Спосіб безконтактної дистанційної підзарядки автономних джерел живлення для мобільних пристроїв індуктивним методом

Номер патенту: 97609

Опубліковано: 25.03.2015

Автор: Марценюк-Кухарук Олексій Анатолійович

Є ще 14 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб безконтактної дистанційної підзарядки автономного джерела живлення для мобільного пристрою індуктивним методом, виконаного, наприклад, у вигляді, комп'ютера, мобільного телефона, смартфона, планшета або іншого електронного пристрою, і/або комунікаційної системи, з автономним джерелом живлення, що полягає у випромінюванні за допомогою випромінюючої антени у вигляді вузькосмугового високочастотного генератора електромагнітних хвиль певної частоти, що знаходиться, наприклад, в мобільному пристрої, і в наведенні у приймальні антени сигналу змінної ЕРС зарядного струму з амплітудою, яка залежить від відстані до випромінювача електромагнітних хвиль, і в наступному забезпеченні перетворення змінної напруги в постійну напругу, що повільно змінюється з часом, або в імпульсну напругу, яка повинна бути не нижче наперед заданого порогового рівня для заряджуваного автономного джерела живлення у вигляді акумулятора, який відрізняється тим, що як приймальний пристрій для мобільного пристрою використовують пристрій передачі цифрових, в тому числі платіжних, даних індуктивним методом, який, в свою чергу, оснащають індуктором, модулем підзарядки джерела живлення, модулем бездротової передачі типу blue-tooth, а також периферійним пристроєм сполучення (27) зі зчитуючою головкою пристрою для зчитування магнітних карт (9), причому модуль підзарядки джерела живлення розташовують переважно паралельно або відповідно розміщенню антени мобільного пристрою і на відстані від 0 см до 30 см, в процесі роботи мобільного пристрою як забезпечують, так і використовують поляризацію сигналу індуктора, а також регулюють нормовану потужність випромінювання сигналу як використанням широтно-імпульсної модуляції, так і зміною полярності, що полягає у швидкому перемиканні полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), з одночасним посиленням струму в ньому або без такого посилення, при цьому підзарядку автономного джерела живлення мобільного пристрою здійснюють як в процесі здійснення телефонних розмов і/або передачі цифрових і/або голосових даних, у тому числі при здійсненні платежів за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом, так і за відсутності вищевказаних дій, але розташовуючи в останньому випадку пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом в радіусі дії найближчої базової приймально-передавальної мобільної станції зв'язку або аналогічного за функціональним призначенням пристрою, наприклад POS-термінала.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (15) розташовують поза корпусом мобільного пристрою.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення виконують знімним, а також з можливістю переміщення і подальшої фіксації на накладці мобільного пристрою в залежності від місця розташування його випромінюючої антени.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення, модуль бездротової передачі типу blue-tooth, джерело живлення мобільного пристрою, а також периферійний пристрій сполучення (27) розташовують на накладці мобільного пристрою з його тильної сторони.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають синтезатором сигналу (6), який комплектують мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують переважно у вигляді мікро-ЕОМ.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій сполучення (поз. 4) при підключенні до мобільного пристрою (поз. 14) ідентифікують як послідовний порт (стандарту RS232, UART), за допомогою якого виробляють передачу команд і даних у пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (поз. 15).

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю синтезу сигналу, що передається.

8. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що синтезатор сигналу (6) оснащають мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю послідовної установки значення поточного кадру сигналу на виводах дворозрядної цифрової шини з частотою відтворення цифрового сигналу в межах від 0 Hz до 4 KHz.

9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають драйвером випромінювача (7), який виконують за схемою Н-моста.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як драйвер випромінювача (7) використовують високочастотний перемикач з середньою точкою споживання і стабілізацією напруги середньої точки відносно верхньої і нижньої точки живлення або використовують операційний підсилювач.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у пристрої передачі платіжних даних індуктивним методом (15) застосовують пристрій сполучення (4) з мобільним пристроєм (14), який виконують з можливістю передачі цифрових, у т.ч. платіжних даних і команд пристрою індуктивним методом (15) і з можливістю перевірки стану цього пристрою (15).

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що пристрій сполучення (4) з мобільним пристроєм (14) виконують з можливістю підтримання стандартних методів передачі даних, таких як, наприклад, blue-tooth, UART, RS232, USB, wi-fi та інших.

13. Спосіб за п. 11 і п. 12, який відрізняється тим, що пристрій сполучення (4) виконують у вигляді кнопок або перемикачів режимів, а нормовану потужність випромінювання регулюють шляхом швидкого перемикання полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), що становить від 10-6 с до 10 с на кожне перемикання.

14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плоске осердя (19) індуктора (2) виконують із магнітно-нейтрального або магнітно-провідного матеріалу.

15.Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що плоске осердя (19) індуктивної котушки випромінювача (2) виконують довгастим і прямокутної форми з поперечним перерізом у вигляді ламаних граней.

16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обмотку індуктора (2) виконують із струмопровідних матеріалів з ізоляцією кожного витка від сусідніх витків або з упорядкованим чи з неврегульованим укладанням витків.

17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують у вигляді або захисного чохла на мобільний пристрій (14), або у вигляді брилка, або у вигляді браслета (14).

18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують у вигляді зовнішнього модуля, вбудованого в мобільний пристрій (14).

19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що індуктор (2) виконують з добротністю, що знаходиться в межах від 0,0001 до 1200 μН/Ohm.

20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що збільшують відстань передачі вихідного сигналу, використовуючи поляризацію випромінювання магнітного поля.

21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що генерують вихідний сигнал з пристрою передачі платіжних даних індуктивним методом (15) шляхом перемикання полярності живлення індуктора (2).

22. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують як з можливістю, так і без можливості використання ефекту поляризації.

23. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15) виконують з можливістю функціонування в процесі проведення телефонних переговорів при частоті вихідного сигналу, що передається, 900 МГц або 1800 МГц, а також при передачі даних вихідною потужністю max 2 W, і при напрузі (DC) від модуля (25) в діапазоні (3,7-4,2) В, і з силою струму (500-2000) mА.

24. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спосіб відповідає стандарту бездротової зарядки Qi vers.1.2 або попередніх версій.

25. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують світловий індикатор, що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором, коли акумулятор мобільного пристрою повністю заряджений.

26. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують звуковий сигнал, що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки.

27. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують одночасно звуковий сигнал і світловий індикатор, що сигналізують Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором по її закінченні.

28. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у пристрої передачі цифрових даних індуктивним методом (15) передбачена функція автоматичної зупинки підзарядки при повній зарядці акумулятора мобільного пристрою.

29. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на екран мобільного пристрою виведена іконка стану зарядки акумулятора.

30. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення розташовують поблизу випромінюючої антени мобільного пристрою.

31. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що повну підзарядку мобільного пристрою забезпечують при здійсненні телефонних розмов і/або передачі цифрових, у т.ч. платіжних, і/або голосових даних за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом протягом не менше ніж 168 год.

