उन्होंने इसे एक सुंदर टॉराइडल आकार दिया और कसकर कॉइल बिछाया। सहिष्णुता के आधार पर वांछित अनुनाद आवृत्ति शायद 88 या 87 मोड़ के साथ प्राप्त की जाती है।

यदि आप सर्किट को प्रतिध्वनित करने के लिए सही ढंग से सेट करते हैं, तो आप अपनी पसंद के किसी भी आकार का एक कॉइल बना सकते हैं (उदाहरण के लिए, वर्ग या आयताकार)। हालांकि, आकृति को बदलने के लिए कुछ प्रयोग की आवश्यकता होगी, क्योंकि अधिष्ठापन और विद्युत चुम्बकीय युग्मन की ताकत आयामों पर निर्भर करती है (एक आयताकार कुंडल के लिए नीचे देखें)।

यदि आप एक कुंडल के अधिष्ठापन को मापते हैं, तो इसे 125 kHz की आवृत्ति पर करें। कुंडल की आवारा समाई और उनके बीच विद्युत चुम्बकीय युग्मन के कारण अधिष्ठापन आवृत्ति पर निर्भर करता है (उदाहरण के लिए, 3.3 mH का तार 1 kHz की आवृत्ति पर 100 μH से कम का अधिष्ठापन दिखाता है)। परजीवी पैरामीटर गुंजयमान आवृत्ति और प्राप्त गुणवत्ता कारक को भी प्रभावित करेगा।

सुरक्षा नोट

जैसा कि आप देख सकते हैं, आरएफआईडी टैग का अनुकरण करना तुच्छ है। सभी सिस्टम जहां केवल पहुंच के लिए एक कुंजी की आवश्यकता होती है, वे टैग इम्यूलेशन हमलों के लिए असुरक्षित हैं। एक्सेस कंट्रोल सिस्टम में RFID का उपयोग केवल प्रमाणीकरण के कारकों में से एक के रूप में किया जाना चाहिए, लिंक में "आपके पास क्या है + आपको क्या पता है" (हालांकि यह अप्रभावी हो सकता है )।

यहां तक ​​कि एन्क्रिप्ट किए गए टैग कई हमलों के लिए असुरक्षित हैं। इसके अलावा, NFC- सक्षम स्मार्टफ़ोन (जो आमतौर पर 13.56 मेगाहर्ट्ज पर काम करते हैं) पर टैग का अनुकरण करना तेजी से आसान होता जा रहा है। बस फ़ील्ड मॉड्यूलेशन एप्लिकेशन को सही ढंग से लिखें और आप जो चाहें कर सकते हैं।

एक मानक बहाने के रूप में, मुझे याद है कि लेखक (और अनुवादक! - लगभग अनुवाद। ) इस लेख में जानकारी का उपयोग करने के परिणामों के लिए कोई जिम्मेदारी नहीं मानता है। पाठक को अपने सभी कार्यों के लिए जिम्मेदार होना चाहिए।

आवास

कभी-कभी बहुत भाग्यशाली। एक सुंदर मामला अभी चोट नहीं पहुंचाएगा, जब प्रोटोटाइप समाप्त हो जाता है, और मुद्रित सर्किट बोर्ड का आदेश दिया जाता है। और बस उस समय, फ्लेमिंग ने असेंबलिंग समाप्त की और OSAA PhotonSaw लेजर कटिंग मशीन लॉन्च की। परियोजना पर एक साल काम करने के बाद, लेजर अपने पहले विवरण को काटने के लिए तैयार है। फ्लेमिंग और रूण अंतिम समायोजन करते हैं और लेजर कैबिनेट के एल्यूमीनियम कवर को लगाते हैं। आप कल्पना कर सकते हैं कि इस बात को काम करते हुए हम सब कितने खुश थे।

एक कामकाजी मशीन के साथ, हमें वास्तविक जीवन में अपनी परियोजना का परीक्षण करने का अवसर मिला। हमारे आरएफआईडी टैग के लिए मामला 2 मिमी ग्लास से बना था। यह मामला फोटोनसॉ में बनाई गई पहली वस्तु है, हाँ!



