Как стать автором
Обновить

Комментарии 91

Классная статья, очень интересно было читать
Спасибо, очень приятно!
Включение контроллера и код прекрасны.
Эталонны, я бы сказал :)
Хабр, это ты?! :)
Восторг от включения контроллера.
Восторг от нестандартного включения контроллера. Вы питали его когда-нибудь от портов ввода вывода и тактировали от поля?
Не питал, но тактировал :)
Тактировать от внешнего источника — нет проблем, это штатная функция, описанная в документации. А вот запитать от портов, так чтобы сигнал выпрямлялся встроенными диодами и пульсации сглаживались ёмкостью кристалла, плюс ещё в таком режиме от этих же портов шло тактирование — разве это не круто?
Никто не отрицает же. Круто!
Класс :)
Паразиткой через защитные диоды питаются устройства еще с КМОП-эры, так что это смело, но не очень круто. Использовать емкость кристалла в качестве сглаживающей — это тоже смело, но на грани фола (у одной партии микросхем может прокатить, у следующей — нет). А вот плюс ко всему этому решение тактироваться от «хоста» через индуктивную связь — реально гениальное, так как одно это одновременно решает три проблемы: 1. исчезает кварц с двумя кондерами, 2. не нужна индивидуальная подстройка RC-генератора, или код в алгоритме, который определяет мастер-частоту динамически, 3. устройство становится нечувствительным к девиации частоты хоста. Все вместе — настоящая бритва Оккама!
Исключительно для самообразования, можете показать пример схемы с паразитным питанием?
Сходу точно не помню, это было 30 лет назад почти — но это устройства с батарейным питанием наподобие ИК- или радиопультов на 561 серии, питающиеся через кнопки на входе мультиплексора. Как-то так.
Ну вот, на самом интересном месте :)))).
Ну попробуйте провести эксперимент сами — возьмите, например, 4*2И-НЕ (561ЛА7 емнип), запитайте его подачей высокого уровня на вход одного из элементов, а на любом другом элементе проверьте выполнение логической функции. Только неиспользуемые входы посадите на землю, а выходы не нагружайте сильно — иначе не получится.
Попадётся логика, попробую.
Это вообще о другом.
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В двух томах. Том 1. Глава 8.

8.35 Прирожденные недостатки ТТЛ и КМОП.

«Дальше идет уже чистая фантастика: вы забыли подключить контактный вывод Ucc корпуса КМОП, но все-таки схема работает просто идеально! А дело все в том, что она получает питание по одному из своих логических входов (от входа через защитный диод к цепи Ucc корпуса). Вы можете не замечать этого в течение довольно длительного времени, пока не возникает ситуация, когда одновременно на всех входах корпуса будет действовать низкий уровень: кристалл потеряет питание и «забудет» свое состояние. В любом случае такой режим не может считаться нормальным, так как выходной каскад не запитан нужным образом и не в состоянии обеспечить номинальный ток. Сложность состоит в том, что подобная ситуация может давать о себе знать лишь эпизодически, поэтому вам придется пробежать не один круг, пока вы, наконец, додумаетесь, что же в действительности происходит.»
Восхитительно. Но логика таки всё же понятно, но чтобы контроллер так питали.
Питал, правда недолго(прошилось и минуту проработало), но оно и понятно — XMega от 12 вольт работать не умеет. А разработчик, который переворачивает пины в разъёме «питание+отладочный UART», весьма злобный буратина, особенно если не предупреждает об этом.
Это он.

Далее будет восторг от прохода через турникет метро.
Да, только в метро используются карты другого стандарта :)
Как сказал один мой коллега после просмотра дизайна: «А теперь живите с этим».
А не жирновата 85-я для этого? Тут даже attiny4 хватило бы за глаза (и жрет меньше, а значит дальше от считывателя будет срабатывать).
Может быть. Надо пробовать. А расстояние до считывателя определяется напряжённостью поля. Оно убывает пропорционально квадрату расстояния.
это все дорого, надо на копеечной 13й тиньке :)
Ну, четвертая по идее должна быть дешевле, чем 13. Иначе какой в ней смысл?
не только в номере дело. 13я по факту — самая дешевая, раз в 5 дешевле 4й. У последней остается смысл в миниатюрности.
Я просто по спекам смотрел. Четверка заметно проще, а то, что она продается дороже, — это какой-то оскал капитализма :)
Круто! спасибо за статью!
Спасибо за спасибо
разобраться со стандартом HID и этим кодированием

