เส้นลวดที่ซ่อนอยู่ในบัตรทางด่วน ความลับของเสาอากาศจิ๋วที่ทำให้แตะแล้วผ่านทันที

บัตรพลาสติกบาง ๆ ที่หลายคนพกติดรถ ซ่อนเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายเอาไว้ภายใน

หลายคนเคยถือบัตรทางด่วนหรือบัตรแตะจ่ายเงินไว้ในมือ แล้วอาจสงสัยว่าทำไมเพียงนำไปใกล้เครื่องอ่านไม่กี่เซนติเมตร ระบบก็รู้ทันทีว่าเป็นบัตรใบไหน ทั้งที่ภายในไม่มีแบตเตอรี่ ไม่มีปุ่มเปิดเครื่อง และไม่ต้องเสียบสายชาร์จ ความลับทั้งหมดซ่อนอยู่ในเส้นลวดโลหะขนาดเล็กที่ถูกฝังไว้ระหว่างชั้นพลาสติกของบัตร ซึ่งแทบมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า

หากนำบัตรบางรุ่นไปส่องกับแหล่งกำเนิดแสงที่สว่างมาก เช่น กล่องไฟหรือไฟฉายกำลังสูง อาจมองเห็นเส้นโลหะสีทองแดงวิ่งเป็นแนวรอบขอบบัตร ขดวนเป็นรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกันหลายรอบ เส้นโลหะนี้ไม่ใช่ลวดเสริมความแข็งแรง แต่เป็น เสาอากาศแบบขดลวด ที่ออกแบบให้ทำงานร่วมกับคลื่นวิทยุความถี่เฉพาะจากเครื่องอ่าน RFID

เสาอากาศจิ๋วสร้างพลังงานได้อย่างไร

เมื่อบัตรเข้าใกล้เครื่องอ่าน เครื่องอ่านจะปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา เสาอากาศที่ฝังอยู่ในบัตรจะรับสนามดังกล่าวและเกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าตามหลักของฟาราเดย์ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กภายในวงจร แม้พลังงานจะมีเพียงเล็กน้อย แต่ก็เพียงพอสำหรับเปิดการทำงานของไมโครชิปที่อยู่กลางบัตรได้ชั่วขณะ

เมื่อไมโครชิปได้รับพลังงาน มันจะส่งข้อมูลประจำตัวกลับไปยังเครื่องอ่านผ่านเสาอากาศเส้นเดิม เครื่องอ่านจึงสามารถตรวจสอบสิทธิ์ ระบุหมายเลขบัตร หรือหักค่าผ่านทางได้ภายในเวลาเพียงเศษเสี้ยววินาที หลังจากบัตรเคลื่อนออกจากระยะรับสัญญาณ กระแสไฟฟ้าจะหายไป วงจรก็หยุดทำงานทันที

เหตุใดจึงต้องขดลวดหลายรอบ

การเดินลวดเป็นวงหลายรอบไม่ได้ทำเพื่อความสวยงาม แต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรับพลังงานจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จำนวนรอบของขดลวด ขนาดของกรอบ และค่าความเหนี่ยวนำ ถูกออกแบบให้เหมาะกับความถี่ที่ระบบใช้งาน เพื่อให้รับพลังงานได้เพียงพอและสื่อสารกับเครื่องอ่านได้อย่างเสถียร แม้จะไม่มีแหล่งจ่ายไฟของตัวเอง

• รับพลังงานจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

• ส่งข้อมูลกลับไปยังเครื่องอ่าน

• ทำงานได้โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่

• มีอายุการใช้งานยาวนานเพราะไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว

เหตุผลที่บัตร RFID จำนวนมากมีอายุการใช้งานหลายปี เพราะภายในแทบไม่มีชิ้นส่วนที่สึกหรอจากการใช้งาน พลังงานจะถูกสร้างขึ้นเฉพาะเวลาที่อยู่ใกล้เครื่องอ่านเท่านั้น จึงไม่ต้องกังวลเรื่องแบตเตอรี่เสื่อมเหมือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป

แม้บัตรจะดูเป็นเพียงแผ่นพลาสติกธรรมดา แต่ภายในกลับประกอบด้วยเสาอากาศขนาดจิ๋วและไมโครชิปที่ทำงานประสานกันอย่างแม่นยำ เทคโนโลยีนี้ทำให้การผ่านด่านทางด่วน การแตะบัตรเข้าอาคาร หรือการชำระเงินแบบไร้สัมผัส เกิดขึ้นได้ภายในเสี้ยววินาที โดยอาศัยเพียงพลังงานที่ถูกเหนี่ยวนำจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของเครื่องอ่านเท่านั้น นับเป็นตัวอย่างของวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่ซ่อนอยู่ในสิ่งของใกล้ตัวซึ่งหลายคนใช้งานทุกวันโดยแทบไม่เคยสังเกตเห็น