Более подробно про динамическую магнитную полосу

    Во-первых, отдельное спасибо всем, кто заказал карты после открытия предзаказа на cardberry.com Мы подключили альтернативную более простую (для тех, у кого нет paypal аккаунта) оплату с помощью робокассы, где просто вводятся данные карты без дополнительных полей. Также, спасибо за комментарии и вопросы по проекту, и интерес в целом!
    В этом посте более подробно будет рассказано о самой динамической магнитной полосе — dynamic magnetic stripe и вариантах ее иполнения. Идея DMS появилась еще 25 лет назад в США и была воплощена в виде теоретических описаний, чертежей и запатентована. Патенту был присвоен номер WO 89/01672 и опубликован он был 23.02.1989 года.
    В настоящее время патентом уже можно воспользоваться без нарушения каких-либо прав на интеллектуальную собственность, но, к сожалению, в практическом применении он бесполезен.

    Итак, идея все та же, как и 25 лет назад: передача сигнала изменяющимся магнитным полем, которое создается катушкой/катушками. Управление осуществляется микроконтроллером. На самом деле магнитная полоса карты — это ничто иное, как магнитофонная лента, на которой есть положительно и отрицательно намагниченные участки, расположенные в 3 ряда (если используются все три трека). При протяжке карты через карт-ридер мы создаем переменное магнитное поле на считывающей головке. Именно с помощью него и закодирована информация на карте. В обмотке головки появляется переменный ток. Таким образом нам необходимо воссоздать последовательность меняющегося магнитного поля на головке ридера. Это возможно сделать с помощью катушки и подачи на нее переменного напряжения соответствующего вида.
    Для начала необходимо было, в целом, понять возможность имитации магнитного поля. Была намотана одна небольшая катушка, записан в микроконтроллер код карты и воспроизведен. Первый тестируемый образец был вставлен в ридер стационарно таким образом, чтобы катушка располагалась напротив считывающей головки, а именно напротив приемника второго трека (дело в том, что кодировка у первого трека отличается от кодировки второго и третьего). В стационарном режиме испытания прошли успешно. Катушка создавала переменное магнитное поле, последовательно передавая символ за символом, ридер принимал эту последовательность и декодировал (конечно же есть ограничения по скорости протяжки карты, а значит и по скорости передачи сигналов, но в этот интервал попасть возможно).
    В динамике все оказалось сложнее. На устойчивую передачу данных влияло несколько факторов, основные из которых: однородность намотки катушки (мотали мы вручную) и длина катушки. Дело в том, что при длинной катушке в середине получался «провал», то есть уровня магнитного поля было не достаточно для передачи информации, а при короткой катушке мы не всегда успевали передать всю последовательность символов при протяжке опытной карты. Приходилось вести карту медленнее, что не соответствовало выбранной нами концепции – обычное привычное использование карты. Параллельно появилось и еще несколько проблем, одна из которых и, пожалуй, основная – наведение сигнала на соседние треки.
    Итак, основные задачи, которые предстояло решить:
    1) получить примерно одинаковую напряженность магнитного поля на рабочей части трека;
    2) минимизировать наведение на соседний трек (в противном случае информация там тоже считывается и декодируется (если нет другого основного сигнала) и торговое оборудование выдает ошибку, либо шумы ломают основной сигнал, передающийся по другому треку).

    Надо сказать, что имитировать магнитную полосу для электронной карты Cardberry мы пробовали разными методами. Более подробно о каждом.
    Первый вариант карты с USB
    Первая гипотеза состояла в проверке исполнения катушек интегрированным в печатную плату способом (катушки исполнены в виде токопроводящих дорожек непосредственно на печатной плате).
    В тот момент (конец 2013 года) у нас не было понимания о наличии батарейки толщиной 0,55-0,65mm и мы сделали корпус у карты на ширину найденной батареи. Корпус выполнен с помощью 3D принтера. При тестировании данная карта не показала стабильной работы и мы продолжили поиски решений.

    Второй вариант с последовательными катушками CoilCraft
    Анализируя возможность последовательной передачи информации DMS на головку ридера, мы пришли к варианту расположения маленьких индукторов на всей протяженности. Мы создали и запрограммировали карту с последовательным расположением катушек и протестировали данный вариант. После тестирования мы были вынуждены отказаться от этой идеи в связи с выявленными сбоями во время прокатки. Катушки по отдельности генерировали магнитное поле и общая картина была неровная. Поле ломалось и в движении читалось в 50-60% случаев, что не удовлетворяло требованиям.

