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Info:
Willkommen im Lab, dem Labor von Runningserver.com. Diese Seiten sollen ihnen Einblick in meine Arbeit verschaffen und zeigen was alles möglich ist und wie man Spaß mit Technik haben kann.

Wenn Sie noch Fragen zu den hier gezeigten Versuchen haben schreiben sie mir einfach eine Email. Diese Seiten befinden sich zur Zeit noch im Aufbau.

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

Achtung, ein Teil der hier gezeigten Experimente ist nicht unbedingt ernst gemeint und teilweise lebensgefährlich, ich rate vom nachmachen bestimmter Experimente ab und hafte weder für etwaige Personenschäden oder Schäden die durch das nachmachen eines der hier gezeigten Experimente entstehen könnten.
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 führt jeder Satshop ein breit gefächertes Angebot an sog. Waverkarten. Im Einzelfall kann es jedoch vorkommen das die erhältlichen Waverkarten der angedachten Anwendung nicht genügen. Bei einer Waverkarte ist das Taktsignal und das Resetsignal des Prozessors direkt auf die dafür vorgesehenen ISO 7816 Kontaktflächen geführt. Dies macht eine Waverkarte z.B.: für die Emulation einer Speicherkarte (Stichwort: Telefonkarte, Krankenkassenkarte) mit SLE44xx unbrauchbar. Im folgenden wird ein Verfahren erläutert 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 Kontaktfläche, als Prozessor kommt ein Atmega128 zum Einsatz. Die Master und die Slave Kontaktflächen sind bis auf die Taktleitung und die Resetleitung 1:1 mit einander verbunden. Taktsignal und Resetsignal sind bei der Master Kontaktfläche direkt mit dem Prozessor verbunden – so wie wir es bereits von den Waverkarten gewohnt sind, während bei der Slave Kontaktfläche die Takt und Reset auf einem I/O Pin (Interrupt fähig) liegen. So kann mit dem Slave das Verhalten jeder beliebigen Speicherkarte (z.B.: Telefonkarte, Krankenkassenkarte ect...) nachgeahmt werden. Während der Master für den ganz normalen Betrieb als Smartcard ausgelegt ist und dementsprechende Einschränkungen aufweist, ist der Slave frei programmierbar. Die Karte kann mit jedem Smartcardprogrammer oder normalen ISP programmiert werden. Da das Herstellungsverfahren für 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 Kontaktfläche die per Lötbrücke wahlweise als Slave oder als Master betrieben werden kann. Wer möchte kann für den Slave-Betrieb noch einen Quarz einlöten, die Platine ist dafür schon vorbereitet.

Herstellung der Platine:
Klicken Sie auf das Bild für eine große Ansicht. Um eine geekKarte herzustellen muss zunächst die Platine gefertigt werden, dieses kann entweder mittels Isolationsfräsverfahren oder mit dem wohlbekannten Ätzverfahren hergestellt werden. Es ist sinnvoll doppelseitige Platinen zu verwenden, auch wenn das Layout für einseitige Platinen ausgelegt ist, dann können nämlich auf der gegenüberliegenden Seite die Brücken mit einem scharfen Messer oder Schleifgerät 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 gesägt und diese mit eine Feile so lange aufgeweitet bis der Prozessor sich ohne das die Pins verbogen werden müssen in das Loch fügt. Abschließend wird der Prozessor mit einem SMD Lötkolben festgelötet. Es reicht im übrigen nicht nur die tatsächlich kontaktierten Pins zu verlöten, aus Stabilitätsgründen müssen alle Pins verlötet werden. Wichtig: Die Platine darf jetzt noch nicht auf ISO Größe zugeschnitten werden, dies ist der letzte Schritt wir brauchen die überstehenden Ränder noch.

Prozessor abschleifen:
Der Schaltplan - Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Als nächstes wird der Prozessor auf der Platinenrückseite mit Schmirgelpapier heruntergeschliffen. Es ist wichtig hier etwas Feingefühl walten zu lassen und nicht zu viel abzuschleifen da sonst die Bonddrähte beschädigt werden könnten. Es ist nicht schlimm wenn die Karte später etwas dicker ist als ISO7816 vorschreibt da der überwiegende Teil der Lesegeräte tolerant gegenüber etwas dickeren Karten ist. In den allermeisten Fällen wird die Karte ohnehin nur knapp bis zur Hälfte eingschoben. Auf jeden Fall muss der Prozessor, sowie die gesamte Platine nach dieser Prozedur mit einem Testprogramm elektrisch überprüft werden.

Versiegeln:
Das Layout - Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Nun wird der Prozessor auf der Platinenrückseite mit Klebeband abgeklebt und die Platine auf einer Laborwärmeplatte fixiert. Die Kontaktflächen (Master und Slave) werden ebenfalls mit einem kleinen viereckigen Stück Klebeband abgeklebt. Die Platine wird dann an den Rändern großzügig mit Klebeband auf die Wärmeplatte geklebt. Vor dem Abkleben sollte die Platine jedoch noch einmal gründlich 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) angerührt und mit einem Spachtel gleichmäßig über die Platine gezogen. Sofort danach wird mit einer Pinzette vorsichtig das Klebeband von den Kontaktflächen (Master und Slave) abgezogen. Das Ergebnis sollte eine hauchdünne Beschichtung mit Epoxydharz sein. Die Wärme der Platte lässt das Epoxydharz sehr schön dünnflüssig und streichfähig werden, zum anderen hat die Wärme noch einen härtenden Effekt. Nach einigen Minuten sollte das Harz ausgehärtet 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 nächsten Schritt umgedreht auf der Wärmeplatte liegt das Cover auch richtig anbringen kann. Bevor wir die Platine jedoch wieder auf der Wärmeplatte fixieren ziehen wir das Klebeband vom Prozessor ab. Schnell wird auch klar: Wenn wir den Prozessor nicht abgeklebt hätten wäre das Epoxydharz an den Rändern des Prozessors durch die Platine gelaufen und hätte die Karte mit der Wärmeplatte verklebt. Es ist ratsam, falls sich durch das Epoxydharz am Prozessor scharfe Kanten gebildet haben diese mit Schmirgelpapier zu glätten. Im Übrigen ist es ratsam die Platte zum Schutz vollständig mit Klebeband abzukleben. Wenn die Karte fixiert ist tragen wir zwei Würste Epoxydharz links neben der Karte auf. Die erste Wurst ziehen wir wie schon vorhin mit einem Spachtel über die Platine. Danach wird das Cover auf die Platine gelegt und vorsichtig angedrückt. Zum Abschluss wird die zweite Wurst über das Cover gezogen und somit in die Karte einlaminiert. Wenn das Harz ausgehärtet ist kann die Platine von der Wärmeplatte gelöst werden und auf ISO Grüße zurrechtgeschnitten werden.

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

Download:
Klicken Sie auf das Bild um es zu vergrößern Die Platinenlayouts und Schaltpläne stehen im PostScript (Ätzen) und im HPGL (Isolationsfräse) unter der Creative Commons Licence zur Verfügung.

Download - geekKarte

(c)2001-2015 Philipp Maier, Hohen Neuendorf