Текст

Реферат: Спосіб безконтактної дистанційної підзарядки автономного джерела живлення для мобільного пристрою індуктивним методом, виконаного, наприклад, у вигляді, комп'ютера, мобільного телефона, смартфона, планшета або іншого електронного пристрою, і/або комунікаційної системи, з автономним джерелом живлення, що полягає у випромінюванні за допомогою випромінюючої антени у вигляді вузькосмугового високочастотного генератора електромагнітних хвиль певної частоти, що знаходиться в мобільному пристрої, і в наведенні у приймальні антени сигналу змінної ЕРС зарядного струму з амплітудою, яка залежить від відстані до випромінювача електромагнітних хвиль, і в наступному забезпеченні перетворення змінної напруги в постійну напругу, що повільно змінюється з часом, або в імпульсну напругу, яка повинна бути не нижче наперед заданого порогового рівня для заряджуваного автономного джерела живлення у вигляді акумулятора. Як приймальний пристрій для мобільного пристрою використовують пристрій передачі цифрових, в тому числі платіжних, даних індуктивним методом, який, в свою чергу, оснащають індуктором, модулем підзарядки джерела живлення, модулем бездротової передачі типу blue-tooth, а також периферійним пристроєм сполучення (27) зі зчитуючою головкою пристрою для зчитування магнітних карт (9). Модуль підзарядки джерела живлення розташовують переважно паралельно або відповідно розміщенню антени мобільного пристрою і на відстані від 0 см до 30 см, в процесі роботи мобільного пристрою як забезпечують, так і використовують поляризацію сигналу індуктора, а також регулюють нормовану потужність випромінювання сигналу як використанням широтно-імпульсної модуляції, так і зміною полярності, що полягає у швидкому перемиканні полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), з одночасним посиленням струму в ньому, або без такого посилення. Підзарядку автономного джерела живлення мобільного пристрою здійснюють як в процесі здійснення телефонних розмов і/або передачі цифрових і/або голосових даних, у тому числі при здійсненні платежів, за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом, так і за відсутності вищевказаних дій, але розташовуючи в останньому випадку пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом в радіусі дії найближчої базової приймально-передавальної мобільної станції зв'язку або аналогічного за функціональним призначенням пристрою, наприклад POS-термінала. UA 97609 U (12) UA 97609 U UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і спрямована на забезпечення можливості безконтактної дистанційної передачі електроенергії на бездротові пристрої - клавіатури, комп'ютерні миші, мобільні телефони, смартфони, планшети, фото-, відео-, веб-камери, кишенькові комп'ютери, активні RFID-мітки, бездротові пульти і пристрої введення, в т.ч. для підзарядки джерела живлення мобільного пристрою, а також на будь-які інші малопотужні бездротові пристрої. Термінологія (детермінації). Нижче в описі використовуються наступні позначення (детермінації). MST (англ. - magnetic security transaction) - безпечні магнітні транзакції. КМС - карта з магнітною смугою. Випускаються відповідно до стандарту ISO/IEC 7810, ISO/IEC 7811, ISO/IEC 7812, ISO/IEC 7813, ISO 8583 та ISO/IEC 4909. Платіжна карта - карта з магнітною смугою, призначена для використання в платіжних системах. Емісія банківських карт - діяльність з випуску банківських карт, відкриття рахунків та розрахунково-касового обслуговування клієнтів при здійсненні операцій з використанням виданих їм банківських карт. Емулювання - процес емуляції, що полягає в наслідуванні поведінки і ознак емульованого об'єкта. Головка зчитувача або зчитувач магнітної смуги (ЗМС) - магнітна головка. Перенесення - математична/геометрична операція з переміщення об'єктів по координатній сітці без зміни їх орієнтації в просторі. Поляризація - критерій, який характеризує залежність співнаправленості осей намотування індуктивності випромінювача і зчитувача магнітної смуги (кут між осями при їх паралельному перенесенні) на максимальну відстань стійкого зчитування сигналу між ними. Безпечне зберігання даних - зберігання даних, що перешкоджає несанкціонованому доступу до них. Секьюрний інструмент (англ. security - безпека) - інструмент, розроблений з урахуванням вимог безпечного зберігання і передачі даних. Безконтактна передача даних - передача інформації на відстань між двома і більше пристроями, за допомогою яких здійснюється передача даних, що не вимагає контакту безпосередньо між цими пристроями (наприклад, між індуктивною котушкою випромінювача, що передає сигнал, і головкою зчитувача, що знаходиться в пристрої зчитування магнітних карт). Драйвер - конструктивний елемент або модуль, призначений для узгодження керуючого сигналу (від будь-якого джерела, здатного дати команду драйверу) і корисного навантаження, зокрема індуктивної котушки випромінювача. Індуктор - індуктивна котушка випромінювача, що передає сигнал. Спосіб f/2f (англ. - double frequency) - метод модуляції цифрового сигналу, описаний в стандарті ISO/IEC 7811. Добротність - параметр коливальної системи, що визначає ширину резонансу і характеризує, у скільки разів запаси суми динамічної і накопиченої енергії в системі більше, ніж втрати енергії за один період коливань. Магнітопровід - деталь або комплект деталей, призначених для проходження магнітного потоку з певними його втратами. Середня точка споживання - загальний провід (земля, нульовий). Іменується «середнім» у разі використання двополярних систем електроживлення. Реквізити - набір цифрових даних, необхідний для ідентифікації користувача в системі (платіжній, дисконтній, системі безпеки, авторизації і т.д.). Мультивібратор (синтезатор сигналу) - пристрій, що складається з резистора і драйвера верхнього і нижнього порядку (межі, плеча). Мультивібратор є механізмом послідовного перемикання позитивної і негативної (прямої і зворотної) течії струму. USB 2.0 (англ. - universal serial bus) - послідовний інтерфейс передачі даних для середньошвидкісних і низькошвидкісних периферійних пристроїв в обчислювальній техніці. Версія 2.0. USBotg (англ. - universal serial bus on-the go) - подальше розширення специфікації USB 2.0, призначене для полегшення з'єднання периферійних USB-пристроїв один з одним без необхідності підключення до персонального комп'ютера (ПК). POS-термінал (англ. - point of sale - точка продажу) - електронний програмно-технічний пристрій для прийому до оплати з пластикових карт, який може приймати карти з чип-модулем, магнітною смугою і безконтактні карти, а також інші пристрої, що мають безконтактний інтерфейс. 1 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 bpi (англ. - bit per inch) - щільність запису цифрових даних. one-time-pin - одноразовий унікальний PIN код. LRC (англ. - longitudinal redundancy check) - подовжній контроль надлишковим кодом. Термінування - допоміжна ознака закінчення рядкових даних. N-розрядне кодування - інтерпретація послідовності біт, де N означає кількість біт, яка розділяється в потоці для інтерпретації елементів потоку даних. Як правило, кількість біт у послідовності має бути кратним N, інакше дані (залишок від ділення) відкидаються. ЕРС - електрорушійна сила. Відстань спрацьовування - відстань між випромінювачем і приймачем (детектором), на якому відбувається стійка передача даних. Н-міст - електронна схема, яка дає можливість прикласти напругу до навантаження в різних напрямках. Програмне забезпечення (ПЗ) - послідовність команд, реалізованих у вигляді команд середовища виконання, призначених для функціонування обчислювальних систем, що реалізують поставлені задачі і розроблені алгоритми. Кадр (англ. frame) - неподільний обсяг інформації, що описує стан, в якому повинна знаходитися індуктивна котушка випромінювача. Поточний кадр (англ. - current frame) - кадр, який в даний момент зчитаний драйвером. На підставі інформації, отриманої з кадру, драйвер встановлює випромінювач у відповідний режим. NFC (англ. - near field communication, комунікація ближнього поля) - технологія бездротового високочастотного зв'язку малого радіусу дії, яка дає можливість обміну даними між пристроями, що знаходяться на відстані близько 10 сантиметрів. Транспондер - приймально-передавальний пристрій, що посилає сигнал у відповідь на прийнятий сигнал. RFID (англ. - radio frequency identification, радіочастотна ідентифікація) - спосіб автоматичної ідентифікації об'єктів, в якому за допомогою радіосигналів зчитуються або записуються дані, що зберігаються в транспондерах, або в RFID-мітки. Мобільний пристрій (обчислювальна система) - смартфон, телефон, планшет, персональний комп'ютер, інші гаджети і т.д. Останнім часом на ринку ІТ-технологій активно розвиваються технології безконтактної дистанційної (бездротової) підзарядки джерел живлення мобільних пристроїв індуктивним методом [http://www.mobile-networks.ru/articles/budushhee_besprovodnyix_zaryadok.html]. Одним з лідерів у цій сфері є американська фірма PowerCast [http://www.powercastco.com/]. Техніка бездротової передачі методом електромагнітної індукції припускає використання ближнього електромагнітного поля на відстанях близько однієї шостої довжини хвилі. При цьому енергія ближнього поля сама по собі не є випромінюючою, проте деякі радіаційні втрати цієї енергії все ж відбуваються. Крім того, як правило, мають місце і резистивні втрати енергії. Завдяки електродинамічній індукції, змінний електричний струм, що протікає через первинну обмотку, створює змінне магнітне поле, яке, в свою чергу, діє на вторинну обмотку, індукуючи в ній електричний струм. Для досягнення високої ефективності така взаємодія має бути достатньо тісною. У міру віддалення від вторинної обмотки від первинної обмотки, все більша частина виникаючого магнітного поля не досягає вторинної обмотки. Навіть на відносно невеликих відстанях індуктивний зв'язок стає вкрай неефективним, витрачаючи велику частину переданої енергії даремно [http://venture-biz.ru/tekhnologii-innovatsii/152-besprovodnayaperedacha-energii]. Найпростішим пристроєм для бездротової передачі енергії є електричний трансформатор. Первинна і вторинна обмотки трансформатора прямо не пов'язані між собою. Передача енергії при цьому здійснюється за допомогою процесу, відомого як взаємна індукція. Основною функцією трансформатора є збільшення або зменшення первинної напруги. Безконтактні зарядні пристрої (акумулятори) мобільних телефонів також є прикладами використання принципу електродинамічної індукції. Що стосується засобів для здійснення передачі (цифрових) даних індуктивним методом, то на сьогоднішній день на ринку технологій існує безліч електронних пристроїв, які здійснюють передачу даних, платіжних інструментів, систем контролю доступу, систем ідентифікації, а також способів розрахунково-касового обслуговування, способів авторизації в дисконтних системах тощо. До таких інструментів належать карти з магнітною смугою (КМС), що містять, в тому числі, дані платіжних карт. До платіжних КМС належать, серед інших, кредитні, дебетові, подарункові карти і карти знижок. Дані «записані» на магнітній смузі цих карт за допомогою чергування намагніченості частинок, впроваджених в магнітну смугу. 