केस के बाहर कॉइल लगाने के लिए विचार पैदा हुआ था। सबसे पहले, मामले की आधी ऊंचाई का उपयोग करने का निर्णय लिया गया था, लेकिन यह अभ्यास में काम नहीं आया (लंबे पक्षों में अतिरिक्त छेद इस प्रकार उपयोग नहीं किए जाते हैं)। कॉइल को पूरी तरह से पूरे मामले की परिधि में रखा गया था, हालांकि मुझे संदेह था कि क्या आयताकार घुमावदार (105x55 मिमी) सामान्य विद्युत चुम्बकीय युग्मन के लिए बहुत बड़ा नहीं होगा।

परीक्षण कुंडल घाव था, बिना किसी गणना के, 66 बारी में 0.4 मिमी के तार के साथ। और, जाहिर है, हम फिर से भाग्यशाली थे, क्योंकि कॉइल ठीक उसी तरह से निकला जैसा कि 645 μH के अधिष्ठापन के साथ, एक टैग जुड़ा हुआ है, जो 125.2 किलोहर्ट्ज़ का गुंजयमान आवृत्ति देता है। दरवाजा रीडर पर एक परीक्षण से पता चला कि प्रोटोटाइप इस कॉइल के साथ ठीक काम करता है।

आवास के बाहर एक कुंडल के साथ, बाद की मोटाई कम की जा सकती है। आंतरिक मोटाई अब केवल बोर्ड पर भागों की ऊंचाई पर निर्भर करती है, और ध्यान में रखते हुए बोर्ड की मोटाई लगभग 6 मिमी होनी चाहिए। उत्कीर्णन जोड़ना भी अच्छा होगा। फ्लेमिंग ने सौंदर्य और एर्गोनोमिक कारणों से शरीर के किनारों को गोल करने का सुझाव दिया। एक घुमावदार मामला कॉइल के किनारों को भी बेहतर ढंग से संरक्षित करेगा, क्योंकि जहां कोई मजबूत तनाव नहीं है, तार के घुमाव बाहर निकलना पसंद करते हैं।



PhotonSaw मशीन अभी भी अच्छी स्थिति में नहीं है: शीर्ष कवर पर उत्कीर्णन काफी बाहर चला गया है। मामले के अंतिम संस्करण को बनाने से पहले इसे अंतिम रूप से डीबग करना आवश्यक है। घुमावदार आकृति को भी सॉफ्टवेयर में एक गणना त्रुटि का सामना करना पड़ा, क्योंकि बीम एक बंद रास्ते से गुजरने के बाद अपनी प्रारंभिक स्थिति में नहीं लौटा। लेकिन किसी भी मामले में, वक्र वास्तव में चिकनी दिखते हैं।

पीसीबी विधानसभा

आर्डर किया गया शुल्क:



विधानसभा बहुत कठिन नहीं थी। सोल्डर पेस्ट को एक स्टैंसिल का उपयोग करके बोर्ड पर लागू किया गया था, सभी भागों को रखा गया था, और फिर उन्हें एक मेकशिफ्ट ओवन में सील कर दिया गया था।



हालांकि, पीसीबी परीक्षण ने फिर से कई आश्चर्य प्रस्तुत किए। बोर्ड के पहले संस्करण में त्रुटियां मिलीं:

• डीआईपी स्विच पैड बहुत करीब एक साथ हैं। मुझे स्विच हाउजिंग को पक्षों से हल्के से पीसना था ताकि वे जगह में गिर जाएं। अगले संस्करण में अंतराल में 10 मील की वृद्धि हुई।
• स्थानांतरण दरों के पदनाम के साथ सिल्क्सस्क्रीन गलत तरीके से किया जाता है। मान "1 2 4 8" के क्रम में होना चाहिए, न कि "8 4 2 1"। अगले संस्करण में ठीक करें।
• प्रोटोटाइप में किए गए परिवर्तन स्पष्ट रूप से ऊर्जा के मामले में बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं, जिसके कारण कई अप्रत्याशित समस्याएं हुईं। ऑफ द स्टेट में सर्किट के लिए शक्तिशाली शक्ति का पता लगाया गया था।
• मॉड्यूलेशन कठिन और अस्थिर काम करता है। मुख्य कारण एक मॉड्यूलेटर के साथ संयोजन में विभिन्न इनपुट वोल्टेज का स्तर है जो वोल्टेज मॉड्यूलेशन मोड में संचालित होता है।

