http://habrahabr.ru/company/cardberry/blog/228421/

Электронная карта Cardberry – это очень простая идея с одной стороны, и архисложный проект для реализации с другой. Концепция заключается в том, чтобы собрать воедино все дисконтные карты в приложении и использовать их с помощью одной единственной электронной карты Cardberry. Просто, не правда ли? На деле всё оказалось иначе.


Стадия №1. Анализ возможностей
Немного предыстории. Сама идея разгрузить бумажник пришла нам в 2013 году. Мы начали с того, что занялись тщательным изучением всех возможных видов, форматов и механизмов работы пластиковых карт различного назначения. Мы углубились и в техническое русло – что представляет собой информация, записываемая на магнитную ленту? какие стандарты задействуются? какие дорожки (треки) магнитной полосы используются в этом процессе?
Вместо бесконечных кип с документами столы сотрудников были завалены стопками дисконтных карт. Всем скопом было решено больше не использовать их по прямому назначению до того, как Cardberry не начнет свое победное шествие.
К этой масштабной работе был привлечен опытный специалист по радиоэлектронике из МФТИ. В результате совместной работы нам удалось установить, что в магнитных картах используются три информационных дорожки. В ходе выработки оптимальной стратегии было принято опорное решение – первый прототип электронной карты Cardberry будет использовать две из них. С этого момента началась активная разработка прототипной модели.
Стадия №2. Через тернии к звездам
Мы начали с определения основных механизмов, которые должны обеспечивать работу электронной карты Cardberry. Она должна была стать не просто картой, а компактным устройством с электронной начинкой. И размер здесь явно играет значение. На этом этапе нам пришлось столкнуться, казалось бы, с неразрешимой задачей – уместить все эти элементы в толщину 0,6мм.
Первое, о чем стоило подумать, — это батарея. Толщина — ключевой аспект, при этом она должна иметь некоторую емкость, достаточную для длительной работы карты. Мы нашли батарею толщиной 0,55-0,67мм и емкостью до 80 mAh. Мы подумали, что еще одно зарядное устройство с проводами в сумке — ни к чему. Вдобавок, электронная карта должна стать незаменимым помощником, на которого всегда можно положиться. Перезарядка точно не подходит под это описание. На фото ниже 2 варианта батарей с емкостью до 60mAh и 80 mAh.

Следующий проблемный пункт касался используемых элементов в схеме управления. Электронная карта Cardberry – это устройство, которое не может работать круглосуточно. Как минимум чтобы сберечь тот теоретически длительный заряд, которым мы хотели ее снабдить. Значит, без кнопки «Вкл./Выкл.» нам не обойтись. Также мы задумали сделать два типа карты – с экраном и без. Экран предназначен для вывода штрих кода для карт, где нанесен штрих код. Экран создан по технологии electronic paper, e-ink. Отдельно для нас разработали экран с сегментами для штрихкода. На фото экран и шлейф.