2 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Дані платіжних карт зчитуються з їх магнітної смуги в POS-терміналі, при проводженні картки через зчитувач магнітних карт (через картоприймальну щілину). Пристрій для зчитування магнітних карт складається із зчитуючої головки і пов'язаної з нею схеми декодування. Коли магнітна карта переміщується через зчитувач магнітної смуги (через картоприймальну щілину), її магнітна смуга проходить перед зчитуючою головкою. Під час переміщення щодо зчитуючої головки магнітна смуга, яка оснащена магнітними доменами змінної полярності, створює пульсуюче магнітне поле в зазорі зчитуючої головки. Зчитуюча головка перетворює це пульсуюче магнітне поле в еквівалентний електричний сигнал. Схема дешифратора підсилює і оцифровує цей електричний сигнал, відтворюючи той же потік даних, який записувався (тобто був вкладений в момент запису) на магнітній смузі карти. Кодування магнітної смуги описується в міжнародному стандарті ISO 7811 та ISO 7813. Із зростанням популярності і можливостей смартфонів зростає бажання використовувати їх як мобільні гаманці, а також використовувати їх для здійснення платежів в точках продажів без використання безлічі карт із магнітною смугою. Ключовою перешкодою для прийняття такого рішення стала відсутність каналу передачі даних між мобільними телефонами (смартфонами) і POS-терміналом. У зв'язку з цим було запропоновано кілька альтернатив. Вони включають в себе ручне налаштування даних для передачі в POS-термінал, 2D штрих-кодів, що відображаються на екрані телефона і зчитування за допомогою пристрою для зчитування 2D штрих-кодів, RFID, прикріплені до телефонів і вбудовані в їх апаратне забезпечення для здійснення ближнього безконтактного зв'язку (ББЗ), що запускається за допомогою додатка телефона. З цих методів 2D штрих-коди і ББЗ є найбільш перспективними. У них широкий діапазон прийому, проте відсутня можливість їх широкого практичного використання через відсутність відповідних зчитувальних пристроїв в точках продажу. А у випадку з ББЗ слід вказати також на відсутність стандартизованої можливості використання ББЗ у багатьох смартфонах. Відповідно, існує потреба у поліпшенні пристроїв і способів для передачі даних платіжних карт, а також іншої цифрової інформації зі смартфона або іншого електронного пристрою, дистанційно на POS-термінал або інший пристрій зчитування магнітних карт. Так, відомий патент US 8628012 [1], [System and method for a baseband nearfield magentic stripe data transmitter (Система і спосіб дії передавача смуги частот даних ближнього поля магнітної смуги). Патент US 8628012. МПК G06K7/08 (2006.01). Дата публікації 14.01.2014. Дата пріоритету: 20.01.2013], який описує систему і спосіб дії передавача смуги частот даних ближнього поля магнітної смуги MST, які передають дані платіжних карт зі смартфона або іншого електронного пристрою в POS-термінал для здійснення транзакцій. Пристрій, що працює на основі способу MST, включає в себе драйвер та індуктор. Пристрій, що працює на основі способу MST, отримує дані з магнітної смуги, які містять дані платіжних карт, обробляє прийняті дані з магнітної смуги і генерує магнітні імпульси високої потужності, що містять оброблені дані магнітної смуги, які потім можна отримати за допомогою пристрою для зчитування магнітних карт в POS-терміналі. Недоліки вищевказаного технічного рішення обумовлені конструктивним виконанням та функціонуванням елементів (пристроїв) базової системи [1] і полягають в наступному. По-перше, здійснення передачі даних за допомогою даної системи можливе дистанційно на обмеженому відстані в діапазоні від 1 до 2 дюймів, вимірюваному між пристроєм, що передає сигнал, виконаним у вигляді індуктора (котушки пристрою, що передає сигнал), і детектором (пристроєм, який отримує сигнал), виконаним у вигляді головки зчитувача, що знаходиться в пристрої зчитування магнітних карт. Дане «жорстке» обмеження по відстані між пристроями передачі і прийому цифрового сигналу є наслідком того, що для меншої відстані між цими пристроями (тобто менше 1 дюйма) потужність індуктора занадто велика. Це призводить до намагнічування осердя головки і/або надлишкової амплітуди сигналу, що є причиною деградації вхідного каскаду підсилювача/детектора. Для більшої відстані між цими пристроями (тобто більше 2 дюймів) існуюча конструкція індуктора не сприяє однозначній інтерпретації переданого індуктором сигналу. Наслідком цього є зашумленість. Також при цьому не детерміновано розподіл магнітного поля в просторі і області найкращої передачі даних. По-друге, реалізацією технології (методу) і пристрою, що працює на основі способу MST, передбачена можливість збереження пам'яті після відключення живлення для зберігання даних платіжних карт та іншої особистої інформації. Дана характеристика корисної моделі несекьюрна, так як збереження інформації може спричинити її несанкціонованому використанню третіми особами. 3 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 По-третє, при реалізації технології MST використовується котушка індуктора з добротністю в діапазоні від 10 мкмН/Ом до 80 мкмН/Ом. Наслідком вищевказаного високого значення добротності котушки індуктора є її висока реактивність, через що генеруються сторонні електромагнітні коливання. Це призводить до зашумленості сигналу і ускладнює інтерпретацію даних, вироблену декодером, який знаходиться в зчитувачі карт із магнітною смугою. Компенсація сторонніх коливань призводить до більшого (як мінімум, на 15 %) споживання електроенергії. Також внаслідок високої добротності котушки індуктора для підтримання необхідного співвідношення між корисним сигналом і шумовим сигналом необхідно забезпечувати збільшену потужність випромінювання. Це, в свою чергу, призводить до перемагнічування осердя (сердечника) головки зчитувача, внаслідок чого відбувається інтенсивний магнітний знос головки. По-четверте, пристрій, що працює на базі технології MST, додатково оснащено головкою зчитувача магнітної смуги (ЗМС) для можливості отримання даних магнітної смуги карти і для їх подальшого використання. Наявність головки зчитувача магнітної смуги може сприяти несанкціонованому копіюванню (використанню) і/або несанкціонованій передачі охоронюваних даних, що знаходяться на магнітній смузі. По-п'яте, сигнал пристрою, що працює згідно зі способом MST, через високу потужність передачі сигналу може бути зареєстрований пристроями, в тому числі не призначеними для реєстрації магнітних сигналів (приклад, електретним мікрофоном). Негативними наслідками цього є можливість стороннього зчитування даних і несанкціонованого отримання інформації. По-шосте, у пристрої [1] апаратно і програмно не реалізована функція one-time-pin. Негативним наслідком цього може бути відсутність додаткового захисту (внаслідок використання одного і того ж пін-коду) при кожному наступному використанні. Відомий також ряд бездротових систем передачі електроенергії, заснованих на прийомі електромагнітних коливань з ефіру [WO 2005069503, 28.07.2005, H02J 17/00, JP 2005537773T, 08.12.2005, H02J 17/00, US 2005077872, 14.04.2005, H02J 17/00, WO 200438890, 02.02.2006, H02J 17/00] та ін. Як аналог для реалізації розробленого способу можна розглядати спосіб забезпечення аварійного живлення стільникових радіотелефонів [RU 2180465, 10.03.2002, H02J 17/00], який реалізується на базі пристрою, що містить широкосмугову антену, підвищуючий трансформатор, випрямляч, блок порівняння напруг, блок перемикання режимів, накопичувач, акумулятор, блок індикації і управління, клеми живлення радіотелефона. Широкосмуговою антеною здійснюється прийом електромагнітних хвиль в широкому діапазоні, що дозволяє забезпечити накопичення електроенергії практично в будь-якому місці. В низькочастотному діапазоні накопичення електроенергії відбувається найкраще в районі ЛЕП, а в високочастотному - найкраще при грозі і поряд з передавальною станцією. Підвищуючий трансформатор необхідний для забезпечення роботи діодів випрямляча і для забезпечення напругою заряду накопичувача, так як величина електричного сигналу в широкосмуговій антені становить десяті частки вольта. Випрямлена напруга використовується для заряду накопичувача, за яку може бути використаний конденсатор з малою витоком або, що більш прийнятно для розглянутого випадку, акумулятор. Недоліком цього способу аналога є те, що при його реалізації можливі випадки, при яких напруженість електромагнітного поля мала, оскільки джерел електромагнітного випромінювання поблизу немає, і напруженість поля недостатня для забезпечення підзарядки джерел живлення на стороні зарядного блока. При цьому сама схема перетворювача напруги (підвищуючий трансформатор і випрямляч) не дозволяє забезпечити гарантоване живлення (підзарядку), зважаючи на значні втрати на них. Як найбільш близький аналог (прототип) вибрано спосіб, який є частиною функціонування бездротової зарядної системи [2], [RU 2306654, H02J17/00, Н04В1/38, опубл. 20.09.2006, Бюл. № 26]. Вищевказана бездротова зарядна система містить на живильній стороні вузькосмуговий високочастотний генератор з випромінюючою антеною, а на стороні зарядного блока приймальну антену, з'єднану з інвертором напруги, вихід якого з'єднаний з входом контролера заряду-розряду, який з'єднаний з блоком акумуляторів і/або з блоком іоністорів. При цьому інвертор містить на вході випрямляч і імпульсний помножувач напруги, що містить n каскадів (де n ≥ 2), кожен з яких містить послідовно з'єднані перший діод, накопичувальний конденсатор і другий діод, включений згідно з першим, а також МОП-транзистор (тобто, транзистор структури «Метал-Оксид-Напівпровідник») з індукованим каналом, стік якого з'єднаний із затвором і з точкою з'єднання першого діода і накопичувального конденсатора, точка з'єднання якого з другим діодом з'єднана з витоком МОП-транзистора з індукованим каналом попереднього 4 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 каскаду. При цьому з'єднані між собою вільні виводи перших діодів і відповідно з'єднані між собою вільні виводи друге діодів є входом імпульсного помножувача напруги, виходом якого є витік МОП-транзистора з індукованим каналом останнього каскаду і точка з'єднання накопичувального конденсатора та другого діода першого каскаду. Особливістю реалізації способу [2] на базі відповідного пристрою є те, що на живильній стороні вузькосмуговий високочастотний генератор за допомогою випромінюючої антени випромінює електромагнітні хвилі певної частоти ω. Ці хвилі наводять у приймальні антени зарядного блока змінну ЕРС тієї ж частоти ω і амплітуди, що залежить від відстані до випромінювача. Інвертор, що містить випрямляч і імпульсний помножувач напруги, повинен забезпечувати перетворення змінної напруги в постійну (тобто такою, що повільно змінюється) або в імпульсну напругу, яка повинна бути не нижче порогового рівня, обумовленого конкретною конструкцією контролера заряду-розряду і використовуваних блока акумуляторів і блока іоністорів. Контролер заряду-розряду є стандартним елементом, застосовуваним в сучасних мобільних пристроях. Він служить для оптимізації режиму заряду-розряду акумуляторів і іоністорів (підтримання необхідних напруг і струмів, запобігання повному розряду), перемикання навантаження на заряджені акумулятори та іоністори для підтримання необхідної напруги живлення (наприклад, в режимі пуску), відключення від навантаження елементів, які знаходяться в режимі зарядки тощо. Недоліки вищевказаного технічного рішення обумовлені складним конструктивним виконанням і неефективним функціонуванням елементів (пристроїв) базової бездротової зарядної системи [2], що призводить до неможливості його ефективного використання для безконтактної дистанційної передачі електроенергії наіснуючі бездротові пристрої-клавіатури, комп'ютерні миші, мобільні телефони, фото-, відео-, веб-камери, кишенькові комп'ютери, активні RFID-мітки, бездротові пульти і пристрої введення, в т.