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Info:
In meiner Freizeit beschÀftige ich mich viel mit Elektronik, Technik und GerÀten. Hier auf meinen Laborseiten stelle ich die Ergebnisse meine Projekte vor.

Wenn Sie noch Fragen zu den hier gezeigten Dingen haben schreiben sie mir einfach eine Email. Diese Seiten befinden sich zur Zeit noch im Aufbau (Wird auch niemals fertig werden, keine Sorge...)

Bitte Beachten Sie auch die Hindweise in Faq und Impressum bevor Sie sich die Programme herunterladen.

Achtung, die hier gezeigten Experimente und Basteleien sind lebensgefĂ€hrlich und richten sich ausschließlich an Fachleute mit entsprechender Sachkenntnis. Das hier gezeigte erfordert einen sicheren Umgang mit Hochspannung, Strom, Lasern und Giftstoffen. Die Warnung ist ernst gemeint und ich hafte weder fĂŒr PersonenschĂ€den oder SachschĂ€den!
The Lab - GeekKarte

Die Idee:
An Chipkarten herrscht kein Mangel. Es ist heute kein Problem mehr Chipkarten mit allen erdenklichen Typen von Prozessoren und EEPROM Speichern zu bekommen. Heutzutage fĂŒhrt jeder Satshop ein breit gefĂ€chertes Angebot an sog. Waverkarten. Im Einzelfall kann es jedoch vorkommen das die erhĂ€ltlichen Waverkarten der angedachten Anwendung nicht genĂŒgen. Bei einer Waverkarte ist das Taktsignal und das Resetsignal des Prozessors direkt auf die dafĂŒr vorgesehenen ISO 7816 KontaktflĂ€chen gefĂŒhrt. Dies macht eine Waverkarte z.B.: fĂŒr die Emulation einer Speicherkarte (Stichwort: Telefonkarte, Krankenkassenkarte) mit SLE44xx unbrauchbar. Im folgenden wird ein Verfahren erlĂ€utert mit dem es möglich ist eine Chipkarte, die geekKarte im ISO 7816 Format selbst herzustellen:

Die geekKarte:
Die Geekkarte passt in jeden Reader! Die geekKarte: Die geekKarte ist eine Hybridchipkarte mit einer Master und einer Slave KontaktflĂ€che, als Prozessor kommt ein Atmega128 zum Einsatz. Die Master und die Slave KontaktflĂ€chen sind bis auf die Taktleitung und die Resetleitung 1:1 mit einander verbunden. Taktsignal und Resetsignal sind bei der Master KontaktflĂ€che direkt mit dem Prozessor verbunden – so wie wir es bereits von den Waverkarten gewohnt sind, wĂ€hrend bei der Slave KontaktflĂ€che die Takt und Reset auf einem I/O Pin (Interrupt fĂ€hig) liegen. So kann mit dem Slave das Verhalten jeder beliebigen Speicherkarte (z.B.: Telefonkarte, Krankenkassenkarte ect...) nachgeahmt werden. WĂ€hrend der Master fĂŒr den ganz normalen Betrieb als Smartcard ausgelegt ist und dementsprechende EinschrĂ€nkungen aufweist, ist der Slave frei programmierbar. Die Karte kann mit jedem Smartcardprogrammer oder normalen ISP programmiert werden. Da das Herstellungsverfahren fĂŒr die geekKarte sehr komplex ist wurde dem Packet auch eine "Platinum-Version" der geekKarte beigelegt mit der man die geekKarte in Form einer gewöhnlichen Platinenkarte herstellen kann. Allerdings hat die Platinum-Version der geekKarte nur eine KontaktflĂ€che die per LötbrĂŒcke wahlweise als Slave oder als Master betrieben werden kann. Wer möchte kann fĂŒr den Slave-Betrieb noch einen Quarz einlöten, die Platine ist dafĂŒr schon vorbereitet.

Herstellung der Platine:
Klicken Sie auf das Bild fĂŒr eine große Ansicht. Um eine geekKarte herzustellen muss zunĂ€chst die Platine gefertigt werden, dieses kann entweder mittels IsolationsfrĂ€sverfahren oder mit dem wohlbekannten Ätzverfahren hergestellt werden. Es ist sinnvoll doppelseitige Platinen zu verwenden, auch wenn das Layout fĂŒr einseitige Platinen ausgelegt ist, dann können nĂ€mlich auf der gegenĂŒberliegenden Seite die BrĂŒcken mit einem scharfen Messer oder SchleifgerĂ€t von Hand aufgebracht werden. Zur Durchkontaktierung wird herkömmlicher Draht verwendet, welcher dann auf beiden Seiten festgelötet wird. Die Lötstelle wird auf beiden Seiten mit einer kleinen Feile vorsichtig auf ein Minimum heruntergefeilt. Der Prozessor wird verkehrt herum in die Platine eingelassen, dazu wird vorsichtig eine Ausspahrung in die Platine gesĂ€gt und diese mit eine Feile so lange aufgeweitet bis der Prozessor sich ohne das die Pins verbogen werden mĂŒssen in das Loch fĂŒgt. Abschließend wird der Prozessor mit einem SMD Lötkolben festgelötet. Es reicht im ĂŒbrigen nicht nur die tatsĂ€chlich kontaktierten Pins zu verlöten, aus StabilitĂ€tsgrĂŒnden mĂŒssen alle Pins verlötet werden. Wichtig: Die Platine darf jetzt noch nicht auf ISO GrĂ¶ĂŸe zugeschnitten werden, dies ist der letzte Schritt wir brauchen die ĂŒberstehenden RĂ€nder noch.

