logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Tajemnica popsutej karty miejskiej

ghost666 27 Sie 2014 13:21 9102 11
REKLAMA
  • Charles Day proponuje dzisiaj lżejszy artykuł popularnonaukowy, poświęcony rozważaniom nad problemami fizycznymi jako-takimi.

    Nietrudno jest rozpoznać turystę na stacji metra, wizytującego Waszyngton. Poza ich codziennymi ubraniami i zrelaksowanym obliczem osoby wizytujące stolicę Stanów Zjednoczonych zazwyczaj korzystają z papierowych biletów, które zakupić można na stacjach metra. Dużo z osób mieszkających w Waszyngtonie czy otaczających go przedmieściach używa jednak zbliżeniowej karty miejskiej, nazywanej SmarTrip.

    Podobnie jak Londyńska Oyster Card czy używana w Hong Kongu Octopus Card, karta SmarTrip używana w Waszyngtonie zapisuje w swojej pamięci przejazdy z jakich korzysta właściciel i odejmuje ich koszt od całej kwoty 'zgromadzonej' na karcie. Aby uzupełnić stan konta skorzystać można z stosownego automatu, znajdującego się na każdej stacji, poprzez który zasilić można kartę gotówką lub z karty kredytowej.

    Tajemnica popsutej karty miejskiej


    Dwa tygodnie temu, żona autora artykułu, Jan, zapomniała wyjąć kartę z kieszeni spodni włożonych do prania. Naturalną konsekwencją tego zapominalstwa było wypranie karty razem z ubraniem. Pamiętając iż zegarek, który wyprałem 10 lat temu, przetrwał tą operację bez problemu, myślałem iż karta SmarTrip nadal będzie sprawna. Myliłem się. Kiedy Jan spróbowała użyć czyściutką już kartę, po której nic nie wskazywało na uszkodzenie, automat wyświetlił błąd, przy pierwszej bramce napotkanej na stacji metra. Kiedy poprosiła ona kierownika stacji o sprawdzenie karty potwierdził on to czego się obawiała - karta została uszkodzona. Jednakże dlaczego? co spowodowało uszkodzenie karty, która na pierwszy rzut oka wydaje się być dosyć wytrzymała?

    Inaczej niż w przypadku kart kredytowych, karty SmarTrip nie przechowują informacji na pasku magnetycznym. A nawet gdyby tak było to temperatura Curie - czyli taka temperatura w której materiał magnetyczny traci swoje właściwości, a domeny magnetyczne układają się losowo, efektywnie kasując wszelkie zapisane informacje - nie została raczej przekroczona w ciepłej wodzie w pralce.

    Czy detergent mógł uszkodzić kartę? Możliwe, jednakże trzy warstwy z których wykonana jest karta są złączone ze sobą bardzo mocno. Co więcej, Londyńczyk Frank Swain, pokazał iż trzeba dużo ostrzejszych środków chemicznych niż rozcieńczony detergent aby rozpuścić tworzywo z którego wykonana jest karta miejska z Londynu. Wykorzystał on aceton ze zmywacza do paznokci aby tego dokonać, co pozwoliło mu na rozmiękczenie i rozpuszczenie zewnętrznych warstw plastiku chroniących układy elektroniczne w Oyster Card.

    Karty SmarTrip przechowują informacje na układzie scalonym zawartym wewnątrz środkowej warstwy karty. W tej samej warstwie znajduje się pętla ze ścieżek elektrycznych wokół karty, która działa jako antena. Gdy zbliżamy kartę do czytnika fale radiowe przezeń emitowane indukują prąd w antenie karty, który zasila następnie układ scalony. Dalej, ta sama antena używana jest przez kartę do komunikacji z czytnikiem po to aby przesłać mu z powrotem wartość zapisaną w swojej pamięci.

    Tajemnica popsutej karty miejskiej


    W 2003 roku autor niniejszego artykułu pisał newsa od elastycznych przewodnikach, stworzonych przez Stéphanie Lacour wraz z współpracownikami z uniwersytetu w Princeton. Artykuł dostępny jest pod tym linkiem. Podczas pisania artykułu dowiedziałem się, iż płaskie metalowe przewody, takie jak wykorzystane są w karcie SmarTrip do konstrukcji anteny, mogą zostać uszkodzone podczas wygięcia nawet o kilka procent.

