Blogs

Wiegand voor Dummies

Onlangs riep onze CEO, David Carta, me naar zijn kantoor en vroeg me: "Mark, wat is Wiegand?" Hij instrueerde een nieuwe Telaeris-medewerker over XPressFreedom, onze Wiegand naar Ethernet-converter die we gebruiken om mobiele toegangscontrole met een bestaand systeem mogelijk te maken. Hij dacht dat ik, als onze verkoopleider, een passende verklaring zou moeten kunnen geven. Als een hert in de koplampen bevroor ik, wetende dat ik geen degelijk, technisch verantwoord antwoord had. De blik van onze nieuwste medewerker op me richten,

Ik gooide een paniekerig antwoord tegen de muur, in de hoop dat het bevredigend zou zijn. Het was niet en ik wist het. Erger nog, ik wist dat Dave het wist. Gelukkig viel hij me niet aan bij onze nieuwe collega, maar toen ik de kamer verliet, hing mijn staart tussen mijn benen.

Later die dag belde Dave me in zijn kantoor om de ontmoeting van eerder op de dag te bespreken. Een deel van de cultuur van Telaeris is om de allerbeste ondersteuning en kennis te bieden aan onze klanten, in onze inspanningen om de wereldleider in handheld-badge verificatie oplossingen. Als onze primaire verkoper wilde hij er zeker van zijn dat ik eersteklas technische kennis kon bieden, zodat ik onze klanten de best mogelijke service kon bieden. Dave's instructie aan mij kwam in de vorm van een uitdaging: "Mark, ik wil dat je ons volgende blogartikel over Wiegand schrijft."

Simpel genoeg toch? Met Google en het hele World Wide Web binnen handbereik, deed ik wat licht onderzoek en gooide snel een ruwe schets samen en presenteerde het aan Dave. 'Mark, dit is technisch niet correct. Ga terug en graaf dieper. " Ik bukte me en bleef de geschiedenis van Wiegand onderzoeken en hoe het werkt. Ik ontdekte dat terwijl de technologie begon met gemagnetiseerde draden, Wiegand vandaag de dag verwijst naar een volledige interface waarop de toegangscontrole-industrie is gebaseerd. Sterker nog, ik leerde dat ik niet de enige was in mijn verwarring. Veel anderen deelden mijn vraag: "Wat is Wiegand?"

Graaf dieper om te zien wat belangrijk is

John R. Wiegand verhuisde in de jaren dertig van Duitsland naar de Verenigde Staten om piano en koordirectie te studeren aan de wereldberoemde Julliard School of Music in New York. Later werd hij ingenieur, maar het was zijn perfecte toonhoogte waardoor hij de veranderingen kon horen die plaatsvonden toen zijn draden werden gemagnetiseerd die leidden tot zijn ontdekking van de Wiegand-effect in de vroege 1970's.

Wiegand-draad, gepatenteerd door Wiegand in 1974, is samengesteld uit een magnetische ijzerlegering die is ontworpen om een ​​harde buitenmantel te vormen rond een zachtere binnenkern. Wanneer de buitenste schil door een gemagnetiseerd veld wordt geleid, magnetiseert hij snel totdat deze de volledige capaciteit heeft bereikt. Zodra dit gebeurt, begint de binnenkern te magnetiseren, en dan, verrassend genoeg, wisselen de kern en de schil van polariteit. Dit creëert een significante spanningspuls totdat de draad volledige magnetisatie bereikt. Deze spanningsveranderingen zijn gemakkelijk te detecteren en resulteren in de pulsen die langs de D0- en D1-lijnen worden gestuurd.

John Wiegand op zijn laboratoriumbank

Eind 1970 ontwikkelden Wiegand en zijn zakenpartner, Milton Velinsky, een kaart met Wiegand-kabels voor toegangscontrole. Ze plaatsten twee afzonderlijke rijen draden in de kaart, die bij het passeren van een magnetisch veld variërende spanningsuitgangen produceerden die als een signaal werden behandeld. De Wiegand-interface is voor lezers die de uitvoergegevens van deze kaarten kunnen detecteren via twee signaallijnen genaamd D0 (Data Zero) en D1 (Data One). Deze reeks van enen en nullen wordt toegewezen aan een binair getal. Wiegand's kaart werd gezien als een verbetering ten opzichte van bestaande mag-stripe-kaarten die gemakkelijk herschreven konden worden. Niet alleen konden Wiegand-kaarten niet opnieuw worden geschreven, ze waren ook moeilijk te vervaardigen, wat betekende dat ze moeilijk te vervalsen waren.

Deze D1/DO-interface is samen met Clock/Data (gebruikt voor magneetstrips) sinds de jaren 1970 blijven bestaan ​​als de feitelijke interfaces voor kaartlezers voor toegangscontrole. Wanneer de meeste mensen het tegenwoordig hebben over a Wiegand-kaart, ze denken niet aan een kaart met draden. Meestal hebben ze het over een RFID-compatibele kaart (dwz Prox, Mifare, iClass, enz.) Die kaartgegevens uitvoert met behulp van de D0 / D1-interface van Wiegand.

