คีย์การ์ดแตะประตูได้อย่างไรทั้งที่ไม่มีแบตเตอรี่

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

บัตรคอนโดหรือบัตรห้องพักดูเป็นเพียงแผ่นพลาสติกบาง ๆ พกไว้ในกระเป๋าสตางค์ได้ทั้งวัน แต่พอยกเข้าใกล้เครื่องอ่านที่ประตู ไฟสถานะก็เปลี่ยนและกลอนปลดล็อกในเวลาไม่กี่เสี้ยววินาที ทั้งที่ในบัตรไม่มีช่องชาร์จ ไม่มีถ่านกระดุม และไม่ได้เปิดเครื่องค้างไว้

ภายในบัตรแบบไร้สัมผัสมีวงลายโลหะบางมากวางเป็นกรอบรอบแผ่นบัตร วงนี้ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศหรือขดลวด เชื่อมกับชิปขนาดเล็กที่เก็บข้อมูลประจำบัตรไว้ บัตรบางรุ่นใช้ระบบความถี่ต่ำ 125 kHz ส่วนบัตรสมาร์ตการ์ดและ NFC ที่พบแพร่หลายใช้ย่าน 13.56 MHz จึงไม่ควรเหมารวมว่าคีย์การ์ดทุกใบทำงานด้วยมาตรฐานเดียวกัน

ตัวที่มีไฟเลี้ยงอยู่จริงคือเครื่องอ่านบนประตู มันสร้างสนามแม่เหล็กสลับออกมาใกล้ผิวเครื่องอ่าน พอบัตรเข้าใกล้ ขดลวดในบัตรรับพลังงานผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า คล้ายหลักการของแท่นชาร์จไร้สาย แต่ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก เพราะชิปต้องทำงานเพียงชั่วครู่

ไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยนี้ถูกแปลงและเก็บไว้ชั่วขณะเพื่อปลุกวงจรในชิป จากนั้นชิปจึงรับคำสั่งจากเครื่องอ่าน ตรวจสอบขั้นตอนสื่อสาร แล้วส่งข้อมูลตอบกลับด้วยวิธีเปลี่ยนภาระของวงจรเสาอากาศ หรือที่เรียกว่า load modulation เครื่องอ่านจับการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ ในสนามของตัวเองและแปลกลับเป็นข้อมูลบัตร

จุดสำคัญคือ บัตรไม่ได้ผลิตไฟฟ้าและไม่ได้ส่งสัญญาณแรง ๆ ออกไปเองจากระยะไกล มันรับพลังงานเฉพาะตอนอยู่ในสนามของเครื่องอ่าน จึงต้องแตะหรือยื่นให้ใกล้ ระยะใช้งานจริงขึ้นกับขนาดเสาอากาศ การจัดวางขดลวด กำลังของเครื่องอ่าน และวัสดุรอบบัตร ผู้ผลิตชิป MIFARE ระบุว่าบัตรชนิดหนึ่งส่งทั้งข้อมูลและพลังงานแบบไร้สัมผัสได้โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ ที่ความถี่ 13.56 MHz และระยะอาจไกลได้ถึง 100 มม. ในเงื่อนไขที่เหมาะสม

สิ่งที่ปลดล็อกประตูจึงไม่ใช่หมายเลขที่บัตร “ตะโกน” ออกไปลอย ๆ เสมอไป ระบบที่ออกแบบดีจะใช้การยืนยันตัวตนและกุญแจเข้ารหัสระหว่างบัตรกับเครื่องอ่าน ก่อนที่ตัวควบคุมประตูจะอนุญาตให้ปลดกลอน บัตรอาจยังอยู่ในสภาพดี แต่สิทธิ์เข้าออกสามารถถูกยกเลิกจากระบบได้ทันทีเมื่อโรงแรมเปลี่ยนแขกหรือคอนโดปิดสิทธิ์เจ้าของบัตร

ผู้ผลิต STMicroelectronics อธิบายการทำงานของแท็ก NFC แบบไม่ใช้แบตเตอรี่ไว้ตรงกันว่า ชิปเก็บเกี่ยวพลังงานจากสนามแม่เหล็กที่เครื่องอ่านสร้างขึ้น แล้วแปลงพลังงานเหนี่ยวนำนั้นเป็นกระแสไฟฟ้าสำหรับวงจรของแท็กเอง นั่นคือเหตุผลที่คีย์การ์ดแบน ๆ ไม่มีแบตเตอรี่ แต่พร้อมตอบสนองทุกครั้งที่เข้าใกล้ประตู: พลังงานสำหรับการคุยกับประตูถูกยืมมาใช้ในวินาทีที่แตะบัตรนั่นเอง.