    Po pierwszym etapie prania, karta Jan została mocno przyciśnięta do ścianek bębna pralki podczas wirowania, mającego na celu odsączenia wody z detergentem od ubrań. W tym momencie karta wygięła się, a naprężenia związane z wygięciem się mogły przerwać uzwojenia anteny a w konsekwencji uczynić kartę niesprawną. Czy mogło tak być?

    Karta ma około milimetra grubości. Bęben pralki ma wewnętrzny promień równy 25 cm. Naprężenia występujące w karcie podczas wyginania jej z takim właśnie promieniem jaki mam bęben wynosić mogą właśnie około 1%, czyli wystarczająco dużo, aby przerwać obwód karty.

    Odmiennie niż problemy z którymi spotkać się można na egzaminach na studiach fizycznych, problemy które napotykamy w świecie rzeczywistym nie posiadają jasnych, predeterminowanych odpowiedzi. Jakkolwiek nie możemy być pewni co tak na prawdę uszkodziło kartę małżonki autora, całe wyzwanie intelektualne, związane z spekulacjami co mogło być przyczyną było bardzo ciekawe. Bez zdawania sobie z tego sprawy, podszedłem do zagadnienia które nauczyciele fizyki nazywają problemem otwartym.

    Z ciekawości zasiadłem do wyszukiwarki Google i wpisałem "open-ended physics problems" (ang. Fizyczne zagadnienia otwarte). Pierwszym, szczęśliwym strzałem, była strona Alexa Alemi, absolwenta fizyki Uniwersytetu Cornell, który umieścił na swojej stronie 223 pytania, sformułowane w późnych latach '40 XX wieku przez radzieckiego fizyka i noblistę Piotra Kapicę. Jego pytania miały za zadanie testować umiejętności studentów Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Technologii.

    Drugi wynik z wyszukiwarki był o wiele nowszy. W 2010 roku Szkockie centrum kwalifikacji (instytucja podobna do Polskiej Centralnej Komisji Egzaminacyjnej), zajmujące się testami na poziomie szkolnym opublikowała podręcznik dla nauczycieli fizyki. Pozwolę sobie zacytować fragment wstępu:

    Zagadnienia otwarte zaprojektowane są tak, aby zachęcać uczniów do udzielania pełnej, sensownej odpowiedzi, wykorzystującej całą wiedzę ucznia na temat fizyki. Takie pytania zatem pozwalają uczniom na zademonstrowanie pełnego i głębokiego zrozumienia zagadnień fizycznych, które wykorzystane mogą zostać do opisu ilościowego kolejnych zagadnień

    Kapica byłby dumny.

    Źródło:
    http://scitation.aip.org/content/aip/magazine...s+18-22+August&dm_i=1Y69,2QT7F,E1O02P,9ZVO2,1

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • REKLAMA
  • #2 13912046
    szymon122
    Poziom 38  
    Trochę nie chce mi się wierzyć, że to za sprawą wygięcia karta została uszkodzona. To w końcu urządzenie które jest przeznaczone do użytku codziennego - powinno być odporne na takie uszkodzenia.
  • #3 13912075
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    szymon122 napisał:
    Trochę nie chce mi się wierzyć, że to za sprawą wygięcia karta została uszkodzona. To w końcu urządzenie które jest przeznaczone do użytku codziennego - powinno być odporne na takie uszkodzenia.