Еще одно больное место – взаимодействие смартфона с картой. Пока было совершенно не ясно, каким образом пользователь будет эмулировать выбранную дисконтную карту на электронную карту Cardberry. Ее предполагалось использовать непосредственно на кассе магазина, а значит, процесс записи должен быть быстрым. В этой связи ко всем вышеперечисленным элементам в карту необходимо было «впихнуть» еще и некое приёмное устройство, которое могло бы своевременно устанавливать связь со смартфоном.
Определив перечень задач, которые надо решить, мы занялись разработкой каждой из них в отдельности.
Стадия №3. Загадочная технология эмуляции
Её разработка и стала главным камнем преткновения всего проекта Cardberry. Перед инженерами стоял один простой вопрос – как будет происходить процесс эмуляции дисконтной карты на электронную карту Cardberry?
В теории все выглядело вполне очевидно. Нам даже удалось найти подходящий патент 25-летней давности. Но в то время он так и остался нереализованным ввиду несовершенства технических возможностей. И всё же долгая выдержка полезна только крепким напиткам: на сегодняшний день этот патент оказался нереализуемым и неактуальным. Мы решили искать собственные пути решения этой непростой задачи.
К ее разработке мы привлекли еще несколько квалифицированных инженеров, занимающихся защитой банкоматов от несанкционированного копирования магнитных полос карт клиентов (защита от скимеров). Ориентир был найден – необходимо было создать динамическую магнитную полосу. Совсем скоро специалистам удалось без труда эмулировать одну дорожку из двух необходимых. Но и здесь все участники процесса столкнулись с целым рядом трудностей:
• Как только речь заходила о второй дорожке, обнаруживалось сильное наведение магнитного поля. Это сулило всей работе карты серьёзные помехи или ложную информацию на выходе.
• Энергопотребление. Процесс эмуляции требовал больших энергозатрат. Для жизни карты и работы смартфона это было неприемлемо по понятным причинам.
• Характер сигнала. Мы столкнулись с тем, что на протяжении всей дорожки сигнал был неравномерным. Во избежание ошибок необходимо было сделать его устойчивым и равномерным.
• Скорость передачи. Формат сигнала и его характеристики напрямую влияли на скорость передачи данных. Жизненно важно было сделать ее максимальной высокой.
• Используемые материалы. От их свойств зависела вся работа технологии, и мы тщетно пытались найти подходящее решение.
Решение всех этих проблем, связанных только лишь с одной технологией эмуляции, стало нашей ежедневной работой на ближайшие 5 месяцев. Спустя это время бесконечные попытки найти решение привели нас к первым обнадеживающим результатам. Инженеры нашли несколько работоспособных вариантов эмуляции и выбрали из них наиболее оптимальное. Им оказалась технология, использующая гашение наведения магнитного поля на соседние дорожки карты. На ее основе был разработан первый прототип электронной картой Cardberry, отправленный на апробацию и тестирования. На фото предыдущие прототипы и один из рабочих вариантов исполнения динамической магнитной полосы.


Стадия №4. Начинаем сначала
Но и от этой технологии нам пришлось отказаться. Среди основных причин: громоздкость динамической магнитной полосы, некачественный сигнал и последующая невозможность массового производства. С этого момента нам пришлось начать разработку технологии эмуляции с самого начала. А параллельно уже велась работа над остальными вопросами, возникшими в процессе реализации проекта.
И некоторые из них были эффективно решены. В качестве канала эмуляции был выбран Bluetooth. Сначала нами был найдем микропроцессор со встроенным модулем Bluetooth Low Energy, далее появилась возможность рассмотреть более дорогой но практичный вариант с адаптивным Bluetooth, поддерживающим старые модели смартфонов.
Тем временем компанией было принято решение искать новый способ эмуляции: более простой, энергоэффективный и, главное, работоспособный. Одновременно с этим проект вышел на предпоследнюю стадию разработки: программисты взялись за создание приложения Cardberry для iOS и Android.
Стадия №5. Решение найдено
И решение действительно нашлось. Оно соответствует всем поставленным ранее задачам и обеспечивает стабильную эмуляцию дисконтных карт на электронную карту Cardberry.
После того, как все составляющие были найдены, нам осталось решить последнюю головоломку – упаковать все элементы в корпус пластиковой карты. Здесь уже существует одна проторенная дорожка, а именно технология создания смарт-карт. Однако в нашем случае механизм спекания слоев под давлением и при высокой температуре был невозможен по техническим причинам.
Для решения этой задачи мы обратились к специалистам в России и за рубежом, но реализовать ее удалось только в Китае. Специалисты Поднебесной нашли оптимальную технологию для сборки карты.
Впереди еще много нюансов, над которыми придется работать, к примеру, эмуляция штрих-кодов и работа с банковскими пластиковыми картами. Но самое главное уже сделано: проект Cardberry вплотную подошел к своему завершению, и впереди нас ждет первая тестовая партия уникальных электронных карт Cardberry.
Оформить предзаказ со скидкой 50%, можно уже сегодня. Доступна карта со светодиодом по цене 1200руб-50%=600 руб :) Больше информации о проекте вы можете найти на сайте cardberry.com
*все фотографии являются собственностью компании Cardberry. При компоновке использовалось приложение InstaCollage.