    Третий вариант с продольной намоткой
    Один из наших инженеров-электронщиков предположил, что геометрия магнитного поля позволит при продольной намотке сократить вертикальное наведение на соседние дорожки. Мы реализовали на разных материалах данную гипотезу. В действительности, сократилось наведение на соседние дорожки, но и поле стало очень слабым. Точнее, очень сильное в начале и провалы почти до нуля в середине. Чтение фиксировалось менее чем в 30% случаев.

    Четвертый вариант с гашением наводки – последнее решение, взятое за основу
    Проблема с наведением, одна из ключевых. Как было сказано выше — ридер, предназначенный для считывания 2х или 3х треков в данной ситуации будет читать наводки и понимать их как сигнал (ошибочный) или шум и отказывать в чтении данных с других треков. В этом подходе к DMS нам удалось реализовать предлагаемую теорию гашения наведенного сигнала симметрично расположенной катушкой, по которой ток течет в противоположном направлении.

    Данный прототип был успешно протестирован в нескольких магазинах, и мы перешли к формированию точного (машинного) промышленного образца.
    Ключевую роль играет толщина провода и сердечника, изменение каждого из параметров существенно влияет на качество и однородность сигнала.
    На текущий момент завершается процесс наладки производства, так как оборудование, предназначенное для создания катушек DMS создавали с нуля и параллельно дорабатывается и оптимизируется идея с гашением для стабильной работы карты.
    Предзаказ доступен на сайте cardberry.com со скидкой 50%.
    Cardberry
    21,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 52

      +3
      Хакерская карточка однако:)
        0
        Так для чего эту карту можно использовать?
          –7
          В топике есть пруф на сайт проекта, там ролик, понятно описывающий все возможности карты. Ваш случайный прохожий.
            +10
            Пруф == доказательство.
            В топике есть доказательство на сайт проекта < — В данном случае было бы правильно применить простое русское слово «линк».
            Ваш случайный прохожий.
              +1
              В данном случае было бы правильно применить простое русское слово «линк».

              Или не менее русское — «ссылка».
          +15
          >Данный прототип был успешно протестирован в нескольких магазинах

          Странно, что в магазинах позволили платить какой-то электронной фигней вместо карточки. По моему уже все по 100 раз слышали про воровство с помощью карточек. У меня в некоторых магазинах даже паспорт требовали.
            +3
            Это не платёжная, а дисконтная карта. Чтобы скидку сделать, у меня паспорт никогда не спрашивали.
            0
            У меня появился вопрос, если с картами с магнитной полосой и штрих-кодом всё более менее понятно, то как же быть с чипованными картами. Например, я владею картой сети АЗС Газпром, помимо магнитной полосы присутствует чип, как в классических версиях банковских карт. Как быть в случае если я захочу пользоваться вашей универсальной картой? На заправках, как правило, используют чип.
              0
              Да, к слову, ещё наверняка есть бесконтактные, всякие RFID и NFC.
                0
                Чувствуется мне, что мы уже ответили на свои вопросы. Используются самые популярные форматы дисконтных карт:-)
                +2
                Если на АЗС используется считывание чипа, то Вы не сможете использовать Cardberry. Если при считывании карта прокатывается через ридер магнитных полос, то все будет работать.
                  0
                  Ч.т.д. Спасибо за ответ:-)
                +11
                Господа, Вы так и проигнорировали мой комментарий habrahabr.ru/company/cardberry/blog/228421/#comment_7740091

                Как Вы будете делать так, что Ваша карта будет работать не физически (с этим все понятно), а ЮРИДИЧЕСКИ?
                  –6
                  В комментарии к прошлому посту указывала, что мы тестировали карту и отказов на кассе не было. Мы не сможем физически покрыть всех мерчантов, здесь вопрос в количестве людей, использующих карту. Никакой интеграции с магазином не нужно, вопрос конечного сидящего кассира. В приложении сохранение карт осуществляется через фотографирование карты с двух сторон, а потом прокатки через ридер, поэтому можно в смартфоне показать фото сохраненной карты.
                    +11
                    Это не вопрос кассира, это вопрос для того, кто является эмиттентом карты.

