INTRODUCCIÓN

Son muchos los lectores que se diri-gen a nuestra revista con la intención deencontrar algún tipo de tarjeta del tipointeligente con la cual experimentar eneste novedoso campo de las SmartCard.

Son muchas las aplicaciones que sepueden realizar con este tipo de tarjetasalgunas de ellas pueden encontrarlas enlas líneas siguientes.

- Cerraduras electrónicas- Sistemas de control y acceso- Medios de pago- Almacenamiento de datosActualmente es muy difícil el acceso

a la tecnología de las tarjetas, y muchomenos a sistemas de desarrollo que ge-neralmente por su precio solo están alalcance de grandes compañías con altopoder adquisitivo.

Por este motivo, muchos de nuestrolectores han tenido la idea de construirsus propias tarjetas inteligentes las cua-les pueden emular cualquier tipo de tar-jeta presente en el mercado, siempre cla-ro está, que sepamos su funcionamiento.

El principal problema a la hora deconstruir una tarjeta emuladora es el gro-sor de la placa de circuito impreso (PCB)que suele ser de 0,8mm en las tarjetas yde 1,6mm en las placas de tipo normal.

El siguiente problema trata de la pre-cisión de los contactos sobre la placa quehan de coincidir exactamente con los dela lectora.

Por todo esto, y ante las numerosaspeticiones de los aficionados y experi-mentadores de este campo, hemos deci-

dido regalar en este número una placa decircuito impreso que cumple con la nor-ma ISO7816, en lo referente a sus medi-das externas y contactos.

Con esta placa pueden construir cual-quier aplicación que deseen como puedeser un sistema de acceso, o un emuladoren circuito ICE (In Circuit Emulator).

Además de la placa, en este númeroencontraran toda la información paraconstruir algunas aplicaciones interesan-tes como pueden ser una cerradura elec-trónica o una tarjeta interfaz.

Para los lectores más avanzados o querequieran una tarjeta standar pueden en-contrar a través de nuestra revistas la tar-jeta inteligente del tipo SLE4404 la cualincorpora una memoria EEPROM quepermite ser leída y programada más de10.000 veces.

Para todos aquellos lectores que noestán interesados en el tema de las tarje-tas esta placa les servirá para montar cual-quier aplicación o circuito que deseenpues la zona de isletas de cobre permiterealizar cualquier montaje, incluso concomponentes SMD.

Para nuestros lectores mas curiosos yexperimentados, que deseen más infor-mación sobre las tarjetas inteligentes, lesrecordamos que en anteriores números deesta revista pueden obtener informaciónrelativa a este tipo de tarjetas, y de unlector de la misma.

En este número especial también pue-den leer la más novedosa informaciónsobre este tema tan interesante a la vezque secreto.

¡A experimentar!

MONTAJE Nº 1INTERFAZ ISO7816-RS232

El primer montaje que les propone-mos con nuestra tarjeta, es la construc-ción de un práctico interfaz entre el tar-jetero ISO7816 y un ordenador del tipoPC por medio del puerto serie RS232.

Con este interfaz pueden adaptar losniveles lógicos (TTL) del tarjetero a losdel standar del puerto serie, y de esta for-ma poder monitorizar el intercambio dedatos entre la tarjeta y la lectora.

Su construcción es extremadamentesencilla siendo necesario solamente unospocos componentes todos ellos de fácillocalización y bajo precio en cualquiercomercio electrónico de su zona.

El programa de control pueden reali-zarlo con solo teclear las líneas de códi-go fuente (en BASIC) que figuran al fi-nal del artículo. O bien, descargar algu-no de los muchos driver que circulan porINTERNET (WinExplore, Robin, etc)

FUNCIONAMIENTO

Pueden ver el esquema electrónico delinterfaz en la figura nº 1.

La misión de este circuito es adaptarlos niveles lógicos, es decir niveles detensión del tarjetero, que son TTL (Tran-sistor-Transistor-Logic) a los del standarRS232C. Los niveles TTL de lógica po-sitiva son de 5v para un «1» y de 0v paraun «0», mientras que el standar RS232Cemplea lógica negativa con los siguien-tes niveles: 15v para el «0» y -15v parael «1».