ч. для підзарядки джерела живлення мобільного пристрою, а також на будь-які інші малопотужні бездротові пристрої. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу безконтактної дистанційної підзарядки джерела живлення мобільного пристрою індуктивним методом шляхом здійснення перетворення випромінюючої енергії мобільного пристрою (джерела) в зарядний струм для споживача (приймача, акумулятора, автономного джерела живлення), за рахунок ефективного виконання елементів базової конструкції пристрою, за допомогою якого реалізується спосіб, що сприятиме поліпшеним енерго-економічними показниками під час виконання такої процедури самозарядки джерела живлення (акумулятора) мобільного пристрою. Крім того, заявлюваний спосіб забезпечує більш ефективний синтез енергії в режимі передачі цифрових, у т.ч. платіжних, і/або голосових даних з мобільного пристрою, а також забезпечує універсальність самозарядки джерела живлення (акумулятора) мобільного пристрою. Зазначена технічна задача вирішується тим, що у способі безконтактної дистанційної підзарядки автономного джерела живлення для мобільного пристрою індуктивним методом, виконаного, наприклад, у вигляді комп'ютера, мобільного телефона, смартфона, планшета або іншого електронного пристрою, і/або комунікаційної системи, з автономним джерелом живлення, що полягає у випромінюванні за допомогою випромінюючої антени у вигляді вузькосмугового високочастотного генератора електромагнітних хвиль певної частоти, що знаходиться, наприклад, в мобільному пристрої, і в наведенні у приймальні антені сигналу змінної ЕРС зарядного струму з амплітудою, яка залежить від відстані до випромінювача електромагнітних хвиль, і в наступному забезпеченні перетворення змінної напруги в постійну напругу, що повільно змінюється з часом, або в імпульсну напругу, яка повинна бути не нижче наперед заданого порогового рівня для заряджуваного автономного джерела живлення у вигляді акумулятора, новим є те, що як приймальний пристрій для мобільного пристрою використовують пристрій передачі цифрових, в тому числі платіжних, даних індуктивним методом, який, в свою чергу, оснащають індуктором, модулем підзарядки джерела живлення, модулем бездротової передачі типу blue-tooth, а також периферійним пристроєм сполучення (27) зі зчитуючою головкою пристрою для зчитування магнітних карт (9), причому модуль підзарядки джерела живлення розташовують переважно паралельно або відповідно розміщенню антени мобільного пристрою і на відстані від 0 см до 30 см, в процесі роботи мобільного пристрою як забезпечують, так і використовують поляризацію сигналу індуктора, а також регулюють нормовану потужність випромінювання сигналу як використанням широтноімпульсної модуляції, так і зміною полярності, що полягає у швидкому перемиканні полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), з одночасним посиленням струму в ньому, або 5 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 без такого посилення, при цьому підзарядку автономного джерела живлення мобільного пристрою здійснюють як в процесі здійснення телефонних розмов і/або передачі цифрових і/або голосових даних, у тому числі при здійснення платежів, за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом, так і за відсутності вищевказаних дій, але розташовуючи в останньому випадку пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом в радіусі дії найближчої базової приймально-передавальної мобільної станції зв'язку або аналогічного за функціональним призначенням пристрою, наприклад, POS-терміналу. Пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (15) розташовують поза корпусом мобільного пристрою. Модуль підзарядки джерела живлення виконують знімним, а також з можливістю переміщення і подальшої фіксації на накладці мобільного пристрою в залежності від місця розташування його випромінюючої антени. Модуль підзарядки джерела живлення, модуль бездротової передачі типу blue-tooth, джерело живлення мобільного пристрою, а також периферійний пристрій сполучення (27) розташовують на накладці мобільного пристрою з його тильної сторони. Пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають синтезатором сигналу (6), який комплектують мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальної мікросистемою реального часу,яку виконують переважно у вигляді мікро-ЕОМ. Пристрій сполучення (поз. 4) при підключенні до мобільного пристрою (поз. 14) ідентифікують як послідовний порт (стандарту RS232, UART), за допомогою якого виробляють передачу команд і даних у пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (поз. 15). Пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю синтезу сигналу, що передається. Синтезатор сигналу (6) оснащають мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю послідовної установки значення поточного кадру сигналу на виводах дворозрядної цифрової шини з частотою відтворення цифрового сигналу в межах від 0 Hz до 4 KHz. Пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) драйвером випромінювача (7), який виконують за схемою Н-моста. Як драйвер випромінювача (7) використовують високочастотний перемикач з середньою точкою споживання і стабілізацією напруги середньої точки відносно верхньої і нижньої точки живлення або використовують операційний підсилювач. У пристрої передачі платіжних даних індуктивним методом (15) застосовують пристрій сполучення (4) з мобільним пристроєм (14), який виконують з можливістю передачі цифрових, у т.ч. платіжних даних і команд пристрою індуктивним методом (15) і з можливістю перевірки стану цього пристрою (15). Пристрій сполучення (4) з мобільним пристроєм (14) виконують з можливістю підтримання стандартних методів передачі даних, таких, як, наприклад, blue-tooth, UART, RS232, USB, wi-fi та інших. Пристрій сполучення (4) виконують у вигляді кнопок або перемикачів режимів, а нормовану потужність випромінювання регулюють шляхом швидкого перемикання полярності напруги -6 живлення, прикладеної до індуктора (2), що становить від 10 с до 10 с на кожне перемикання. Плоске осердя (19) індуктора (2) виконують із магнітно-нейтрального або магнітнопровідного матеріалу. Плоске осердя (19) індуктивної котушки випромінювача (2) виконують довгастим і прямокутної форми з поперечним перерізом у вигляді ламаних граней. Обмотку індуктора (2) виконують із струмопровідних матеріалів з ізоляцією кожного витка від сусідніх витків, або з упорядкованим чи з неврегульованим укладанням витків. Пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують у вигляді або захисного чохла на мобільний пристрій (14), або у вигляді брилка, або у вигляді браслета (14). Пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують у вигляді зовнішнього модуля, вбудованого в мобільний пристрій (14). Індуктор (2) виконують з добротністю, що знаходиться в межах від 0,0001 до 1200 μH/Ohm. Збільшують відстань передачі вихідного сигналу, використовуючи поляризацію випромінювання магнітного поля. Генерують вихідний сигнал з пристрою передачі платіжних даних індуктивним методом (15) шляхом перемикання полярності живлення індуктора (2). Пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують як з можливістю, так і без можливості використання ефекту поляризації. 6 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Модуль підзарядки джерела живлення пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15) виконують з можливістю функціонування в процесі проведення телефонних переговорів при частоті вихідного сигналу, що передають, 900 МГц або 1800 МГц, а також при передачі даних вихідною потужністю max 2 W, і при напрузі (DC) від модуля (25) в діапазоні (3,74,2) В, і з силою струму (500-2000) mА. Спосіб відповідає стандарту бездротової зарядки Qi vers.1.2 або попередніх версій. Для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують світловий індикатор, що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором, коли акумулятор мобільного пристрою повністю заряджений. Для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують звуковий сигнал, що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки. Для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують одночасно звуковий сигнал і світловий індикатор, що сигналізують Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором по її закінченні. У пристрої передачі цифрових даних індуктивним методом (15) передбачена функція автоматичної зупинки підзарядки при повній зарядці акумулятора мобільного пристрою. На екран мобільного пристрою виведена іконка стану зарядки акумулятора. Модуль підзарядки джерела живлення розташовують поблизу випромінюючої антени мобільного пристрою. Повну підзарядку мобільного пристрою забезпечують при здійсненні телефонних розмов і/або передачі цифрових, у т.ч. платіжних, і/або голосових даних за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом протягом не менше ніж 168 год. Перераховані ознаки способу складають суть корисної моделі. Наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю істотних ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Як відомо, основним недоліком методу бездротової передачі є вкрай невелика відстань його дії, так як приймач повинен знаходитися в безпосередній близькості до передавача для того, щоб ефективно з ним взаємодіяти. Слід зазначити, що використання резонансу дещо збільшує дальність передачі, так як при резонансній індукції передавач і приймач налаштовані на одну частоту. Продуктивність може бути поліпшена ще більше шляхом зміни форми хвилі керуючого струму від синусоїдальних до несинусоїдальних перехідних форм хвилі. У свою чергу, імпульсна передача енергії відбувається протягом декількох циклів. Таким чином, значна потужність може бути передана між двома взаємно налаштованими LCланцюгами з відносно невисоким коефіцієнтом зв'язку. Стандартні передавальна і приймальна індуктивні котушки, як правило, являють собою одношарові соленоїди або плоску спіраль з набором конденсаторів, які дозволяють налаштувати приймаючий елемент на частоту передавача. Таким чином, ефективним застосуванням резонансної електродинамічної індукції є оптимальним для зарядки акумуляторних батарей портативних пристроїв, таких, як портативні комп'ютери і стільникові телефони, смартфони, планшети, медичні імплантати і електромобілі. Резонанс використовується в модулі приймача (вбудованого в навантаження) для забезпечення максимальної ефективності передачі енергії. Така техніка передачі підходить до універсальних бездротових зарядних пристроїв для підзарядки портативної електроніки, зазначеної вище. Крім того, резонансна електродинамічна індукція також використовується для живлення пристроїв, що не мають акумуляторних батарей, таких як RFID-мітки і безконтактні смарт-карти, а також для передачі електричної енергії від первинного індуктора