                    Для чего выпускается карта? Для того, чтобы привязать покупателя к данной конкретной точке, марке, фирме.
                    Кроме того карта является своего рода «статусом» + рекламным материалом. Ну и зачастую, чтобы получить карту, нужно выполнить определенные условия — например покупать часто или на заданный чек.

                    Я не уверен, что фирмы, дающий дисконт по своим картам, согласятся на то, чтобы скидки были в цифре вообще, как и на обезличенной карте.
                    Хотя бы потому, что если человек хочет карту, ему нужно выполнить условия дисконтной системы.
                    Они теряют и на рекламе, ибо карта перестает являться рекламным материалом и чем-то вожделенным.

                    Вид карты, как и чип / полоса на ней — это своего рода удостоверение — официальное подтверждение того, что Вы имеете какие-то преимущества. Подделать можно, но сложно.

                    Скопировать карту просто так обычный обыватель вряд-ли сможет.
                    А тут — пожалста. Как и фото. И вот только не говорите, что Вы сможете защитить дисконт-системы от этого.

                    Вы бы начали сначала с того, что заручились поддержкой крупных сетей, а не с девайса. ИМХО. уже было бы интересней.

                    А так, поворачивая Ваши же слова обратно — не факт, что конечный кассир вообще будет в чем-то разбираться — это не его работа. Ему дали инструкцию и он по ней действует. Ибо за отклонение штрафуют.
                      +2
                      P.S. сейчас очень много магазинов перешли на простую штуку — если у Вас карты нет, Вы говорите им Ваш номер телефона, и если он есть в системе — на него приходит смс с кодом — говоришь этот код — получаешь скидку. Из известных так работает например Sport Master.
                      Это как раз и служит подтверждением того, что Вы являетесь холдером карты.

                      Я перестал таскать их карточку. ИМХО — один из самых хороших подходов — и таскать ничего дополнительно не надо и скидка будет.

                      Единственно, что может быть задержка с приходом кода. Но вряд-ли она будет существенной.
                        0
                        Поэтому, на кассах Спортмастера дичайшие очереди: пока номер вобьют, пока дождешься смс…
                          0
                          Ни разу не замечал там дичайших очередей. 2-5 человек обычно. Хотя может от времени зависит. И магазина.

                          Но на данный момент это вполне приемлемая альтернатива ИМХО. Чем таскать с собой пачку карт.
                          У меня для EDC эта пачка около 12 карт — не хилый такой по толщине кирпич получается. Неудобно.
                          И иногда бывает, что взял не все, а понадобилось.
                        0
                        Вы бы начали сначала с того, что заручились поддержкой крупных сетей, а не с девайса. ИМХО. уже было бы интересней.

                        Есть нечто подобное сейчас в Украине и без карт: www.cardkit.net/
                        Не знаю, работает ли за рубежом, на сайте ничего об этом не сказано.
                    +8
                    С технической точки зрения решение выглядит крайне интересно, но… Отдать $30 за карту, которая прослужит максимум 2 года и которую не факт, что примут в магазине? Скажу честно, с практической точки зрения — меня эта перспектива, увы, не вдохновляет.
                      0
                      Оставив в стороне вопросы юридические, позволю себе небольшое замечание технического плана.
                      Представляю все трудности, возникающие при имитации магнитной ленты при помощи катушки индуктивности (антенны), поэтому позволю поинтересоваться, а не рассматривали ли Ваши специалисты возможность создания обратного устройства — «карт-записывателя», который подключается к сотовому телефону и создает на универсальной карте копию заранее снятого оттиска одной из заранее прочитанных оригинальных карт?
                      Сразу же отмечу главный (по моему мнению) недостаток подобного подхода — необходимость иметь с собой вышеуказанный девайс, который будет иметь довольно-таки заметные габариты, но все же? Зато никаких отличчий от оригинальной карты не может быть вообще.
                        +4
                        Вы имеете ввиду ридер-записыватель, через который можно прокатывать магнитную полосу пустой карты для перезаписи? Мы подумали, что это неудобно для пользователя носить его с собой и добавит еще одно действие на кассе (достать его и записать новый код на карте), предварительно выбрав в приложении нужную карту и отправить ее на устройство. Но однозначно, это решение более простое с точки зрения разработки, и менее затратное.
                        +1
                        В предыдущем топике вы так и не ответили на мой вопрос: планируете ли вы заранее связаться с руководством крупных российских сетей для прояснения юридического вопроса с приёмом карт? Т.е. для того, чтобы получить однозначный ответ на вопрос о том, как они отнесутся к использованию вашей карты в их сетях? Если да, то когда, если нет — то почему?