Queda claro por tanto la necesidad deadaptar estos niveles de tensión si quere-mos conectar nuestra tarjeta al ordena-dor.

Afortunadamente son muchos los cir-cuitos integrados existentes en el merca-do que permiten de una manera sencillarealizar esta adaptación.

TARJETA DE PROTOTIPOS ISO7816

Esta es la placa de regalo que se entrega junto a esta revista Figura 1

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El circuito integrado mas sencillo,económico y fácil de encontrar es el co-nocido MAX232 de la marca MAXIN.

Este integrado genera internamentelos dos niveles de 15v y -15v y los adap-ta con los niveles TTL de entrada/salida.

Para generar estas tensiones parte deuna alimentación simple de 5v, por lo cualnecesita unos condensadores externosdonde almacenar la carga eléctrica queen su debido momento y por medio delconvertidor integrado en el chip, generalas mencionadas tensiones.

Estos condensadores son del tipo elec-trolítico, y por tanto tienen polaridad,deben extremar las precauciones durantesu montaje, pues un error en el mismoproduce que el circuito en su conjunto nofuncione.

Para los menos iniciados, y para losnuevos lectores e informáticos les recor-damos que la patilla positiva de estoscondensadores está marcada por una cruzde color negro, (condensadores de Tán-talo).

El circuito U2A es un Buffer de co-rriente de los seis que están integradosen el chip marcado como U2.

La misión de este integrado es adap-tar la patilla de salida y entrada del tarje-tero.

Como pueden apreciar este interfazsolo necesita de dos circuitos integrados,cinco condensadores, y claro está de unconector ISO7816 y otro del tipo RS232.

PROCESO DE MONTAJE

El proceso de montaje una vez quehan conseguido todos los componenteses muy sencillo y es el siguiente.

En primer lugar suelde el integradoU1 en la placa para lo cual puede doblarsus patillas y soldarlas directamente enlos PAD (islas de cobre), o bien insertar-lo en la tarjeta en la que previamente harealizado los taladros con broca de 1mmde diámetro.

El siguiente paso es el montaje de loscinco condensadores electrolíticos, pro-curando no invertir sus polaridades.

A continuación suelden el integrado

U2 y los dos conectores ISO7816 yRS232 tal y como pueden ver en las fo-tos.

Para la conexión entre si de todos loselementos pueden utilizar hilo aislado de0,2mm o puentear las isletas de cobre conestaño formando así las pistas deseadas.

Una vez terminado el montaje com-prueben que no han cometido ningúnerror.

Este interfaz como cualquier otro apa-rato conectado al PC necesita de su co-rrespondiente programa de control másconocido como driver.

USO DEL INTERFAZ

Una vez montada la tarjeta interfazprocedan como sigue: conecten la tarjetaal conector RS232 del ordenador pormedio de un cable serie standar. Ahorapueden encender el ordenador y entrar enel editor de Qbasic, donde después decargar el driver elijan la opción de ejecu-tar.

Pueden conectar una tarjeta inteligen-te en el conector ISO7816 de nuestra in-terfaz y por último conecten el interfazal tarjetero.

Cuando introducimos el interfaz, eltarjetero se comunica con la tarjeta pro-ceso que es monitorizado por nuestro or-denador, por lo cual y modificando elprograma pueden realizar las siguientesfunciones:

-Grabar el protocolo de transmisióny todos los datos transmitidos

-Repetir o emular estos datos y pro-tocolo

- Interferir o bloquear algunos datos

-Generar ficheros con los datos

Naturalmente, para que el softwarerealice estas funciones, es imprescindi-ble su adaptación, y la programación delas funciones necesarias, para cada tipode tarjeta.

FUNCIONAMIENTO

LLAVE Nº 1:

En la figura nº 2 pueden apreciar elesquema electrónico de la llave, el cuales muy sencillo y está basado en un úni-co circuito integrado específicamente di-señado como codificador/decodificadorde 12 Bit.