до гвинтового резонатора трансформатора Тесли, що також є бездротовим передавачем електричної енергії. Слід зазначити, що техніка резонансної електродинамічної індукції прийнята як частина стандарту бездротової зарядки Qi, який розробив світовий гігант Wireless Power Consortium. Цей світовий стандарт прийнятий і схвалений більш, ніж у сотні компаній по всьому світу, внаслідок чого мобільні пристрої можна буде заряджати в будь-якій точці планети. Сучасні бездротові зарядки розраховані на потужність до 5 W, які передбачають двосторонній зв'язок між бездротовою зарядкою і мобільним пристроєм. Перевага Qi в тому, що це стандарт, використання якого почали багато світових компаній з виробництва мобільних гаджетів. Технологія Qi дозволяє передавати енергію гаджетам за принципом магнітної індукції. Базовий зарядний пристрій складається з індукційної котушки, що створює електромагнітне 7 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поле при надходженні змінного струму. У гаджет-одержувачі знаходиться схожа котушка, здатна вловлювати це поле, конвертуючи отриману енергію в постійний струм. В результаті відбувається зарядка акумулятора мобільного пристрою. Таким чином, стандарт Qi ver. 1.2 передбачає підтримання резонансного методу бездротової підзарядки. Це означає, що підзаряджувані гаджети не обов'язково повинні стикатися з поверхнею базової станції. Відзначено, що передача енергії можлива на відстані до 45 мм. Таким чином, зарядний пристрій може бути інтегровано, скажімо, в стільницю комп'ютерного стола або в речовий відсік автомобільної панелі. Wireless Power Consortium відзначає, що вже є прототипи зарядних станцій, що забезпечують передачу енергії бездротовим способом на 40-50 мм [http://htn.su/hardware/201304-24/123-besprovodnye-zaryadnye-ustrojstva-qi-i-іх-budushhee.html]. Новий стандарт зворотно сумісний з версією Qi ver 1.1. Завдяки цьому існуючі пристрої з підтримкою Qi також можуть використовувати функцію дистанційної зарядки, але радіус дії в даному випадку буде обмежений 30 мм. Існуючі експериментальні мобільні джерела живлення оснащені вбудованим літій-іонним акумулятором ємністю до 2000 мА·год, який заряджається від стаціонарної бездротової докстанції. За даними розробників, для передачі електроенергії використовується електромагнітна індукція в ближньому полі. Однак на нинішньому етапі розвитку однією з серйозних проблем є великі втрати в процесі передачі електроенергії, що досягають 30-60 %. Крім того, нормальній роботі системи підзарядки можуть перешкодити металеві панелі корпусу заряджуваного пристрою, що знаходяться між вбудованим бездротовим зарядним модулем і поверхнею планшета. Тим не менше, очікується, що незабаром технологія бездротової зарядки буде загальнодоступною. Це означає те, що, наприклад, прийшовши в кафе, можна буде покласти смартфон на столик і побачити на екрані іконку зарядки і контролювати цей процес [http://compress.ru/article.aspx?id=20424]. Перелік фігур, креслень, схем. Технічне рішення пояснюється на фіг. 1 - фіг. 6, де: на фіг. 1 зображена умовна схема передачі та прийому сигналів від котушки до зчитуючої головки індуктивним методом, а також умовний розподіл силових ліній в області головки; на фіг. 2 зображена схема пристрою передачі цифрових, у т.ч. платіжних даних індуктивним методом; на фіг. 3 зображені зв'язок і взаємодія компонентів системи, що працює на основі описуваного способу, з пристроєм зчитування карт із магнітною смугою; на фіг. 4 представлена схема конструкції зчитуючої головки, а також конструкції індуктивної котушки випромінювача і орієнтація індуктивної котушки випромінювача в момент передачі даних; на фіг. 5 представлена друкована плата пристрою з умовно розміщеними на ній радіоелементами; на фіг. 6 представлена схема здійснення прийому-передачі під час сеансу мобільного зв'язку, а також здійснення самозарядки джерела живлення (акумулятора) мобільного пристрою. На фіг. 1 овальними лініями показано умовний розподіл силових ліній магнітного поля в області магнітної головки (поз. 3). На фіг. 3 пунктирними лініями позначені осі намотування котушки випромінювача (поз. 12) і котушки зчитуючої головки (поз. 10). На фіг. 1 - фіг. 6 прийняті наступні позначення: 1 - зчитуюча головка (компонент пристрою зчитування); 2 - індуктивна котушка випромінювача; 3 - просторовий розподіл силових ліній магнітного поля в області магнітної головки; 4 - пристрій сполучення; 5 - шина для внутрішньосхемного програмування; 6 - синтезатор сигналу; 7 - драйвер випромінювача; 8 - драйвер збільшення вольтажу; 9 - зчитувач, сердечник зчитуючого елемента; 10 - вісь намотування котушки зчитуючої головки; 11 - зазор зчитуючої головки; 12 - вісь намотування індуктивної котушки; 13 - розташування елементів при передачі сигналу (поз. 13 включає в себе поз. 2 і поз. 13, а також поз. 1, поз. 9 і поз. 10); 8 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 14 - комунікаційна або обчислювальна система з встановленим програмним забезпеченням (ПЗ); 15 - пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом; 16 - приймаючий пристрій (наприклад, POS-термінал); 17 - господарюючий суб'єкт (банк/магазин/установа); 18 - мобільний додаток (ПЗ), встановлений на мобільному пристрої (14); 19 - сердечник індуктивної котушки випромінювача; 20 - конструктивна індуктивність зчитувача магнітної головки; 21 - канал безконтактної передачі платіжних даних; 22 - антена мобільного пристрою (14) (комунікаційної або обчислювальної системи з встановленим ПЗ); 23 - модуль мобільного пристрою (14), що містить пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (15); 24 - модуль підзарядки пристрою прийому радіохвиль індуктивним методом від джерела мобільного пристрою з наступним перетворенням у постійний струм, що надходить до автономного джерела живлення для зарядки (26); 25 - модуль бездротової передачі типу blue-tooth пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15); 26 - автономне джерело живлення (наприклад, акумуляторна батарея) пристрою; 27 - периферійний пристрій сполучення для зв'язку з приймаючим пристроєм (16); 28 - базова приймально-передавальна станція мобільного зв'язку з антеною (29); 30 - дисплей мобільного пристрою (14); 31 - іконка на дисплеї мобільного пристрою (14), що діагностує стан процесу зарядки акумулятора (26). Обґрунтування суті корисної моделі. Розроблений спосіб безконтактної дистанційної підзарядки автономного джерела живлення для мобільного пристрою індуктивним методом в плані передачі цифрових даних індуктивним методом базується на пристрої передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15). У свою чергу, пристрій (15) у складі системи, на базі якого реалізується, заявляється спосіб, виконують в складі індуктивної котушки випромінювача (поз. 2), драйвера випромінювача (поз. 8), синтезатора сигналу (поз. 6), пристрою сполучення (поз. 4) з обчислювальними (комп'ютер, мобільний телефон, смартфон, планшет і т.д.) і/або комунікаційними системами (поз. 14). Індуктивна котушка випромінювача (випромінювач) (поз. 2) має такі особливості. Плоске осердя індуктивної котушки випромінювача (поз. 19 на фіг. 4) виконують із магнітнонейтрального матеріалу, що виступає в ролі каркаса фіксації провідника. Осердя виконують довгастої форми прямокутного перерізу. Допускається форма осердя із закругленими або зрізаними гранями поперечного перерізу. Обмотку індуктивної котушки випромінювача (поз. 2) виконують зі струмопровідних матеріалів з ізоляцією кожного витка від сусідніх витків. Також, наприклад, повітряний прошарок може виступати як ізолятор при значній різниці потенціалів, що складає менше 2 кВ/мм (при відносній вологості менше 50 %). У процесі роботи індуктивної котушки випромінювача (поз. 2) градієнт магнітного поля співнаправлений довжині (осі намотування) випромінювача (поз. 3 на фіг. 1). Так як магнітна головка (поз. 1) реєструє величину зміни магнітного поля (тобто першу похідну), то для більшої амплітуди піка (сплеску сигналу) необхідно, щоби фронт зміни полярності прагнув до миттєвого. У зв'язку з цим драйвер випромінювача (поз. 7) має такі особливості. Для формування виразних сплесків і для витягування фронту випромінюваного сигналу в процесі роботи пристрою (поз. 15) використовують зміну полярності струму через випромінювач (поз. 2) за допомогою Н-моста. Це приводить до фактичного подвоєння вхідної напруги драйвера (поз. 8) на контактах випромінювача, за рахунок чого збільшується дальність стійкого спрацьовування заявлюваних технічних засобів передачі цифрових даних індуктивним методом. Також допускається як драйвер використання високочастотного перемикача (поз. 8 на фіг. 2) з середньою точкою споживача і стабілізацією напруги середньої точки відносно верхньої і нижньої точки живлення. Це реалізують за допомогою управління мікрообчислювальної системи (поз. 6). Синтезатор сигналу (поз. 6) має такі особливості. Обчислювальна мікросистема (мікро-ЕОМ реального часу, що використовує операційну систему, і яка виключає балансування обчислювального навантаження), виступає в ролі синтезатора (поз. 6), і послідовно встановлює значення поточного кадру сигналу на виводах дворозрядної цифрової шини (між поз. 6-7 на фіг. 2). Частота відтворення сигналу становить від 0 Hz до 4 KHz. 9 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Можливе використання однорозрядної шини (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано) із застосуванням логічного заперечення з метою управління Н-мостом (що є одним з варіантом виконання узгодження синтезатора і драйвера для симуляції допоміжного розряду). При цьому за рахунок різниці потенціалів реалізується передача даних найбільш ефективним чином. Шина для внутрісхемного програмування (5) служить для запису програмного забезпечення пристрою і не приймає участі в безпосередній роботі пристрою, і призначена для коректування налаштувань в дослідному зразку. Тобто шина для внутрісхемного програмування (5) служить для оновлення прошивки обчислювальної мікросистеми без демонтажу мікросхем з плати та з'єднана з послідовним портом мікро-ЕОМ. Драйвер збільшення вольтажу (8) з'єднаний з Н-мостом і служить для можливості використання високоомних випромінюючих котушок, тобто збільшує вхідний вольтаж до необхідного рівня. Прийом даних і команд, підготовку, випромінювання і управління пристроєм (поз. 15) проводять за допомогою обчислювальної системи (поз. 14). Пристрій сполучення (поз. 4) з обчислювальними або комунікаційними системами (поз. 14) має такі особливості. Він виконаний з можливістю передачі даних і команд пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) і з можливістю опитування (перевірки) стану пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15). Сполучення може бути реалізовано за допомогою стандартних методів передачі даних, таких, як Bluetooth, UART, RS232, USB тощо. У разі, коли платіжні дані не розширювані, тобто встановлені виробником, і не призначені для додавання або зміни в ході експлуатації, або пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) експлуатують без допомоги сторонніх пристроїв керування, пристрій сполучення (поз. 4) виконують у вигляді кнопок або перемикачів режимів. За допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) реалізують стійке зчитування інформації шляхом зчитування емуляції карт