Не только в мегаполисах, но теперь и в домах многих просто крупных городов стали устанавливать домофоны, а двери в подъезд открываются с помощью электронного ключа. Приложил - и проход свободен. Но все ли знают, что находится внутри этого ключа?
Долгое время я сам считал, что там спрятана какая-то микроэлектроника с батарейкой-таблеткой (уж больно рабочая часть ключа похожа на неё). И когда батарейка разряжается, ключ начинает плохо работать, а потом и вовсе перестаёт открывать. Значит, надо заказывать новый. У меня уже так было.
Оказалось - всё совсем не так. Точнее, всё не совсем так. Внутри таблетки действительно прячется микросхема, вот только питание она получает извне - от замка. И, получив свои положенные вольты, посылает закодированный сигнал в ответ, на что получает либо согласие (замок открыт), либо отказ (звуковой сигнал типа "фиг вам").
Проблема, однако, в том, что микросхема чувствительна к электрическим разрядам. И разряд электричества (если вы вдруг решили положить ключи в карман вместе с батарейками) её может просто сжечь. Ну и, конечно же, такой ключ подвержен чисто механическим воздействиям, а ведь микро - она и есть микро, что там всё очень маленькое и хрупкое.
Конечно же, в этом плане такие ключи гораздо более защищены, чем просто магнитные - вспомните, например, пластиковые карты, которыми сегодня открываются замки в номерах разных продвинутых отелей. Стоит положить её рядом с мобильным телефоном - и есть огромная вероятность не попасть в свою комнату, ибо карточка просто размагнитится. Такое у меня тоже было.
Но есть, оказывается, гораздо более надёжные системы. И работают они на основе ЭФФЕКТА ВИГАНДА. Суть его вот в чём.
Если взять проволоку из викаллоя (ферромагнитного сплав железа, кобальта и ванадия), отжечь её - то есть нагреть до определённой температуры, подержать некоторое время и медленно охладить, он сохранит лишь очень небольшое остаточное магнитное поле при удалении внешнего поля. Затем проволоку многократно скручивают и раскручивают для холодной обработки внешней оболочки проволоки, сохраняя при этом мягкую сердцевину внутри, а затем она подвергается старению. В результате магнитная коэрцитивная сила (значение напряжённости внешнего магнитного поля, необходимое для полного размагничивания ферро- или ферримагнитного вещества) внешней оболочки становится намного больше, чем у внутреннего сердечника. И внешняя оболочка с высокой коэрцитивной силой будет сохранять внешнее магнитное поле, даже если удалить первоначальный источник поля.
А теперь самое главное: если к такой проволоке поднести магнит, внешняя оболочка отключает магнитное поле от внутреннего мягкого сердечника до достижения магнитного порога, после чего вся проволока - как её внешняя оболочка, так и внутренний сердечник - в ничтожные микросекунды меняет полярность намагничивания. Это и есть ЭФФЕКТ ВИГАНДА, а "приготовленный" таким образом провод называется ПРОВОЛОКОЙ ВИГАНДА.
Надо отметить, что скорость переключения достаточно высока, чтобы с катушки, использующей сердечник из такой проволоки, могло быть выведено значительное напряжение. А поскольку напряжение, индуцируемое изменяющимся магнитным полем, пропорционально скорости изменения поля, сердечник с ПРОВОЛОКОЙ ВИГАНДА может увеличить выходное напряжение датчика магнитного поля на несколько порядков по сравнению с аналогичной катушкой с сердечником без такой проволоки. Это более высокое напряжение может быть легко обнаружено электронным способом в сочетании с высоким порогом повторяемости переключения магнитного поля, что делает ЭФФЕКТ ВИГАНДА полезным для датчиков положения.
Данный эффект используется в магнитных датчиках для генерации постоянного импульса каждый раз, когда меняется полярность магнитного поля, и поэтому они не зависят от какого-либо внешнего напряжения или тока. Эта особенность таких датчиков делает их очень удобными в приложениях Интернета вещей в качестве сборщиков энергии, датчиков приближения и счетчиков событий. Их совокупное название - ДАТЧИКИ ВИГАНДА.
А ещё ЭФФЕКТ ВИГАНДА используется для защиты дверных замков. В этом случае в пластиковую карточку-ключ встраивается ряд отрезков ПРОВОЛОКИ ВИГАНДА, а код заключается в их определённой последовательности (что-то типа штрих-кода, только материального). Считывание карты производится путем протягивания ее через прорезь в считывающем устройстве, которое имеет фиксированное магнитное поле и катушку датчика. Когда каждый отрезок провода проходит через магнитное поле, его магнитное состояние меняется, что указывает на 1, и это ощущается катушкой. Отсутствие провода указывает на 0. Полученный цифровой код протокола Wiegand затем отправляется на главный контроллер, чтобы определить, следует ли электрически отпирать дверь.
Подделать такой ключ крайне сложно (впрочем, и изготовить копию - тоже), зато им не страшны магнитные поля и их невозможно перепрограммировать, как карту с магнитной полосой. Да и сломать тоже проблематично.
(Насчёт невозможности взлома ключа - это так. Однако, оказывается, можно взломать сам замок вот здесь показано, как это можно сделать.)
До кучи: ЭФФЕКТ ВИГАНДА таже используется при измерении частоты вращения колеса. Для этого ПРОВОДА ВИГАНДА крепят к внешнему его диаметру, а установленная снаружи считывающая головка распознает импульсы.
Джон Ричард Виганд (23 февраля 1912 - декабрь 1986) - американский физик, изобретатель, автор ряда патентов. Несмотря на то, что жил он сравнительно недавно (когда он умер, я служил в армии), почти нигде нет его фотографий и даже точная дата смерти не известна.
Из разрозненных источников удалось откопать, что Виганд переехал из Германии в Соединенные Штаты в 1930-х годах, чтобы изучать фортепиано и хоровое дирижирование во всемирно известной музыкальной школе Джульярда в Нью-Йорке. Позже он стал инженером, но именно его абсолютный слух позволил ему услышать изменения, которые произошли, когда его провода были намагничены. И именно это привело его в начале 1970 к открытию эффекта, названного его именем.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