                        Скажу сразу, я разместил предзаказ на карту и надеюсь таки получить прямой ответ на свой прямой вопрос.
                          0
                          Спасибо, что сделали заказ.
                          Мы уже ведем работу с крупными эмитентами дисконтных карт, как будут подписаны с ними соглашения и/или получены официальные письма, их логотипы разместим на сайте.
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                            +2
                            коин упоминали в комментариях к прошлым выпускам. Коин гарантированно не взлетит без поддержки самих банков и МПС, ибо правила пользования банковскими картами прямо запрещают такие действия с ними. С дисконтным же картами все не так строго, да и магазины могут захотеть пойти на встречу. А технически-то реализация одинакова, т.е., в теории, Кардберри с этой динамической полосой — находка для кардера :)
                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                            0
                            «Yo dawg, we herd you like discount cards»…
                              0
                              Может глупый вопрос, но зачем вообще надо прокатывать такую карту? Не достаточно ли ее просто вставить в считыватель?
                                0
                                Считыватель рассчитан на статическую магнитную полосу у карты.
                                Там стоит обычная магнитная головка, чтобы считать всю магнитную полосу, требуется провести всю ее через эту магнитную головку (которая гораздо меньше по размерам, чем сама магнитная полоса — вспомните кассетный магнитофон).
                                  0
                                  Так в случае с динамической полосой что мешает формировать сигнал непосредственно в точке считывания? Зачем привязываться к геометрии статической полосы? Или я все же чего-то не понимаю?
                                    0
                                    По идее, будет достаточно небольшого прямоугольника высотой со считывающую головку и шириной в сантиметр (чтобы не нужно было очень точно сопоставлять считывающую головку и катушки динамической ленты).
                                      0
                                      Да, достаточно. Но кассир привык прокатывать карту. Можно было бы на кассе говорить кассиру, что карту не надо прокатывать, а просто вставить в щель ридера (в этом случае уже полгода назад можно было выпустить карту, оснастив ее кнопкой и нажимать как только карта будет вставлена в ридер), но 1. это неудобно и будет напрягать людей, 2. в общепите кассир уносит карту в счете и контролировать его действия еще более неудобно.3. положение головки не всегда понятно.
                                        0
                                        Понятно, спасибо!
                                0
                                Мне не так давно предлагали разработать нечто подобное в частном порядке на голом энтузиазме. Я отказался, понимая уровень сложности, как оказалось — был прав.
                                  0
                                  Кстати, а а ваши авторы не думали сделать многослойную ПП и сделать катушки уже непосредственно в ней? Может конечно снизит магнитное поле, но на круг выйдет дешевле.
                                    0
                                    Нам сначала эта работа не показалась такой сложной, как оказалось по факту. Многослойная плата с проводящим материалом была сделана в первом варианте (фото с зеленой картой), и на первом фото можно разглядеть еще несколько подобных попыток (где лежат платы). Но еще проблема с толщиной (плата + катушки + внешний пластик = не больше 1 мм) и исполнение возможно толко на флексе.
                                      0
                                      Да, сложности разработки, как знакомо. Просто каждый раз мотать антену — это не технологично, будет много брака. Только при очень массовом производстве стоит того. Как мне кажется.
                                        0
                                        Расскажите подробнее, как Вы предлагаете не мотать антенну? Что между слоями проложить?
                                          0
                                          Оставьте «вы» с большой буквы для деловых писем, а лучше совсем (т.к. правила русского языка нет). Мы здесь люди простые :)))