    Oczywiście, fizyka uczy nas że należy wątpić i najlepiej, proponować alternatywne wyjaśnienia zaobserwowanych zjawisk. Co jeszcze mogło uszkodzić taką kartę w pralce?
  • #4 13912575
    Traker Wymiatacz
    Poziom 14  
    Ja również nie wierzę w to, że karta została uszkodzona przez krzywiznę bębna. Tego typu karty są sprawdzane mechanicznie poprzez ugięcie ich, a potem przetestowanie ich działania.
  • REKLAMA
  • #5 13912952
    krisyum
    Poziom 2  
    Witam wszystkich! Używam oyster card na codzień i niejednokrotnie ulegała ona uszkodzeniu. W większości przypadków niewątpliwie uszkodzeniu ulegały ścieżki wspomnianej anteny. Obsługa London Underground na szczęście dość wyrozumiale podchodzi do tego typu problemu i wymienia uszkodzoną kartę na nową, przywracając nieraz "na słowo honoru" utraconą zawartość. Nawet pojedyncze zgięcie karty na pół może ją zniszczyć ale nie musi, jeśli nie nastąpi to bezpośrednio w okolicy wyprowadzeń i układu scalonego. Niszczycielskie natomiast jest wielokrotne zginanie i prostowanie, co najprawdopodobniej miało miejsce w opisanym przypadku. Jeśli popatrzymy na przekrój karty prostopadle do jej powierzchni, okazuje się, że mamy 3 warstwy: 2 sprężyste i 1 rozciągliwa, która opierając sie na wewnętrznej warstwie zgięcia, coraz mniej pasuje do swojego oryginalnego "koryta", co w krótkim czasie prowadzi do powstania przerwy. Tak uszkodzona karta nieraz może jeszcze zadziałać jeśli w pobliżu czytnika zegniemy ją w takiej płaszczynie, aby ścieżki spowrotem utworzyły obwód. Inna możliwością awarii powstałej z tej samej przyczyny (wielokrotnego zginania) mogło być rozwarstwienie, a co za tym idzie, rozszczelnienie obudowy karty, i dostanie się wody do wnętrza układu.
  • REKLAMA
  • #6 13916244
    akajarz
    Poziom 23  
    Mam tak z paypas w karcie bankomatowej, któregoś dnia przestały działać płatności zbliżeniowe - uszkodzona antena chyba poprzez nadmierne wygięcie .
    Co ciekawe antena jednak działa, jeżeli wygnie się kartę w odpowiedni sposób co odkryłem po jakimś czasie. Dzięki temu uszkodzeniu mam kartę zabezpieczoną przed odczytem zdalnym i działającą kiedy ja chcę.
  • #7 13916463
    szymon122
    Poziom 38  
    Czy miał ktoś już podobny przypadek? Z tego co mi się wydaje to większość kart elektronicznych ma podobną budowę czy to bankomatowa czy do autobusów.
  • #8 13916791
    matipa
    Poziom 17  
    Moja karta miejska MZK po dość " intensywnym " przypadkowym praniu nadal była sprawna, a nawet gdyby uległa uszkodzeniu wystarczy zachować paragon od ostatniego doladowania i pójść do mzk oni dają nową... Nie widzę problemu.
  • #9 13917336
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    akajarz napisał:
    Mam tak z paypas w karcie bankomatowej, któregoś dnia przestały działać płatności zbliżeniowe - uszkodzona antena chyba poprzez nadmierne wygięcie .
    Co ciekawe antena jednak działa, jeżeli wygnie się kartę w odpowiedni sposób co odkryłem po jakimś czasie. Dzięki temu uszkodzeniu mam kartę zabezpieczoną przed odczytem zdalnym i działającą kiedy ja chcę.


    Miałem dokładnie taki sam problem z PayPassem :D Miałem, bo od tego wyginania-aby-zapłacić karta delikatnie pękła niszcząc dokumentnie antenę i teraz pozostał tylko pasek magnetyczny i chip :/
  • REKLAMA
  • #10 13919180
    excray
    Poziom 41  
    Antena jest odporna na zginanie ale najsłabszym miejscem karty jest chip a dokładniej punkt styku elastycznych ścieżek karty ze sztywnym krzemowym chipem. I moim zdaniem tam najczęściej następuje przerwanie obwodu.
  • #11 13928063
    Tommy82
    Poziom 41  
    Jak się bawić to się bawić ;P

    Stawiam na to ze pralka miała na bębnie jakiś zmienny potencjał o częstotliwości zasilania który indukował się na karcie podczas miochania bębenkiem, ten indukując się sfajczył elektronikę bo wygenerował za wysokie napięcie.
  • #12 13980732
    piotrva
    VIP Zasłużony dla elektroda
    To, na ile karta jest wytrzymała zależy od tego jak jest wykonana. Niektóre karty mają anteny z normalnych drutów, które dopiero są zalane w plastiku.
REKLAMA