действительно, пока чай заваривается можно и развлечься
Но статья классная!
Спасибо. Будем ждать результатов :).
Умом понимаю, что напряженность магнитного поля падает пропорционально квадрату расстояния до устройства считывания, но давно была мечта сделать такую RFID карту, чтобы она лежала в рюкзаке (или кармане) и когда подходишь к двери не надо было ничего доставать, она бы срабатывала с расстояния в пол метра — метр. Подошел бы даже вариант намотать антенну на рюкзак или в виде волокон на футболке (сделать ее большого размера), лишь бы каждый раз карту не доставать, возможно такое хоть теоретически или физика не позволяет сделать метку срабатывающую с расстояния в пол метра — метр (мечта так и останется мечтой)?
Есть rfid и дальнего действия, аж до 15 м (правда, с активными метками, пассивные я знаю максимум на 9 м — TagMaster ISO Card).

Применяются, например, на складах для учета хранимых товаров, в автохозяйствах и на паркингах — для отслеживания вьезда-выезда транспорта и вообще контроля доступа.

Метка остается компактной (обычно все так же в кредитку размером, бывают в формате наклеек)
image

Но вот антенна считывателя получается несколько погабаритнее
image
image
image


См. также статью asupro.com/gps-gsm/means-identification/reference/system-rfid-operating-uhf-microwave-band.html
Подозреваю, с активным питанием можно попробовать, но придется поработать с усилением сигнала.
Физика в данном случае в том, что дело не в чувствительности метки, а в чувствительности РИДЕРА. И чтобы он почувствовал метку, пусть и активную, с большого расстояния, нужно увеличивать её габариты и активно давить поле ридера.
Если же есть свобода выбора стандарта RFID, то используйте дальнобойные стандарты, как выше и предлагали. Или вообще не RFID стандарты, а стандарты беспроводной связи.
Там еще вопрос в потреблении метки. То есть ей еще нужно обеспечить достаточную напряженность поля — так что и мощность передатчика тоже включается в дело. Но повышение мощности передатчика не очень сочетается с повышением чувствительности приемника.
В данном случае вопрос в потреблении метки не стоит. Если у вас вместо нормальной метки с нормальной антенной используется нечто сильно жрущее с антенной из 3 витков, то ни о какой дальности в любом случае речи быть не может.
Как только мы ставим нормальный чип с нормальной антенной, то на первые строчки в вопросах дальнодействия встают вопросы габаритов и добротности. О потреблении метки вопросы не встают (в обычных условиях, естественно, иначе всегда найдётся скоростная экзотика и т.д.)
Что значит «нормальный чип»?
Он в любом случае что-то потребляет в процессе выполнения алгоритма обмена (а уж с криптованием — тем более). И ему это потребление надо обеспечить. И физика в том, что если энергии поля в точке расположения метки не хватит — антенна может быть сколь угодно идеальной, но работать метка не сможет.
Теоретизировать — хорошо. Попробуйте на практике.
Исчерпывающе ответил в комментах выше и ниже.
Для оценки мощности, нужной для работы пассивного транспондера в СВЧ и микроволновом диапазонах, используют понятие потери энергии в свободном пространстве. Потери в свободном пространстве определяют соотношение между ВЧ энергией, излучаемой считывателем в свободное пространство, и ВЧ энергией, принимаемой меткой. Эти потери зависят от расстояния между меткой и антенной считывателя, частоты передачи считывателя, коэффициентов усиления антенны метки и антенны считывателя.

При использовании полупроводниковой технологии малых мощностей можно изготовить чипы для RFID метки с расходом энергии не более 5 мкВт. Эффективность интегрального выпрямителя в СВЧ и микроволновом диапазонах обычно составляет 5-25%. Если принять эту эффективность равной 10%, тогда для работы чипа RFID метки потребуется принимаемая антенной метки энергия Рт=50 мкВт. Это означает, что если эффективная излучаемая мощность передатчика считывателя Р=0,5 Вт и если на антенне метки должна быть получена достаточно высокая мощность, тогда потери в свободном пространстве не должны превышать 40 дБ.

