Промышленный шпионаж – это реальность

Компания  Marks and Spencer расследует  попытку прослушивания мобильного телефона босса компании, Стюарта Роуза. Разоблачение такого рода выводит прослушивание телефонов на совершенно новый, тревожный уровень. 

 
Сотовый оператор MMO2 подтвердил, что кто-то пытался получить доступ к телефону мистера Роуза.

Мистер Роуз, руководитель компании M&S, сказал, что он видит в этом попытку рейдерства копании. К этому выводу он пришел после того, как сотовый оператор запросил код безопасности, который Роуз не устанавливал.

MMO2 также заявило, что запрос появился в момент, когда мистер Роуз обсуждал долю акций в M&S.

 

Телефонный звонок

В результате допросов мистера Роуза,  Управление Финансовых Операций выяснило, что регулировщик на бирже сообщил о «подозрительных движениях стоимости» акций M&S незадолго до попытки  рейдерства копании магнатом Филиппом Грином.

Особое внимание расследование уделяет телефонному разговору мистера роуза и мистера Грина, который состоялся 7 мая.

Обе стороны заявили, что темой разговора не была компания M&S. Однако мистер Роуз, который отсутствовал в компании, приобрел 100,000 акций у перекупщика немного позже в тот же день.

Через некоторое время мистер Грин заявил, что он собирался добиться повышения стоимости акций M&S.

 Мистер Роуз, заступивший на пост главы корпорации M&S в конце мая, сказал, что только после прослушивания кем-то его мобильного телефона, можно было узнать об этом разговоре.

 

Подслушивание

Само прослушивание мобильных телефонов, как таковое, очень сложно выявить, а тем более определить количество негласных случаев. Однако специалисты сходятся в том, что проблема прослушивания актуальна и набирает все большие обороты.

А стремительно развивающиеся технологии, такие как прослушивание или кража данных, делают шпионаж сегодня все более серьезной проблемой для компаний.

Мобильные телефоны и интернет легко предоставляют «плохим парням» дополнительные способы добычи корпоративных секретов, используя все более совершенные и простые в управлении устройства, с помощью которых они делают свою грязную работу.

Например, электронный «жучок» может быть встроен в батарею обычного мобильного телефона. Это устройство подпитывается от батареи телефона, что обеспечивает ему двустороннее прослушивание разговоров, когда телефон включен.

Представьте себе ситуацию: директор компании вешает свою куртку в раздевалке и отправляется на игру в гольф. Атакующий легко открывает мобильный телефон директора компании и меняет батареи.

Директор может никогда не узнать, что его прослушивают. В конце концов как много людей знает серийный номер батареи своего телефона?

Теперь недобросовестный конкурент может прослушивать самые закрытые деловые переговоры.

Как заявили в институте руководителей (IoD) - вероятность стать жертвой прослушивания сегодня больше чем когда либо.

По словам Ричарда Вилсона, руководителя IoD по коммерческим преступлениям, около 60 % руководителей компаний подверглось воровству либо в электронном, либо обычным способом. 14% заявили о преступлении в сети интернет.

 

Скрытое устройство

Это очевидно, что с увеличением использования мобильных телефонов и интернета,  возможность стать жертвой промышленного шпионажа существенно возрастает.

По словам Джастина Кинга, директора C2i International, устройства для прослушивания уже были найдены в 4-5% британских компаний.

«В некоторых случаях прослушивающие устройства остаются не обнаруженными в течении  месяцев и даже лет. Люди пребывают в ужасе, когда они узнают об этом», рассказал мистер Кинг.

 

Источник: BBC News статья 1   статья 2

 

 "Жучок" на частоту 1ГГц - что может быть проще!

За основу "жучка" был взят модуль ГУНа от сотового GSM телефона типа IL028. Такой стоит в телефонах Nokia 5110,6110 и др. Он представляет собой законченное изделие размером 9х7х1.5мм с контактными лощадками под smd монтаж. Внутри - генератор и буферный каскад-усилитель.
Модуль имеет управляющий вход для перестройки по частоте. Подав на управляющий вход модулированный сигнал с электретного микрофона,мы получаем отличный "жучок",имеющий прекрасные эксплуатационные характеристики и предельно простую конструкцию.
Модуляция получается WFM и частота обычно в районе 980-990МГц.Вся схема ясна из рисунка. Микрофон - любой электретный,в качестве антенны применён отрезок провода длиной 7см (между прочим - полноценная "четверть" на этих частотах).


Питание - любой источник от 3 до 6 вольт. Конструкция удобна для встраивания в различные бытовые приборы с батарейным питанием,телефоны,радиотелефоны,компьютеры и пр. У автора получалось даже поместить жучок внутрь батареи от сотового телефона при полном сохранении функций батареи. При испытаниях устройство показало следующие результаты - при приёме на приёмник ICOM-R8500 и при антенне "загзаг" удавалось принять сигнал с расстояния более 1км. При этом жучок питался от литиевого элемента с напряжением 3в. (батарейка от компьютера). А при нахождении жучка в автомобиле и питании его от 5в сигнал достигал уровня 9 баллов при дальности более 100м. При этом чувствительность микрофона такова,что слашны самые слабые звуки на расстоянии в десятки метров. Фото устройства прилагается. Единственный недостаток конструкции - отсуствие стабилизации частоты,но при WFM и наличии АПЧ в приёмнике уход частоты совершенно незаметен.