                                          В одной конторе, у нас был импульсный трансформатор реализован в многослойной печатной плате, по моему 1 мм, и витки были сделаны между слоями. При том что трансформатор был весьма мощный и многообмоточный, сверху на него надевался только ферритовый магнитопровод. В вашем случае можно сделать витки в виде положенной на бок пружины делая витки в нескольких слоях (можно в трёх или более). Я к сожалению не знаю, как должен располагаться вектор напряжённости магнитного поля в данной конструкции, но полагаю что не составит его во многослойной ПП сделать любого направления.
                                            0
                                            Ясно про витки. При печати платы может быть неточность в 0,1 мм а это уже критично, так как виток должен быть один к одному и мы используем тонкую проволоку. Чем больше расстояние между витками — тем слабее поле. Ну даже, возможно рально это решить, если бы не ключевая проблема — сердечник. Только он может дать ровное поле по всей длине, а не слишком сильное в начале и провал в середине. Если при замере мы видим неровные всплески — такую карту ридер не воспринимает.
                                            Если я неверно поняла Вашу (вашу/твою) идею, то при желании можно обсудить в почте. Я уточню у разработчиков. hello@cardberry.com
                                              0
                                              Не ясно откуда погрешность в 0.1 мм. На сколько я знаю технологические условия обеспечивают лучшую точность. У нас было очень критично точность, а платы делали у нас (говорю к тому, что качество заведомо хуже), и знаете — всё работало как часы.

                                              Ну я просто даю рекомендации. Есть сложные способы расчёта этих катушек. Например RFID-метки делают в виде катушки в печатной плате. Это не совсем одно и то же, но говорит о том, что технология весьма успешно применяется даже в любительских поделках (мой знакомый из Германии в 17 лет сделал такое сам). Так что вполне и вполне :).
                                                0
                                                Нашёл свой пост, как это всё выглядело

                                                image

                                                Подробнее можете посмотреть в моём посте ru-radio-electr.livejournal.com/700300.html. Уверяю вас, что погрешность даже в 0,01 мм испортило бы всё.
                                    0
                                    Наверное я несколько припозднился со своим вопросом, но всё же спрошу. Предусматриваете ли вы индивидуальный дизайн карты, выполненный по эскизу заказчика? Подобное уже входит в обыденность в области банковских карт.
                                      0
                                      Нет, Ваш вопрос вовремя. Сейчас мы выбираем дизайн карт без экрана. Проголосовать можно здесь vk.com/cardberrycom на главной странице. Индивидуальный нет, только на более дорогих вариантах карт (предзаказ будет открыт позже) нанесение имени и фамилии человека.
                                      0
                                      Ммм, может я что-то не понимаю, но почему ни на одной фотографии не увидел магнитомягких сердечников?) они должны значительно ослабить наводки на соседние головки, и сконцентрировать поле на нужном участке, таким образом можно добиться снижение количества обмоток и силы тока.
                                        0
                                        Здравствуйте, Яна.
                                        Осень перевалила за середину. Когда планируется обновление информации о поставках предзаказанных карт?
                                          0
                                          Здравствуйте! В середине ноября мы направим письма на указанные при регистрации электронные адреса с инструкциями по уточнению адреса доставки. Производство тестовых карт подходит к концу, с 4-7 ноября мы представим свой проект и готовые карты на конференции Web Summit в Дублине. Фото и видео опубликуем после конференции. Важное нововведение: карты уже будут оснащены диодом для передачи штрих кода, что позволит сохранять карты не только с магнитной полосой, но и с штрих-кодом. Более подробно расскажу про штрих-код в след.посте.
                                          При желании можно в любой момент вернуть деньги за предзаказ при отправке письма hello (at) Cardberry.com или через форму на сайте с указанием эл. почты и платежной системы, через которую была совершена оплата:( paypal или робокасса).
                                            0
                                            Спасибо большое за быстрый ответ. Поддержка штрих-кодов очень кстати, был слегка разочарован, что предзаказ был только на карты с полосой. Жду с нетерпением.
                                            0
                                            Ожидаю поддержку штрихкодов. После того как wylsacom дал вам рекламу думаю нужно этим заняться как можно быстрее. Первую версию покупать, пока нет желания особенно учитывая стоимость в 6000 рублей.
                                              0
                                              В карте работает поддержка штрих кодов. Красный светодиод эмулирует баркод, а благодаря детектору лазерного луча начинает передачу только при наведении.
                                                +1
                                                Я бы на вашем месте в принципе бы не торопился с покупкой карты. Я сделал предзаказ ещё в июле 2014 и карта до сих пор едет.
                                                ПС больше бугурта от недовольных клиентов в официальной группе в контакте.

                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                              Самое читаемое