Prozessor abschleifen:
Der Schaltplan - Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrĂ¶ĂŸern Als nĂ€chstes wird der Prozessor auf der PlatinenrĂŒckseite mit Schmirgelpapier heruntergeschliffen. Es ist wichtig hier etwas FeingefĂŒhl walten zu lassen und nicht zu viel abzuschleifen da sonst die BonddrĂ€hte beschĂ€digt werden könnten. Es ist nicht schlimm wenn die Karte spĂ€ter etwas dicker ist als ISO7816 vorschreibt da der ĂŒberwiegende Teil der LesegerĂ€te tolerant gegenĂŒber etwas dickeren Karten ist. In den allermeisten FĂ€llen wird die Karte ohnehin nur knapp bis zur HĂ€lfte eingschoben. Auf jeden Fall muss der Prozessor, sowie die gesamte Platine nach dieser Prozedur mit einem Testprogramm elektrisch ĂŒberprĂŒft werden.

Versiegeln:
Das Layout - Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrĂ¶ĂŸern Nun wird der Prozessor auf der PlatinenrĂŒckseite mit Klebeband abgeklebt und die Platine auf einer LaborwĂ€rmeplatte fixiert. Die KontaktflĂ€chen (Master und Slave) werden ebenfalls mit einem kleinen viereckigen StĂŒck Klebeband abgeklebt. Die Platine wird dann an den RĂ€ndern großzĂŒgig mit Klebeband auf die WĂ€rmeplatte geklebt. Vor dem Abkleben sollte die Platine jedoch noch einmal grĂŒndlich mit Aceton gereinigt werden. Wenn die gesamte Platine durchgeheizt ist wird auf der linken Seite der Platte auf dem Klebeband Epoxydharz (z.B.: Uhu Schnellfest) angerĂŒhrt und mit einem Spachtel gleichmĂ€ĂŸig ĂŒber die Platine gezogen. Sofort danach wird mit einer Pinzette vorsichtig das Klebeband von den KontaktflĂ€chen (Master und Slave) abgezogen. Das Ergebnis sollte eine hauchdĂŒnne Beschichtung mit Epoxydharz sein. Die WĂ€rme der Platte lĂ€sst das Epoxydharz sehr schön dĂŒnnflĂŒssig und streichfĂ€hig werden, zum anderen hat die WĂ€rme noch einen hĂ€rtenden Effekt. Nach einigen Minuten sollte das Harz ausgehĂ€rtet sein und die Platine kann von der Platte gelöst werden.

Covern:
Ein liebevoll gestaltetes Cover rundet die Sache ab - eine schöne Geschenkidee. Nun wird mit einem Laserdrucker das Kartencover auf Papier gedruckt und auf die Platine ausgerichtet, damit man wenn die Platine im nĂ€chsten Schritt umgedreht auf der WĂ€rmeplatte liegt das Cover auch richtig anbringen kann. Bevor wir die Platine jedoch wieder auf der WĂ€rmeplatte fixieren ziehen wir das Klebeband vom Prozessor ab. Schnell wird auch klar: Wenn wir den Prozessor nicht abgeklebt hĂ€tten wĂ€re das Epoxydharz an den RĂ€ndern des Prozessors durch die Platine gelaufen und hĂ€tte die Karte mit der WĂ€rmeplatte verklebt. Es ist ratsam, falls sich durch das Epoxydharz am Prozessor scharfe Kanten gebildet haben diese mit Schmirgelpapier zu glĂ€tten. Im Übrigen ist es ratsam die Platte zum Schutz vollstĂ€ndig mit Klebeband abzukleben. Wenn die Karte fixiert ist tragen wir zwei WĂŒrste Epoxydharz links neben der Karte auf. Die erste Wurst ziehen wir wie schon vorhin mit einem Spachtel ĂŒber die Platine. Danach wird das Cover auf die Platine gelegt und vorsichtig angedrĂŒckt. Zum Abschluss wird die zweite Wurst ĂŒber das Cover gezogen und somit in die Karte einlaminiert. Wenn das Harz ausgehĂ€rtet ist kann die Platine von der WĂ€rmeplatte gelöst werden und auf ISO GrĂŒĂŸe zurrechtgeschnitten werden.

Fertig!
Nun haben wir eine frei programmierbare Prozessorkarte im Portemonnaie Wir haben nun eine vollwertige, freiprogrammierbare Chipkarte in ISO GrĂ¶ĂŸe. Es sei hier noch erwĂ€hnt das man im Speicherkartenbetrieb den internen RC Oszillator des Atmega128 aktivieren muss. Im Smartcardbetrieb ist es jedoch unerlĂ€sslich den vom Terminal bereitgestellten Takt zu verwenden da es sonst unweigerlich zu Timing-Konflikten kommt. Als Kartenbetriebsystem fĂŒr die geekKarte kann entweder ein selbstgeschriebenes C oder ASM Programm verwendet werden. Ein Betriebsystem, welches auf der geekKarte, und vielen aderen Waverkarten lĂ€uft ist XCOS und kann hier heruntergeladen werden.

Download:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrĂ¶ĂŸern Die Platinenlayouts und SchaltplĂ€ne stehen im PostScript (Ätzen) und im HPGL (IsolationsfrĂ€se) unter der Creative Commons Licence zur VerfĂŒgung.

Download - geekKarte

Tip: Schau dir doch auch mal meine Computersammlung an!
(c)2001-2018 Philipp Maier, Hohen Neuendorf