із магнітною смугою (КМС) (згідно зі стандартами ISO/IEC 7810, ISO/IEC 7811, ISO/IEC 7812, ISO/IEC 7813, ISO 8583 та ISO/IEC 4909), використовуючи пристрої зчитування карт із магнітною смугою (наприклад, POS-термінали) (поз. 16), карти безпеки, дисконтні, акції, знижкові та інші карти. При цьому забезпечують максимальну експлуатаційну відстань між індуктивною котушкою випромінювача (поз. 2) і магнітною головкою зчитувача (поз. 1), що досягає до 15 см, а не 1-2 дюйми, як у системі і способі найбільш близького аналога (прототипу) [2]. Зважаючи на використання карт із магнітною смугою в платіжних системах пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) використовують для передачі цифрової інформації, в тому числі платіжної інформації, необхідної для здійснення платіжних безготівкових операцій. Спосіб і пристрій на його основі використовують таким чином. Пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (15) виконують з можливістю постійного акумулювання електроенергії (підзарядки) джерела живлення, шляхом перетворення енергії електромагнітного поля, що приймається ним, від джерела випромінювання радіохвиль мобільного пристрою. Пристрій сполучення (4) з обчислювальними і комунікаційними системами (14) виконують з можливістю підтримання стандартних методів передачі даних, таких, як, наприклад, Bluetooth, UART, RS232, USB, wi-fi та інших. Також пристрій сполучення (4) виконують у вигляді кнопок або перемикачів режимів, а нормовану потужність випромінювання регулюють шляхом швидкого перемикання полярності -6 напруги живлення, додаток до індуктора (2), що становить від 10 с до 10 с на кожне перемикання. Пристрій сполучення (поз. 4), будучи підключеним до обчислювальної або комунікаційної системи (поз. 14), ідентифікується як послідовний порт (стандарт RS232, UART), за допомогою якого здійснюють передачу команд і даних у пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15). Синтезатор сигналу (6) оснащають мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю послідовної установки значення поточного кадру сигналу на виводах дворозрядна цифрової шини з частотою відтворення цифрового сигналу в межах від 0 Hz до 4 KHz. Індуктивну котушку випромінювача (2) виконують з відношенням індуктивності до опору, що перебуває в межах від 0,0001 до 1200 μH/Ohm, а також з упорядкованим або з не врегульованим укладанням витків. 10 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У процесі передачі даних, в т.ч. платіжних, користувач в інтерфейсі додатка (виконуваного в обчислювальній системі, наприклад, смартфоні, телефоні, планшеті і т.д. (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано) вибирає, яку інформацію (яка завантажена і яку необхідно передати) він буде використовувати. Після чого за допомогою обчислювальної системи (поз. 14 на фіг. 3) передають дані в обчислювальну мікросистему (поз. 5). За допомогою пристрою сполучення (поз. 4) передають отримані дані синтезатору сигналу (поз. 6), після чого дані перевіряють на цілісність і готують (перетворюють на послідовність кадрів) до випромінювання індуктивною котушкою випромінювача (поз. 2) в пристрій зчитування карт із магнітною смугою (поз. 16). Після підготовки даних, синтезатор сигналу (поз. 6) посилає драйверу випромінювача (поз. 7) сигнал, що дозволяє використовувати електроенергію джерела живлення. Синтезатор сигналу (поз. 6) послідовно перераховує наявні в пам'яті кадри, які були перетворені на основі переданих даних, у синтезатор сигналу (поз. 6) з обчислювальної системи (поз. 14) з фіксованими часовими затримками, заданими згідно з методом кодування f/2f. Після закінчення передачі даних синтезатор сигналу (поз. 6) передає заборонний сигнал драйверу випромінювача (поз. 8), в результаті чого припиняється енергозабезпечення драйвера випромінювача (поз. 8) і дочірніх пристроїв (тобто індуктивної котушки випромінювача) (поз. 2) і пов'язаних з нею модулів (тобто всіх дочірніх об'єктів). На основі отриманого вводу від синтезатора сигналу (поз. 6) за допомогою драйвера випромінювача (поз. 8) формують сигнал з чітко вираженими висхідними і спадними фронтами сигналу, які випромінює підключена індуктивна котушка випромінювача (поз. 2). У пристрої передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) одноразово емулюють тільки одну доріжку, яка містить дані, що необхідно передати. Дві інші доріжки відкидають з процесу зчитування, оскільки вони не проходять перевірку цілісності даних по N-бітному кодуванню і LRC. Індуктивну котушку випромінювача (поз. 2) виконують з магнітно-нейтральним осердям, що виступає в ролі виключно каркаса для фіксації провідника (поз. 19 на фіг. 4) індуктивної котушки випромінювача (поз. 2). Пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) може бути реалізований у вигляді доповнення до мобільних телефонів, смартфонів, планшетів і т.д., а також у вигляді накладки до електронного пристрою, захисного чохла, брилка, браслета тощо. Передачу даних (у т.ч. оплату) за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) проводять на відстані між зчитуючою головкою пристрою зчитування карт із магнітною смугою (наприклад, POS-термінала) (поз. 16) до індуктивної котушки випромінювача (поз. 2), що становить в середньому близько 5-10 см. Реально можливий діапазон передачі даних між приймально-передавальними пристроями - на відстані від 0 см до 30 см залежно від конструктивного виконання пристрою зчитування цифрових даних (поз. 16). У момент передачі даних смартфон (телефон, планшет і т.д.) необхідно тримати паралельно зазору зчитувача карт (наприклад, у POS-терміналі) на рекомендованій відстані, що становить 5-10 см. Не рекомендується переміщувати і обертати пристрій (поз. 15) під час передачі даних. Тобто вісь (поз. 12) котушки випромінювача (поз. 2) розташовують паралельно картоприймальній щілині (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано) зчитувача карт. У пристроях зчитування карт із магнітною смугою (ридер) використовують зчитуючу магнітну головку з трьома доріжками (згідно з ISO/IEC 7810). Тобто в корпусі магнітної головки зчитувача (поз. 1 на фіг. 4) знаходяться три незалежних зчитувачі (поз. 9 на фіг. 4) для кожної доріжки, які розташовують на відстані, значно меншій, ніж відстань між зчитуючою головкою (поз. 1) й індуктивною котушкою випромінювача (поз. 2). У випадку індуктивної передачі даних відстань між зчитувачем (поз. 9) і індуктивною котушкою випромінювача (поз. 2) набагато більше, ніж відстань між зчитувачами (поз. 9) у корпусі зчитуючої головки (поз. 1). З метою пояснення фізичного уявлення припустимо, що всі три датчики (поз. 9) знаходяться в одній точці і не впливають один на одний. Експериментально було підтверджено, що вплив трьох датчиків один на одний настільки малий, що їм можна знехтувати. Отже, підтверджується вищевказане припущення. Зчитуюча головка (поз. 1) розташована таким чином. Площина зазору магнітної зчитуючої головки (поз. 11) орієнтована перпендикулярно напрямку руху магнітної смуги (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано). Отже, вісь (поз. 10) намотування конструктивної індуктивності (поз. 20) розташовується паралельно напрямку подачі (поз. 12) магнітної смуги (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано). 11 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Таким чином, при проходженні магнітної смуги (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано) в області зазору головки (поз. 11) відбувається зміна (градієнт) намагніченості. Це створює ЕРС в індуктивності (поз. 20) зчитуючої головки (поз. 1), яка посилюється підсилювачем ридера (на фіг. 1 - фіг. 6 не позначено) і передається на подальшу обробку (дешифрування). Тобто магнітна зчитуюча головка (поз. 1) реєструє градієнт магнітного поля, а не його абсолютне значення. Отже, для передачі сигналу необхідно досить швидко змінювати магнітне поле в області магнітного зазору (поз. 11). Цього можливо досягти і на значній відстані від зчитуючої головки (фіг. 1), використавши більш потужне джерело магнітного сигналу, ніж магнітна стрічка, наприклад електромагніт. Найближчою фізичною моделлю нашої системи передачі («головка-випромінювач") є «трансформатор». Фактично магнітна головка зчитувача (поз. 1) і індуктивна котушка випромінювача (поз. 2) в нашій системі передачі є трансформатором з несприятливим середовищем передачі магнітного збудження (внаслідок значної відстані між обмотками «трансформатора» і відсутності загального магнітопровідного осердя (поз. 19). Індуктивна котушка індуктивності (поз. 2) виступає в ролі первинної обмотки, а магнітна головка зчитувача (поз. 1) - у ролі вторинної обмотки. Так як за стандартом ISO 7811 карти з магнітною смугою кодуються за методом f/2f, який є цифровим методом кодування (тобто надмірним на користь оборотності сигналу), то досить визначити характеристики сигналу, на основі яких відбувається детектування, розпізнавання і декодування цифрового сигналу. Нами було визначено експериментально, що необхідною і достатньою умовою декодування цифрового сигналу є наявність виражених піків зі зміною полярності і фіксованим інтервалом між ними залежно від значення, яке кодується (одинична частота (f) для кодування логічного нуля, і подвоєна частота (2f) для кодування логічної одиниці). Зважаючи на специфіку цифрового сигналу, немає необхідності передавати його повністю, тобто повне повторення форми сигналу, відсутність шумів і наведень є необов'язковим. Необхідно помітно (на обмотці магнітної головки (поз. 1) передати піки змінної полярності з фіксованими часовими інтервалами (здійснювати f/2f-кодування). Це досягається за рахунок різкого (такого, що практично прагне до миттєвого) перемикання полярності напруги живлення, прикладеної до індуктивної котушки випромінювача (поз. 2) з відповідним посиленням струму. Відстань спрацьовування (факт успішної передачі) цифрового сигналу залежить від напруженості магнітного поля, яке зможе зареєструвати магнітна головка (поз. 1) зчитувача. Отже, поле, яке породжує котушка випромінювача (поз. 3), повинно мати значне загасання (посилення градієнта) або неоднорідність поля для того, щоб головка (поз. 1) змогла зареєструвати сигнал. Для збільшення відстані спрацьовування передачі необхідно більш інтенсивне поле в джерелі (індуктивної котушці випромінювача - поз. 2). Максимальна відстань спрацьовування визначається можливостями джерела живлення і вихідними вимогами за масогабаритними характеристиками. Нами були проведені численні експерименти, в результаті яких були вибрані саме ті суттєві відмінності елементів системи передачі, які вказані у формулі корисної моделі. У ході проведення експериментів з різними котушками нами було визначено, що існує практична можливість передавати цифрові дані на відстані від індуктивної котушки випромінювача (поз. 2) до зазору головки (поз. 11) зчитувача до 30 см між ними. Такого результату ми змогли добитися, використавши індуктивну котушку випромінювача (поз. 2) з фігурним магнітопроводом (магнітопровідним осердям підковоподібної конфігурації) (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано). Це привело до локального збільшення напруженості магнітного поля. При цьому ми змогли зареєструвати якісне збільшення напруженості магнітного поля за непрямими ознаками (за коливанням магнітоактивного елемента в зазорі випромінювача) та направленому розподілу поля. Однак при передачі даних за допомогою зазначеної котушки з фігурним магнітопроводом (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано) на відстані ближче 10 см є ризик пошкодження зчитуючої головки. Також використавши котушку з фігурним магнітопроводом, необхідно використовувати більш потужне (близько 60 W) джерело живлення. Використання зазначеної котушки (з фігурним магнітопроводом) збільшує товщину пристрою (мінімум у 2 рази в порівнянні з заявлюваним пристроєм) за рахунок збільшення джерела живлення, габаритів котушки, системи охолодження котушки (стабілізації характеристик під час випромінювання) та електронної обв'язки з урахуванням (велика потужність) характеристик. 