При частоте передачи 868 МГц может быть реализована дальность немного более 3 метра, а при частоте 2,45 ГГц можно достичь немного более 1 метра. К примеру, автоматическая RFID система идентификации продукции (рабочая частота 868 МГц) была реализована нами для Заказчика, который предлагает автомасла в широком ассортименте. Если бы чип радиочастотной метки имел более высокий расход энергии, тогда бы соответственно упала достижимая дальность.

( asupro.com/gps-gsm/means-identification/reference/system-rfid-operating-uhf-microwave-band.html )
Поизучайте принципы работы RFID разных разных частот и разных стандартов. Откроете для себя много нового. В том числе и то, что приплетать в диалог о 125 кГц EM-Marin более высокочастотные стандарты, а тем более на сотни МГц — non sensus.
Это не диалог про EM-Marin. Это диалог под статьёй о EM-Marin, начатый с того что некто хочет дальнодействующий RFID без уточнения стандарта.
Вообще без проблем, просто придётся сделать следующее:
  • достаточно большая рамка или антенна на феррите;
  • усилитель после антенны;
  • усилитель для передачи ответа.

Кричать в антенну придётся достаточно громко, чтобы ридер услышал. Остаётся ещё проблема с направленностью магнитных антенн. Придётся или правильно её ориентировать, или кричать весьма громко, или сделать пару антенн под прямым углом и выбирать правильную по уровню сигнала.
Физика в данном случае другая. Усилитель для передачи ответа ничем не поможет.
Можете раскрыть мысль? Метка меняет добротность своего контура, таким образом влияя на индукцию в катушке активного считывателя?
Грубо говоря — да, метка шунтирует резистором накопленную в контуре энергию в тепло, затем отключает шунт и снова накачивает контур внешним полем. По пульсациям потока отдаваемой энергии считыватель читает сигнал.
Вот такая метка (TagMaster HeadLight Tag) имеет размер 105х19 мм (есть аналогичные еще меньше — 90х11) и обходится без усилителей передачи ответа. А работает на 6 м (с ридером TagMaster XT-3, с другими дальность может отличаться).
image
Она на 865 МГц, там нетрудно сделать маленькую и эффективную антенну. Я говорил о том, как сделать дальнобойную метку на 125 кГц.
на 125 кГц — бесперспективняк.
По сути это радиопередатчик. Просто нужно большей мощности, у меня где-то на компе в залежах была фотка активной метки на 125 кГц, покажу как доберусь до домашнего компа.
Это совсем не радиопередатчик, метка модулированно тянет энергию из ридера, а не отсылает радиосигналы.
В некоторых других дальнобойных RFID стандартах — там да, может быть и вариант с «передатчиком».
Если мы говорим о дальнем ридере, то будет активный радиопередатчик.

А так-то да, это скорее воздушный трансформатор.
Активный радиопередатчик — это один из возможных видов дальнего считывания.
Например, дальний ридер UHF RFID работает без активных радиопередатчиков. Стандарты и физические принципы могут быть разными. И радиопередача — лишь один из них.
Тесла смотрел на волны Герца как на, э, «весьма снисходительно», и свой способ беспроводной передачи энергии считал отличным от радиоволн.
Не обязательно. Уже упоминаемые мной TagMaster работают по ISO/IEC 18000-63:2015 — Параметры радиоинтерфейса для связи в диапазоне частот от 860 до 960 МГц, тип C. А точнее, RAIN (EPC Gen2/ISO 18000-63).

Смотрим ISO 18000-63:
радиочастотная метка модулирует отраженный сигнал путем изменения коэффициента отражения своей антенны. Таким образом, радиочастотная метка использует для передачи информации устройству опроса принцип обратного рассеяния.


Gen2 V1 также описывает «passive-backscatter, reader-talks-first RFID radio operating in the 860–960 MHz frequency range», «Sending data by modulating an antenna’s reflectivity». Причем, даже метки с батарейкой все равно считаются пассивными — «battery-assisted passive-backscatter». То есть батарейка только восполняет недостаточность питания от поля ридера.