El funcionamiento externo de este cir-cuito es el siguiente. La resistencia R1junto al condensador C1 forman una redR-C que genera una señal de reloj en lapatilla 13 del circuito integrado.

El código de 12 BIT puede ser intro-ducido simplemente poniendo a masa laspatillas deseadas.

El circuito transmisor se alimenta di-rectamente desde la unidad lectora unavez que se conecta, por lo tanto la llaveno requiere de ninguna alimentación nide baterías de ningún tipo.

El código binario de 12 bit programa-do sale por el integrado hacia la lectorapor su patilla nº 17 a la velocidad marca-da por la señal de reloj generada por me-dio de R1-C1.

Como pueden apreciar esta cerraduraes de alta seguridad pues para proceder auna apertura no autorizada han de cono-cer el tipo de integrado, el código de aper-tura del integrado, la frecuencia de relojy las conexiones y niveles de tensión conla lectora, lo cual es muy difícil.

LLAVE Nº 2

En la figura número 3 pueden ver elesquema electrónico de una nueva ver-sión de llave que es perfectamente com-patible con la anterior, en la cual se hasuprimido la resistencia R1 y C2, puesestos componentes pueden ir incluidos enla unida lectora la cual suministra la se-ñal de reloj por un hilo adicional.

Pueden por tanto reducir el númerode componentes de la llave a un solo in-tegrado, aumentando el número de co-nexiones a un solo hilo.

LISTA DE COMPONENTES

Conector DB9 hembraTarjeta ISO7816Conector ISO7816 (opcional)C1, C2, C3, C4, C5 Condensadores

electrolíticos de Tántalo de 10uFU1 MAX232U2 74LS07Cable plano de 10 hilos

MONTAJE Nº 2CERRADURA ELECTRONICA

El siguiente montaje que les propo-nemos es un emulador de tarjeta inteli-gente el cual les permitirá fabricar unacerradura electrónica de alta seguridadpor medio de la cual pueden activar ydesactivar alarmas, ordenadores, moto-res, etc, dependiendo de donde conectenel relé de salida.

Figura 2

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UNIDAD LECTORA

En la figura nº 3 pueden ver el es-quema electrónico de la unidad lectora,el cual dada la seguridad de la misma esmuy sencilla.

La unidad lectora esta formada porotro circuito integrado idéntico al de lallave y es el encargado de comparar elcódigo de la misma con el que nosotroshemos programado en la unidad lectora.

Es por tanto este integrado el queautoriza o no la entrada únicamente cuan-do ambos códigos son idénticos algoprácticamente imposible si no es con lallave original.

La salida de autorización del integra-do se realiza por su patilla 17, la cual pasaa nivel lógico bajo (0v) cuando la llavees la correcta.

El transistor Q1 es el encargado deactivar el relé de salida cuando la patilla17 pasa a nivel bajo.

El diodo D1 es un diodo volante (enpolaridad inversa) que protege a Q1 delos picos de tensión generados por la bo-bina del relé.

La resistencia R2 es la limitadora debase de Q1. El código de apertura de IC1ha de ser idéntico al de la llave, pues sino la cerradura no la reconoce y no abre.

Este código puede ser programado aligual que en la llave poniendo a masa laspatillas previamente seleccionadas.

Para realizar el circuito de la lectorano es necesario nada más, pero nosotroshemos decidido perfeccionarla, montan-do los componentes adicionales que apa-recen en el circuito y que entre otras co-sas reducen su consumo al tiempo queprotegen a la lectora de intentos de sabo-taje.

El primer componente adicional es eltransistor Q2 y su resistencia limitadorade base, la cual está conectada al pulsa-dor de final de carrera del conectorISO7816.

De esta manera en los terminales dellector solo se encuentra presente la ten-sión de alimentación cuando hay intro-

ducida una tarjeta. Esto permite reducirel consumo y evitar que cualquier «sa-boteador» pueda obtener tensión o com-probar que patillas son las de alimenta-ción.

Todo el circuito de la llave está ali-mentado por la resistencia R6 la cual li-mita la corriente de salida hasta los 40mA(diez veces lo que consume la llave), yde esta manera protegemos la llave antecualquiera que introduzca un llave erró-nea, o un trozo de metal con la intenciónde cortocircuitarla y destruirla.