12 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Так як однією з вимог до пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) було пред'явлено компактність розмірів і мале енергоспоживання, то використовували Н-міст з метою подвоєння ефективної напруги, яка управляє індуктивною котушкою випромінювача (поз. 2). З метою приглушення динамічних ефектів (гістерезис і затягування фронту сигналу, гармоніки внаслідок негармонійних коливань) в індуктивності, індуктивна котушка випромінювача (поз. 2) була виконана з низькою добротністю і магнітно-нейтральним осердям (поз. 12). Котушка дослідного зразка заявленого пристрою має добротність менше 10 μН/Оhm. Для зниження добротності нами була запропонована хаотичне намотування котушки (тобто неупорядковане укладання витків). Експериментально було встановлено, що збільшення довжини індуктивної котушки випромінювача (поз. 2) призводить до погіршення (в логарифмічній залежності) дальності спрацьовування, а товста (товщиною більше 2 мм) циліндрична котушка не відповідає габаритним вимогам. В результаті цього було прийнято рішення використовувати плоску котушку з віссю намотування, паралельної площині розташування індуктивної котушки випромінювача (поз. 2). У зв'язку з цим конструктивним рішенням нами було експериментально встановлений ефект поляризації. Він полягає в тому, що при малих енергіях випромінювання відстань спрацьовування була більше при паралельній орієнтації осей намотування індуктивної котушки випромінювача (поз. 2) і індуктивності (поз. 20) у магнітній головці (поз. 1). У свою чергу, при перпендикулярному розташуванні осей котушок зчитувача (поз. 10) і випромінювача (поз. 12) досягався найменший (аж до неспрацьовування при безпосередньому контакті зі зчитуючою головкою) діапазон відстаней стійкої передачі даних між індуктивною котушкою випромінювача (поз. 2) і зчитувачем (поз. 9). При значному (більше 5 W) збільшенні енергії випромінювання ефект поляризації помічений не був. Зважаючи на ефект поляризації, було зменшено негативний вплив на осердя (поз. 9) зчитуючої головки (поз. 1), яке не намагнічується. Було встановлено, що шумовий сигнал (гармоніки і магнітні шуми середовища) мало впливає на передачу цифрових даних, так як градієнт магнітного поля створює сигнал, який значно сильніше рівня шуму і може бути зареєстрований менш чутливими підсилювачами і детекторами. Приклад реалізації корисної моделі. Виконують пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (13) з вищеописаними конструктивними особливостями його елементів і зв'язками між ними, тобто в складі розміщених послідовно модуля підзарядки джерела живлення пристрою, модуля бездротової передачі типу blue-tooth, а також пристрою сполучення (27) зі зчитуючою головкою пристрою для зчитування магнітних карт (9). При цьому пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (15), як правило, розташовують окремо від корпусу мобільного пристрою (14). Модуль підзарядки джерела живлення пристрою (24) виконують знімним і з можливістю переміщення і подальшої фіксації (наприклад, за допомогою «липучки») на накладці (23) мобільного пристрою (14) в залежності від місця розташування (тобто зверху, знизу або збоку) його антени (22). Модуль бездротової передачі типу blue-tooth (25) пов'язаний також з периферійним пристроєм сполучення (27), призначеним для зв'язку з приймаючим пристроєм (16). Тобто фактично модуль підзарядки джерела живлення пристрою (24), модуль бездротової передачі типу blue-tooth (25), джерело живлення (26) мобільного пристрою (14), а також периферійний пристрій сполучення (27) розташовують на накладці мобільного пристрою (14) і переважно з його тильної сторони. Після активізації мобільного пристрою (14) для здійснення телефонних розмов і/або передачі цифрових даних, у тому числі здійснення платежів, вихідний цифровий сигнал від антени (22) мобільного пристрою (14) за допомогою каналу безконтактної передачі платіжних даних (21) надходить в модуль бездротової передачі типу blue-tooth (26) пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15). Модуль підзарядки пристрою (24) виробляє зарядку методом перетворення змінного електромагнітного поля від мобільного пристрою в момент здійснення телефонних розмов і/або передачі цифрових даних у постійний струм, що надходить далі до автономного джерела живлення (26), тобто відбувається підзарядка джерела живлення пристрою (26). Те ж саме відбувається як при передачі цифрових і/або голосових даних, у тому числі при здійсненні платежів, за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15), так і за відсутності вищевказаних дій, але розташовуючи в останньому випадку пристрій 13 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 передачі цифрових даних індуктивним методом (15) спільно з мобільним пристроєм (14) у радіусі дії найближчої базової приймально-передавальної станції мобільного зв'язку (28) з антеною (29), або аналогічного за функціональним призначенням пристрою, наприклад, POSтермінала (16). Модуль підзарядки джерела живлення пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15) функціонує в процесі здійснення телефонних переговорів при частоті вихідного сигналу, що передається, 900 МГц або 1800 Мгц, а також при передачі даних вихідною потужністю - max 2 W, і при напрузі (DC) від модуля (24) в діапазоні (3,7-4,2) В, і з силою струму (500-2000) mА. При повній зарядці акумулятора (26) мобільного пристрою (14) спрацьовує світловий індикатор і/або (або без нього) звуковий сигнал (або без нього), що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор (або без нього) блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором, коли мобільний пристрій (14) заряджений. При цьому на дисплей (екран) (30) мобільного пристрою (14) виведена іконка (31) стану зарядки акумулятора (26). Було встановлено, що повну підзарядку мобільного пристрою (14) забезпечують при здійсненні телефонних розмов і/або передачі цифрових і/або голосових даних за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15) протягом не менше ніж 168 год. У разі передачі цифрових даних, у т.ч. здійснення платежів, цифрові дані передають захищеним каналом і зберігають у захищеній області ПЗ (поз. 18), встановленого в обчислювальній системі (смартфон, телефон, планшет і т.д.), яка підтримує роботу з пристроєм передачі цифрових даних індуктивним методом (15). За допомогою обчислювальної системи (смартфон, телефон, планшет тощо) з встановленим програмним забезпеченням (поз. 18) передають платіжну інформацію на пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15), і далі - на пристрій зчитування карт із магнітною смугою (поз. 20). Наприклад, для здійснення платіжної операції, POS-термінал використовує інформацію, що міститься в track.2 (згідно зі стандартом ISO/IEC 7813). За допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) передають інформацію у вигляді коливань магнітного поля, створюючи сигнал в зчитуючій головці (поз. 1), подібний сигналу магнітної смуги (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано) платіжної картки (на фіг. 1 - фіг. 6 не показано). В даному прикладі нормовану потужність випромінювання регулюють шляхом швидкого перемикання полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), що становить 1 с на кожне перемикання. Тобто, крім платіжної інформації, через пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15), який працює на базі відповідного способу передачі цифрових даних індуктивним методом, передають будь-яку цифрову інформацію. Обчислювальна система з встановленим програмним забезпеченням (поз. 18) може бути виконана у складі системи авторизації та ідентифікації, яка забезпечує безпеку зберігання і передачі цифрової інформації. При цьому сам пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) не зберігає цифрову інформацію, а слугує тільки засобом її транзитної передачі. Це робить неможливим використання цифрової (в першу чергу платіжної) інформації будь-яким іншим користувачем, окрім авторизованого користувача. Також в заявленому технічному рішенні реалізована функція one-time-pin, яка сприяє інформаційній безпеці навіть у разі несанкціонованого доступу до платіжних даних. У разі необхідності здійснення передачі платіжних даних, клієнт звертається в організацію, уповноважену емісувати карти, для отримання інформації про рахунок клієнта, яка містить цифрову інформацію і дозволяє проводити передачу даних, наприклад, здійснювати платіжні операції під час взаємодії з пристроями зчитування карт із магнітною смугою, наприклад, POSтерміналами. Таку ж інформацію, в тому числі про рахунок клієнта, про всі платіжні реквізити та інші характеристики рахунку, які організація-емітент записує на картки з магнітною смугою, передають по захищеному каналу в захищену область програмного забезпечення, на обчислювальну систему (поз. 14), що взаємодіє з пристроєм передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15). За допомогою обчислювальної системи зі встановленим програмним забезпеченням (поз. 18) передають через пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) по каналу (21) відповідну (в т.ч. платіжну) інформацію безконтактно на пристрої зчитування карт із магнітною смугою (наприклад, POS-термінал) без фізичного використання картки з магнітною смугою під час передачі даних (наприклад, під час розрахунків). 14 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Промислове застосування. Перевагами пропонованого технічного рішення є: - низька витрата електроенергії (економія становить від 15 % і вище) у порівнянні з безконтактними аналогами і прототипом; - можливість роботи від USBotg; - забезпечення нормованої (оптимізованої, позбавленої надмірності) потужності випромінювання, що ускладнює стороннє зчитування даних (тобто сприяє посиленню безпеки транзакцій); - забезпечення мінімізації (тобто зведення до мінімально необхідного рівня) енергоспоживання і масо-габаритних характеристик за рахунок нормування потужності випромінювання; - здійснення синтезу виключно необхідних характеристик сигналу засобами обчислювальної мікросистеми; - реалізація управління споживанням модулів у різних режимах роботи пристрою, що дає економію електроенергії і приводить до збільшення терміну експлуатації без перезарядки. Розроблений спосіб відповідає стандарту бездротової зарядки Qi vers.1.2 або попередніх версій. Також перевагою заявлюваного способу на базі пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) є те, що вищевказаний пристрій (15) не зберігає в собі цифрову (в т.