परजीवी भोजन

नया डिस्कनेक्टेबल स्टेबलाइजर (MCP1804) बहुत सारी ऊर्जा बचाता है। इसका अर्थ यह है कि कनेक्टेड बैटरी लंबे समय तक चलेगी यदि लेबल अल्ट्रा-लो खपत की स्थिति में है। लेकिन जब कुंडल रीडर के पास होता है, तो क्लॉक रिकवरी सर्किट के माध्यम से बिजली के लिए एक वर्कअराउंड दिखाई देता है।



एक पृथक्करण समाई (47 pF में 125 kHz की आवृत्ति पर लगभग 27 kOhm का प्रतिरोध) और सुरक्षात्मक डायोड के माध्यम से विद्युत बसों में प्रवाह होता है। कॉइल से आने वाली ऊर्जा लगभग 1 V की आपूर्ति वोल्टेज बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। करंट 250-500 μA तक पहुंच सकता है। आश्चर्यजनक रूप से, 74HC चिप्स उस तरह की शक्ति के साथ काम करने लगते हैं। दुर्भाग्य से, ऐसे तनावों के तहत, बल्कि अजीब चीजें होती हैं। 74HC चिप्स में एक आंतरिक रीसेट सर्किट है, और आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि यह काम करता है। कृपया ध्यान दें कि सुरक्षात्मक डायोड को बंद करने से मदद नहीं मिलती है। माइक्रिकोर्किट्स के इनपुट पर आंतरिक सुरक्षात्मक डायोड होते हैं, जो इस मामले में समान कार्य को खोलते हैं और प्रदर्शन करते हैं।

एक पावर रीसेट केवल तभी काम करता है जब आपूर्ति वोल्टेज एक निश्चित स्तर से नीचे की अवधि के लिए गिरता है। यदि वोल्टेज बहुत अधिक रहता है, तो आंतरिक तर्क भ्रमित हो सकता है क्योंकि इसके कुछ हिस्से अपरिभाषित स्थिति में हो सकते हैं, जबकि अन्य ठीक से काम कर रहे हैं। सभी चिप्स को एक सुसंगत स्थिति में सेट करने के लिए एक आंतरिक रीसेट की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, सर्किट बहुत कम आपूर्ति वाले वोल्टेज पर अस्थिर होगा।

लक्षण इस प्रकार थे: सही डेटा भेजते समय लेबल कुछ समय के लिए काम कर रहा होता है। यदि आप रीडर से कॉइल निकालते हैं और फिर उसे वापस करते हैं, तो आप शर्त लगा सकते हैं कि टैग बंद हो जाएगा या नहीं। कभी-कभी यह काम करता है, कभी-कभी यह नहीं होता है। PLL को अक्षम करने से स्थिति और खराब हो जाती है। कम बिजली की खपत इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समय-समय पर पाठक को ऑफ लेबल से डेटा प्राप्त होगा। यह एक "ऊर्जा कुशल प्रणाली" का मतलब है।

दो समाधान हैं: 1) क्लॉक रिकवरी सर्किट में संधारित्र को 15 पीएफ तक कम करें, और 2) अतिरिक्त ऊर्जा का निर्वहन करने के लिए शक्ति और जमीन के बीच 22-100 kOhm रोकनेवाला चालू करें। दूसरी विधि ऑपरेशन के दौरान रिसाव में वृद्धि की ओर ले जाती है और संधारित्र के समाई को कम करते समय वास्तव में आवश्यक नहीं होती है। फिर भी, यह एक विकल्प के रूप में प्रदान किया जाता है, और यह अभी भी चिप्स की अनिश्चित स्थिति से बेहतर है।

वर्तमान या वोल्टेज मॉड्यूलेशन

न्यूनाधिक सिरदर्द का एक नया हिस्सा लाया। रीडर से निश्चित दूरी पर कॉइल लगाने पर मॉड्यूलेशन पूरी तरह से गायब हो जाता है। यह तब भी हो सकता है जब कॉइल को रीडर से या उसके पास ले जाया जाए।

इसका कारण न्यूनाधिक सर्किट में था। एमओएस ट्रांजिस्टर कॉइल को एक निश्चित प्रतिरोध के अवरोधक के करीब करते हैं। हालांकि, यदि सर्किट से ऊर्जा की खपत बड़ी है, तो पावर सर्किट के प्रतिरोध की तुलना में मॉड्यूलेटर का प्रतिरोध बहुत अधिक है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि मॉड्यूलेशन की गहराई वर्तमान खपत पर निर्भर करती है, और यह बहुत अच्छा नहीं है। प्रोटोटाइप की तुलना में निचले ज़ोन डायोड में सीमित ज़ेनर डायोड के चुनाव से स्थिति और खराब हो गई थी।