Вот активная метка на 125 кГц для ворот. Радиус действия несколько метров.
Собственная разработка или откуда-то взяли?
Это реальный пульт от ворот внутри. Фото старое, 2010 года. Устройства уже нету.
схему с описанием реально увидеть?

Нет
Зачёт!
Но для неё и ридер тоже нужен весьма специфичный.
Кстати, а почему все называют это Marine, когда

Это кривая русская калька
Очень круто! Возьму на вооружение, как раз пропуск потерял во время пандемии)
Я думаю будет проще попросить новый:D
Спасибо большое, я как раз собирал инфу.
Рад был быть полезным!

Потрясающе! А можно перебирать ключи в программе контроллера пока не подберешь верный из памяти считывателя?

Можно, я разрешаю. Но ваша жизнь сильно короче длинны ключей.
Он же сказал

пока не подберешь верный из памяти считывателя


Очевидно, идея не в брутфорсе ключа, а в отпирании нескольких заведомо известных дверей одним ключом.
А, ну так тоже можно. Модифицировать схему и прошивку. Сорян. что-то недосыпаю и не сразу схватываю соль.
Отлично изложено!
Спасибо!
Спасибо!
Выглядит здорово, хорошая работа
Спасибо!
я думал там обмен ассиметричными ключами.
Получается, офисные ключи и билеты метро легко скопировать?
Стандартов RFID огромное количество. Просто безумное. Я рассказал только о стандарте Em Marin, который совершенно никак не защищён и на 125 кГц. А метро, это уже Mifare и на 13,56 МГц. Совершенно другой принцип работы.
Но метро защищено совершенно другим способом, карты метро сегодня подделывать практически бессмысленно и очень дорого.
Что будет с МК, если его поднести к скрученному, силовому кабелю? Например у меня на столе, на огрызок провода наводится до 40В, я по этому не могу пользоваться Breadboard-ми.
Мне кажется надо добавить ещё какую-то защиту на катушку.
Если считаете, что надо добавить, так добавьте. Я разрешаю. Но если у вас на столе наводится 40 В (не знаю где у вас стол, может на силовом трансформаторе), то у вас и телефон с воткнутыми наушниками должен сгорать.
Нормальным людям, которые соблюдают технику безопасности и не работают в местах превышения магнитного поля этого делать не нужно.
Господа, картинки в статье (суммарно) весят больше 12МБ. Доколе? Пережимайте и кадрируйте, пожалуйста, свои зашумлённые «полнокадровые» фотки. Уважайте пользователей. Спасибо.

Например, фотка тиньки с кондёрами из ТрёхМегаБайтного WTF легко превращается в 22кБ вот этого: image
— «вес» в 140 раз меньше, а информативность даже лучше!
Учту ваше пожелание, просто полагал что все уже имеют нормальный интернет.
Насколько точно можно определить местоположение RFID метки?
Смотря какого стандарта. У этой метки радиус действия не более 20-30 см максимум.

Есть метки специально предназначенные для поиска. Но обычно используют технологию BLE для данных целей.
Хех, я узнал платку с кроваткой, в которой процесс прошивки был) Как давно это было))

Я привозил этот эмулятор на СС08, где мы с тобой вместе были за одним столом.

HIDовская модуляция конечно поинтереснее. Но при этом по сравнению со всякими iso 14443 или 15693 протокол там простой. Одно время крутил в голове проект RFID-пушки, эмулятора который срабатывал бы на расстоянии нескольких метров. Понятно, что они о каком пассивном питании речи там и быть не может, скорее наоборот нужно вдувать в катушку мощу в десятки раз больше мощности ридера
Вот это называется настоящий хакер. Заюзать железку так, как никто б не догадался, сэкономить и ваще запилить такое — это технический оргазм разраба. Очень круто!
Я это могу сравнить только с теми риалтеками для приема DVB-T, которые перепрошили и стали юзать как SDR-приемник — оказалось он очень неплох. Производитель явно не ожидал что так можно было )
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.