Toegangskaart met ingesloten Wiegand-draden, de bovenste rij is D0 en de onderste rij is D1

A Wiegand-indeling is gewoon een gedefinieerde reeks binaire gegevens die via de twee uitgangsdraden worden verzonden. De industriestandaard voor het eerste decennium was een 26-bits formaat, met 8 bits voor de faciliteitscode, 16 bits voor de gebruikers-ID. Tegenwoordig zijn er veel verschillende en aangepaste formaten, waarvan de grootste een 200-bits PIV-standaard is die door de Amerikaanse overheid wordt gebruikt. De kaartafbeelding hieronder illustreert het gebruik van 26-bits Wiegand.

Standaard 26-bits Wiegand-indeling

Hoewel de Wiegand-kaart is nog steeds in productie, in de moderne toegangscontrolesector is deze technologie grotendeels vervangen door nieuwere, goedkopere en veiligere vormen van toegangskaarten (bijv. Mifare, iClass, Proximity). De Wiegand-interface blijft echter de standaardconventie voor het verzenden van gegevens voor elk apparaat (kaart, biometrische of PIN-lezer) naar een toegangscontrolepaneel.

Kortom, wat begon als een simpele uitdaging om meer over Wiegand te leren, werd al snel een fascinerende leerervaring over de wortels van de toegangscontrole-industrie. De Wiegand-interface wordt gebruikt door een breed scala aan fabrikanten van toegangscontrole en is nog steeds het beest van de branche en weigert te sterven. Het gebruik van de Wiegand-interfacetechnologie zal in de nabije toekomst nergens toe leiden, aangezien de diepte van het gebruik veel verder gaat dan alle opkomende technologieën. Bijna vijftig jaar geleden ontdekte John R Wiegand een coole manier om de magnetische polariteit van zijn op maat gemaakte draden te manipuleren; hij realiseerde zich niet dat het een hele industrie zou herdefiniëren.

Twee geweldige informatiebronnen, beide geschreven door Michael Davis op Wiegand, staan ​​hieronder:

We hebben ook een meer diepgaande uitleg van Wiegand opgeschreven in onze vervolg blogpost:  D0wn en D1rty met Wiegand

Comments

  1. Mike zegt:

    Dit is een geweldige post ......

  2. Goed artikel over de geschiedenis van Wiegand. Ik waardeer het dat je de tijd neemt om te delen.

  3. Giorgio zegt:

    Goed artikel en uitleg kunnen niet duidelijker zijn.
    Ik heb veel gegoogled maar geen enkele uitleg is duidelijk als de jouwe.
    Ik waardeer het erg.
    Veel dank.
    Giorgio.

  4. Peter Warrender zegt:

    Heel interessant, bedankt voor het delen.

  5. jm zegt:

    Geweldig artikel. Het heeft me veel geholpen!

  6. Rspinner zegt:

    Dank je.

  7. Bruce Gennette heeft de volgende gedetailleerde opmerking over Wiegand ingediend:

    In de paragraaf 'Wiegand-draad' – Het gedeelte over wanneer de draad door een magnetisch veld gaat, is OK, maar kan meer worden uitgelegd als 'hoe een veranderend magnetisch veld de draad beïnvloedt'.

    Hier is hoe ik het aan mijn studenten uitleg -
    Wiegand's Vicalloy is een commerciële legering van ijzer, kobalt en vanadium, die, wanneer het werk wordt gehard als een draad met een diameter van 0.25 mm door een meertraps eigen proces van draaien en losdraaien onder verschillende rekspanningsniveaus, gevolgd door een kunstmatige veroudering door zelfverhitting van het passeren een stroom erlangs om een ​​gemakkelijk te magnetiseren kern te ontwikkelen met een moeilijk te magnetiseren huid. Deze kleine draadjes worden 'Wiegands' genoemd. Er bestaan ​​andere processen om de tegenovergestelde structuur te creëren, die ook werkt, zelfs in meerlagige, vlakke platen.

    Wanneer een volledig gemagnetiseerde Wiegand wordt blootgesteld aan een tegenovergestelde polariteit, een extern, toenemend magnetisch veld, is de huid bestand tegen veranderende polariteit en schermt de kern effectief af tot een veldsterkte van ~1mT, waarbij de kern plotseling zijn polariteit zal omdraaien en een grote golf van de nieuwe polariteit die wordt toegevoegd aan het externe magnetische veld (het Barkhausen-effect) dat een gemakkelijk te detecteren elektrische puls >2V in een aangrenzende draadspoel creëert. De magnetisch harde, dunne huid zal ook van polariteit veranderen wanneer het gecombineerde externe magnetische veld en het magnetische kernveld sterk genoeg worden (~6mT), maar dit is een 'zachtere' flip die geen erg grote puls produceert. Het heeft geen zin om de magnetische veldsterkte op de draad te verhogen tot meer dan ~10mT, aangezien er geen verdere verandering mogelijk is totdat de polariteit van het externe veld is omgekeerd.

    De pulsen worden geproduceerd door elke bron van extern, toenemend magnetisme, zoals een draaiende magneet of de toepassing van een sinusgolf op een elektromagneet. Dezelfde elektromagneten kunnen worden gebruikt voor het genereren van de externe velden EN voor het detecteren van de plotselinge pulsen, dus dit is de meest gebruikte methode.

Laat een reactie achter

*

E-mail Abonnement

Ontvang de laatste updates rechtstreeks in uw inbox