वोल्टेज मॉडुलन से मॉड्यूलेटर को चालू मॉड्यूलेशन पर स्विच करने का निर्णय लिया गया था। पहले मोड के लिए, रोकनेवाला नाली सर्किट में था, और अब यह स्रोत और जमीन के बीच जुड़ा हुआ है। गेट-स्रोत वोल्टेज इस रोकनेवाला के पार तब तक छोड़ देगा जब तक कि ट्रांजिस्टर के उद्घाटन थ्रेशोल्ड (0.9-1.1 वी) के ऊपर एक मूल्य रहता है, जो ट्रांजिस्टर को रैखिक मोड में डाल देगा। अब ट्रांजिस्टर के माध्यम से धारा स्थिर होगी, चाहे नाली में वोल्टेज हो।

प्रोटोटाइप पर परीक्षण से पता चला कि वर्तमान मॉडुलन बहुत अच्छी तरह से काम करता है। एक सस्ता नामहीन पाठक अब विफल नहीं होता (ठीक है, शायद एक बार प्रति सौ या तो)। यह माना जा सकता है कि यह परिवर्तन अन्य पाठकों पर आश्चर्यजनक रूप से काम करेगा, और लेबल अब उनमें से अधिकांश पर काम करने में सक्षम होगा।

समाप्त संस्करण 1

आप सर्किट बोर्ड में किए गए परिवर्तनों को देख सकते हैं। मेरे पास 15 पीएफ एसएमडी संधारित्र नहीं था, मुझे पैरों के साथ एक साधारण मिलाप करना था। न्यूनाधिक ट्रांजिस्टर के स्रोत पर अतिरिक्त प्रतिरोधों के साथ उग आया है। पहले संस्करण के लिए कुल मिलाकर स्वीकार्य।

(तस्वीरें क्लिक करने योग्य हैं)

वीडियो प्रदर्शन

निष्कर्ष

आप सोच सकते हैं कि 7400 लॉजिक पर असेंबल की गई इस परियोजना को रेट्रो-सर्किटरी के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, लेकिन यह पूरी तरह सच नहीं है। सबसे पहले, आधुनिक 74HC परिवार उतना पुराना नहीं है। दूसरे, कम-शक्ति सर्किट हमेशा प्रासंगिक होते हैं। तीसरी बात, आधुनिक तर्क में एकल तर्क तत्वों (जैसे शमित का इस्तेमाल किया ट्रिगर) के माइक्रो-सर्किट का अक्सर उपयोग किया जाता है। यह अक्सर भुला दिया जाता है कि प्रौद्योगिकी का विकास microcircuits के पुराने परिवारों के लिए बंद नहीं होता है। वे सामान्य विविधता की पृष्ठभूमि के खिलाफ कम ध्यान देने योग्य बन गए।

डिजिटल वाले की तुलना में एनालॉग भाग को विकसित करना अधिक कठिन था। आंशिक रूप से विशिष्टताओं की कमी के कारण, लेकिन मुख्य रूप से मापदंडों को पूरा करने के लिए आवश्यक कई समझौते, और अप्रत्याशित दुष्प्रभावों के कारण। डिजिटल डिज़ाइन में अपेक्षाकृत कम विकल्प होते हैं, जबकि एनालॉग डिज़ाइन में आमतौर पर विभिन्न (और अक्सर विरोध) मानदंडों के बीच संतुलन की आवश्यकता होती है।

मुझे स्वीकार करना चाहिए कि 74HC चिप्स बहुत, बहुत अच्छे बने हैं। डेवलपर्स को पता था कि वे क्या कर रहे थे और बहुत कम बिजली की खपत हासिल की। सबसे पहले, मुझे इस बारे में कुछ संदेह था कि क्या लेबल निष्क्रिय शक्ति से काम कर सकता है, लेकिन विनिर्देशों को पढ़ने के बाद, यह केवल उचित सर्किटरी का मामला था। हालांकि, लेबल के विभिन्न भागों के अनुकूलन के लिए अभी भी जगह है।

अब देखते हैं कि 2012 के 7400 प्रतियोगिता में यह परियोजना अपने आप को कैसे दिखाएगी। प्रतियोगिता के लिए आवेदन 31 नवंबर को समाप्त होगा। लेखक को शुभकामनाएँ! - नोट ट्रांस।