Queda por tanto claro que el posiblesaboteador no puede ni medir ni corto-circuitar la tensión de alimentación de lalectora, la cual como mucho entrega40mA.

Cuando introducimos la tarjeta en lalectora, el pulsador de final de curso ponea masa la base del transistor Q2, el cualal ser un PNP se polariza directamente yentra en saturación alimentando a la lla-ve y al diodo LED rojo que junto con elBuzzer producen una señal indicadoratanto luminosa como sonora de tarjeta de-tectada.

Si la tarjeta es la correcta el relé acti-va sus contactos, y por tanto se abre elcircuito que alimenta al diodo LED rojoy al Buzzer, pasando la corriente al dio-do LED verde que indica que la tarjetaes la correcta al tiempo que la cerradurapermanece abierta.

Si la tarjeta no es la correcta el diodoled de color rojo permanece encendido yel buzzer sonando lo cual indica al agre-sor que su actitud no es la correcta.

Modificando el circuito ligeramentepueden hacer que una tarjeta errónea dis-pare una alarma en el interior del local ovivienda.

PROCESO DE MONTAJE

En primer lugar pueden proceder amontar la llave electrónica para lo cual

solo necesitan los tres componentes dela lista los cuales pueden encontrar encualquier tienda de electrónica pues sonplenamente vigentes y económicos.

El circuito integrado se suelda en laplaca con sus patillas dobladas, o en lospuntos con taladro, tal y como se mues-tra en la fotografía.

La resistencia R1 y el CondensadorC1 pueden ser o no montados dependien-do del tipo de versión de llave que desee.

En el caso de que decidan montarlosel cableado deben de hacerlo con hilo finoy aislado de 0,2mm o bien soldando en-tre las isletas de cobre.

El circuito integrado necesita de uncódigo que pueden grabar poniendo amasa las patillas seleccionadas. Puedengrabar el código que quieran, pero recuer-den que debe de coincidir el código de lallave con el de la lectora.

Las tres o cuatro conexiones de la lla-ve con respecto a los contactos de la tar-jeta ISO7816 pueden ser los que quieran,pero lógicamente deben de coincidir tam-bién en la lectora, para evitar confusio-nes es mejor que marquen y numeren loscontactos.

Una vez terminado el montaje de lallave comprueben que no han cometidoningún error y procedan a borrar la refe-rencia del integrado que está marcada ensu superficie, con un poco de papel delija de grano fino. De esta manera si al-guien encuentra o analiza nuestra llaveno pueden saber cual es de los 100.000integrados que hay en el mercado.

También les recomendamos que intro-duzcan el integrado y toda la parte poste-rior de la tarjeta en resina de tipo epoxy,la cual protege totalmente la llave frentea posibles intrusos, al tiempo que la haceinsensible a humedad, corrosión erosión,descargas eléctricas, etc.

Una vez montada la llave pueden pro-ceder a montar el tarjetero de la cerradu-ra el cual únicamente está compuesto porel conector ISO7816 y los 5 hilos de co-nexión.

Tarjeta y cerradura electrónica montadas, parael lector se ha utilizado una caja de plásticoRef Kemo G008.

El circuito del lector o cerradura, puede sermontado en una placa de isletas. Como semuestra en la fotografía.

Figura 3

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Pueden soldar los hilos en cualquierterminal del conector, la única precaucióna tener en cuenta es que los 5 contactosde la llave coincidan con los cinco con-tactos del conector donde soldaremos loshilos.

Una vez terminado el conector de lalectora, podemos pasar al montaje de lamisma.

El montaje comienza adquiriendo encualquier establecimiento electrónico losreducidos y económicos componentes dela que está formada.

Como placa de montaje pueden utili-zar placa de prototipos de líneas o pun-tos o incluso placa fotosensible.

Para su montaje basta con seguir elesquema electrónico de la central y ha-cer coincidir los contactos de la llave ytarjetero.

Los primeros componentes a soldarson todos aquello que soporten más ca-lor y sean de menor tamaño como lasresistencias y condensadores.