ч. платіжну) інформацію, за рахунок чого він є секьюрним інструментом. Пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) також не містить зчитувача магнітних карт, що перешкоджає несанкціонованому поширенню інформації, що охороняється. Пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (поз. 15) у складі однойменної системи є портативним, компактним і енергоефективним порівняно з існуючими безконтактними аналогами і прототипом. Це дозволяє його використовувати в рамках стандарту споживання електроенергії USB2.0 і USBotg. Згідно з даними стандартів, потужність, що надається споживачеві, складає до 2,5 W при (5V, 0,5 А). Система індуктивної передачі цифрових (платіжних) даних дає можливість динамічно генерувати дані доступними обчислювальними/комунікаційними засобами для здійснення ідентифікації в (платіжних) системах типу POS-термінал. Розроблене технічне рішення спрямоване на забезпечення можливості безконтактної дистанційної передачі електроенергії на бездротові пристрої - клавіатури, комп'ютерні миші, мобільні телефони, смартфони, планшети, фото-, відео-, веб-камери, кишенькові комп'ютери, активні RFID-мітки, бездротові пульти та пристрої вводу, в т.ч. для підзарядки джерела живлення мобільного пристрою, а також на будь-які інші малопотужні бездротові пристрої. Таким чином, реалізація заявленого технічного рішення, яке відповідає вимогам і запитам сучасного ринку, забезпечує можливість обслуговування всіх видів транзакцій і різних видів платіжних рахунків, а також передачі цифрової інформації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб безконтактної дистанційної підзарядки автономного джерела живлення для мобільного пристрою індуктивним методом, виконаного, наприклад, у вигляді, комп'ютера, мобільного телефона, смартфона, планшета або іншого електронного пристрою, і/або комунікаційної системи, з автономним джерелом живлення, що полягає у випромінюванні за допомогою випромінюючої антени у вигляді вузькосмугового високочастотного генератора електромагнітних хвиль певної частоти, що знаходиться, наприклад, в мобільному пристрої, і в наведенні у приймальні антени сигналу змінної ЕРС зарядного струму з амплітудою, яка залежить від відстані до випромінювача електромагнітних хвиль, і в наступному забезпеченні перетворення змінної напруги в постійну напругу, що повільно змінюється з часом, або в імпульсну напругу, яка повинна бути не нижче наперед заданого порогового рівня для заряджуваного автономного джерела живлення у вигляді акумулятора, який відрізняється тим, що як приймальний пристрій для мобільного пристрою використовують пристрій передачі цифрових, в тому числі платіжних, даних індуктивним методом, який, в свою чергу, оснащають індуктором, модулем підзарядки джерела живлення, модулем бездротової передачі типу bluetooth, а також периферійним пристроєм сполучення (27) зі зчитуючою головкою пристрою для зчитування магнітних карт (9), причому модуль підзарядки джерела живлення розташовують переважно паралельно або відповідно розміщенню антени мобільного пристрою і на відстані від 0 см до 30 см, в процесі роботи мобільного пристрою як забезпечують, так і використовують поляризацію сигналу індуктора, а також регулюють нормовану потужність випромінювання 15 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигналу як використанням широтно-імпульсної модуляції, так і зміною полярності, що полягає у швидкому перемиканні полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), з одночасним посиленням струму в ньому або без такого посилення, при цьому підзарядку автономного джерела живлення мобільного пристрою здійснюють як в процесі здійснення телефонних розмов і/або передачі цифрових і/або голосових даних, у тому числі при здійсненні платежів за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом, так і за відсутності вищевказаних дій, але розташовуючи в останньому випадку пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом в радіусі дії найближчої базової приймальнопередавальної мобільної станції зв'язку або аналогічного за функціональним призначенням пристрою, наприклад POS-термінала. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі цифрових даних індуктивним методом (15) розташовують поза корпусом мобільного пристрою. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення виконують знімним, а також з можливістю переміщення і подальшої фіксації на накладці мобільного пристрою в залежності від місця розташування його випромінюючої антени. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення, модуль бездротової передачі типу blue-tooth, джерело живлення мобільного пристрою, а також периферійний пристрій сполучення (27) розташовують на накладці мобільного пристрою з його тильної сторони. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають синтезатором сигналу (6), який комплектують мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують переважно у вигляді мікро-ЕОМ. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій сполучення (поз. 4) при підключенні до мобільного пристрою (поз. 14) ідентифікують як послідовний порт (стандарту RS232, UART), за допомогою якого виробляють передачу команд і даних у пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (поз. 15). 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю синтезу сигналу, що передається. 8. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що синтезатор сигналу (6) оснащають мікросистемою з відкладеною обробкою команд або обчислювальною мікросистемою реального часу, яку виконують з можливістю послідовної установки значення поточного кадру сигналу на виводах дворозрядної цифрової шини з частотою відтворення цифрового сигналу в межах від 0 Hz до 4 KHz. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) оснащають драйвером випромінювача (7), який виконують за схемою Н-моста. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як драйвер випромінювача (7) використовують високочастотний перемикач з середньою точкою споживання і стабілізацією напруги середньої точки відносно верхньої і нижньої точки живлення або використовують операційний підсилювач. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у пристрої передачі платіжних даних індуктивним методом (15) застосовують пристрій сполучення (4) з мобільним пристроєм (14), який виконують з можливістю передачі цифрових, у т. ч. платіжних даних і команд пристрою індуктивним методом (15) і з можливістю перевірки стану цього пристрою (15). 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що пристрій сполучення (4) з мобільним пристроєм (14) виконують з можливістю підтримання стандартних методів передачі даних, таких як, наприклад, blue-tooth, UART, RS232, USB, wi-fi та інших. 13. Спосіб за п. 11 і п. 12, який відрізняється тим, що пристрій сполучення (4) виконують у вигляді кнопок або перемикачів режимів, а нормовану потужність випромінювання регулюють шляхом швидкого перемикання полярності напруги живлення, прикладеної до індуктора (2), що -6 становить від 10 с до 10 с на кожне перемикання. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плоске осердя (19) індуктора (2) виконують із магнітно-нейтрального або магнітно-провідного матеріалу. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що плоске осердя (19) індуктивної котушки випромінювача (2) виконують довгастим і прямокутної форми з поперечним перерізом у вигляді ламаних граней. 16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обмотку індуктора (2) виконують із струмопровідних матеріалів з ізоляцією кожного витка від сусідніх витків або з упорядкованим чи з неврегульованим укладанням витків. 16 UA 97609 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують у вигляді або захисного чохла на мобільний пристрій (14), або у вигляді брилка, або у вигляді браслета (14). 18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують у вигляді зовнішнього модуля, вбудованого в мобільний пристрій (14). 19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що індуктор (2) виконують з добротністю, що знаходиться в межах від 0,0001 до 1200 μН/Ohm. 20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що збільшують відстань передачі вихідного сигналу, використовуючи поляризацію випромінювання магнітного поля. 21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що генерують вихідний сигнал з пристрою передачі платіжних даних індуктивним методом (15) шляхом перемикання полярності живлення індуктора (2). 22. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій передачі платіжних даних індуктивним методом (15) виконують як з можливістю, так і без можливості використання ефекту поляризації. 23. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом (15) виконують з можливістю функціонування в процесі проведення телефонних переговорів при частоті вихідного сигналу, що передається, 900 МГц або 1800 МГц, а також при передачі даних вихідною потужністю max 2 W, і при напрузі (DC) від модуля (25) в діапазоні (3,7-4,2) В, і з силою струму (500-2000) mА. 24. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спосіб відповідає стандарту бездротової зарядки Qi vers.1.2 або попередніх версій. 25. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують світловий індикатор, що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором, коли акумулятор мобільного пристрою повністю заряджений. 26. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують звуковий сигнал, що сигналізує Користувачеві про закінчення підзарядки. 27. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для діагностики повної зарядки акумулятора мобільного пристрою використовують одночасно звуковий сигнал і світловий індикатор, що сигналізують Користувачеві про закінчення підзарядки, причому світловий індикатор блимає червоним і жовтим кольорами під час зарядки і горить зеленим кольором по її закінченні. 28. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у пристрої передачі цифрових даних індуктивним методом (15) передбачена функція автоматичної зупинки підзарядки при повній зарядці акумулятора мобільного пристрою. 29. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на екран мобільного пристрою виведена іконка стану зарядки акумулятора. 30. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модуль підзарядки джерела живлення розташовують поблизу випромінюючої антени мобільного пристрою. 31. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що повну підзарядку мобільного пристрою забезпечують при здійсненні телефонних розмов і/або передачі цифрових, у т. ч. платіжних, і/або голосових даних за допомогою пристрою передачі цифрових даних індуктивним методом протягом не менше ніж 168 год. 17 UA 97609 U 18 UA 97609 U 19 UA 97609 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 20

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: H04B 1/38, G08C 17/00, H02J 17/00

Мітки: автономних, методом, індуктивним, підзарядки, пристроїв, мобільних, безконтактної, живлення, джерел, спосіб, дистанційно

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/22-97609-sposib-bezkontaktno-distancijjno-pidzaryadki-avtonomnikh-dzherel-zhivlennya-dlya-mobilnikh-pristrov-induktivnim-metodom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб безконтактної дистанційної підзарядки автономних джерел живлення для мобільних пристроїв індуктивним методом</a>

Подібні патенти