Los transistores deben de montarserespetando su conexión correcta.

El circuito integrado IC1 es conve-niente montarlo sobre un zócalo de 18pines.

Les recuerdo que han de programarlas patillas de este chip con el código dela llave.

Una vez montada la centralita, pue-den proceder a comprobar su funciona-miento introduciendo la llave en su lu-gar correspondiente.

Si no hay ningún error, el circuitodebe de funcionar a la primera y el relése activar nada más meter la llave.

El relé del circuito les permitirá acti-var cualquier carga como puede ser unacerradura de 220v, un ordenador, una alar-ma etc, o cualquier otra aplicación don-de se desee.

El relé a emplear puede ser cualquie-

ra del tipo de 12v 2circuitos que tengauna bobina con un consumo inferior a100mA pues esta es la corriente máximadel transistor Q1.

El pequeño retardo de activación delrelé, hace que la llave provoque un pe-queño beep al introducir la tarjeta, lo cualproduce un efecto interesante.

Una vez comprobado el funciona-miento correcto de la cerradura, puedenproceder a montarla en una caja preferi-blemente de plástico y estanca para pro-tegerla de inclemencias.

Pueden situar una pequeña fuente dealimentación en el interior de la caja jun-to a la centralita, de esta manera todo elcircuito se alimenta directamente a los220v de la red. Si no saben como cons-truir esta alimentación pueden comprarun alimentador comercial. El tarjetero sealejara de la lectora, con lo cual es impo-sible acceder al relé por ningún sabotea-dor.

Para la conexión tarjetero-lectorapueden utilizar cable plano del mismotipo que el empleado en informática.

Este cable suele ser de muchos hilos,los cuales pueden eliminar o dejarlosformando bucles de alarma para el casode que alguien abra el tarjetero.

El conector ISO7816 puede ser mon-tado en una cajita, con una ranura paraintroducir la tarjeta.

Nuestro revista tiene una caja espe-cifica para esta aplicación con la refG008, pueden verla en la fotos del proto-tipo.

Les recomendamos también queintroduzcan el diodo LED y el buzzeren el interior del tarjetero para que elfuncionamiento del mismo sea total-mente profesional. Para su cableadosolo necesitan 3 hilos más, lo cual noes problema, pues en el cable plano lessobran suficientes.

Para la realización de las conexiones del circuito,se puede utilizar, estaño o pequeños trozos dehilo.

Aspecto del interfaz serie una vez montado en la placa de regalo

Para aquellos lectores menos interesados en lastarjetas ISO7816, pueden utilizar la placa comozona de isletas para realizar cualquier circuito.Pueden montar indistintamente componentesnormales o SMD

LISTA DE COMPONENTES

LLave (versión I)IC1 MM53200R1 82K 1/4w (gris-rojo-naranja)C1 220pF cer micoTarjeta ISO7816

LLave (versión II)IC1 MM53200Tarjeta ISO7816

TarjeteroConector ISO7816R4 1K 1/4w (marrón-negro-rojo)R5 1K 1/4w (marrón-negro-rojo)DLB1 Diodo Led BicolorBuzz Buzzer de 12v con osciladorCable plano de 10 hilosCaja G008

CerraduraR1 82K 1/4w (gris-rojo-naranja)R2 4K7 1/4w (amarillo-violeta-rojo)R3 4K7 1/4w (amarillo-violeta-rojo)R6 330 ohmios 1/2w (naranja-naranja-marrón)R7 82K 1/4w (gris-rojo-naranja)C1 220pF cerámicoC2 220pF cerámicoD1 Diodo 1N4148Q1 Transistor PNP tipo BC557Q2 Transistor PNP tipo BC557IC1 MM53200Relé 12v, 2 circuitosPlaca de PrototiposHilo y cable aisladoFuente de 220v a 12vTrans1 Transformador de 12v 0,5APD1 Puente rectificador B80C1000C1 Condensador electrolítico 1000uF 35vC2 Condensador de poliéster de 100nFC3 Condensador de poliéster de 100nFIC1 regulador uA7812

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