 

Источник: vrtp.ru

 

МВД предлагает ужесточить или хотя бы конкретизировать законодательство, защищающее граждан от тайной слежки. Формально такой закон, запрещающий вторгаться в частную жизнь, существует. Но реальный механизм его выполнения практически отсутствует - есть слишком много лазеек, чтобы его обойти.

Вот самый распространенный пример: во многих магазинах, банках, офисах установлены скрытые камеры наблюдения. По закону администрация обязана оповещать об этом людей - размещать в помещениях таблички, предупреждающие, что ведется видеонаблюдение. Вы часто встречали такие объявления?

Официально изготавливать аппаратуру для скрытой прослушки, видеонаблюдения, снятия информации с компьютера могут только фирмы, имеющие на это государственные лицензии.

По замыслу, эти фирмы должны выполнять только госзаказы. Скажем, сделать специальное оборудование для подключения к операторам мобильных сетей. Любой оператор мобильной связи обязан обеспечивать так называемые СОРМ - средства оперативно-разыскных мероприятий. То есть по первому требованию спецслужб подключить специальное оборудование, позволяющее контролировать огромное число телефонов и даже читать электронную почту. Стоит такой комплекс около двух миллионов долларов.

Но "шпионскими штучками", правда, попроще, может обзавестись любой человек. Их легко приобрести по объявлению в Интернете либо сделать самому, если умеешь держать в руках паяльник. Благо тот же Интернет и обычные книжные развалы насыщены подробными инструкциями и схемами. А нужные детали продаются в любом магазине, торгующем электроникой.
Что предлагают частным детективам подпольные умельцы?
В основном всевозможных "полезных насекомых" - телефонных, радио- и видеожучков. Телефонные жучки либо вживляются в сеть, либо вставляются в трубку - стационарную или мобильную. Позволяют не только прослушивать телефонные переговоры, но и обычные разговоры в помещении, даже когда телефон отключен.

Радиожучки - это стационарные или временные микропередатчики УКВ-диапаз она. Работают либо от электрической сети, либо от батареек. Их маскируют под шариковые ручки, коробки от спичек, втыкают в обои или обивку мебели, прячут в книгах или бижутерии. Обычно эти приборы перехватывают переговоры в радиусе до 30 метров и передают на расстояние до нескольких сотен метров. Правда, если это временные жучки, то срок их работы ограничивается живучестью батареек.

Есть еще микрофоны - стационарные, подведенные и контактные. В стационарный микрофон можно превратить крышку стола клиента, стенку шкафа или книжную полку. Надо только жестко приклеить пьезокристаллы и провести тоненькие проводки к пункту прослушивания. Подведенный микрофон прячут в каком-нибудь неожиданном месте - вентиляционной трубе, розетке, просовывают в щель под дверью, замочную скважину или через специально просверленное в стене микроотверстие. Контактный микрофон снимает акустический сигнал с какого-нибудь предмета - стены, окна, трубы водоснабжения или батареи отопления.

Обычные приборы вполне по карману многим частным детективам. Микродиктофон стоит примерно 200 долларов США, прослушка - 100 долларов, устройство, считывающее любые электромагнитные волны на сотню метров, - под тысячу долларов.

Корреспонденту "Российской газеты" рассказали в МВД, что весной оперативники Управления "К" задержали торговца аппаратурой для тайной слежки. Его объявление нашли в Интернете и откликнулись. Он предлагал кварцевые жучки размером с пятирублевую монету и широкополосные сканеры. Его изделия позволяли перехватывать и прослушивать практически любые радиосигналы. Можно было слушать мобильные и стационарные радиотелефоны, даже переговоры по рациям сотрудников правоохранительных органов, медиков и таксистов. Прослушивающий комплект стоил 12 тысяч рублей. Мобильный телефон, в который вставлялся жучок, обходился клиенту в десять тысяч рублей.

Его товар активно работал не только в Москве и Подмосковье, но и на Урале. Оперативники обнаружили около 40 установленных в офисах и квартирах шпионских закладок.

Есть ли с редства защиты от жучков?

В первую очередь человек, желающий уберечься от чужого любопытства, должен соблюдать осторожность. На конфиденциальных переговорах рекомендуется не просто выключать мобильный телефон, но даже вынимать из него аккумулятор. Существуют несколько приборов, защищающих от прослушки, - контролеры телефонной станции, портативные генераторы радиошума, скремблеры и вокодеры. Они не просто обнаруживают жучков, но и создают помехи, кодируют речь, то есть делают работу шпионской аппаратуры бесполезной.


Михаил Фалалеев

Источник: Российская Газета

 

Реализация шины SMBus на базе микроконтроллера MSP430

 

Данный пример применения описывает программную реализацию шины системного управления (system management bus (SMBus)) на базе микроконтроллера MSP430. Рассмотрены протоколы ведущего (master) устройства, базирующегося на прерываниях ведомого (slave), а также примеры использования ведущего устройства. Шина SMBus является подвидом шины ²C и широко используется в смарт-батареях (smart batteries) и других системных устройствах.

1 Введение

SMbus это двухпроводной синхронный последовательный протокол, являющийся производным от I²C. Так же, как и ²C, он использует линии последовательного тактирования (SCL) и данных (SDA). Для исключения неопределённого состояния на линии используются подтягивающие (pullup) резисторы или источники тока, а устройства, подключенные к шине должны иметь выходы типа «открытый коллектор» либо «открытый сток». Это соответствует монтажному «И» всех устройств, что означает, что каждое из устройств может либо перевести шину в состояние лог. «0», либо освободить её. Так как подключённые к шине устройства могут быть запитаны от различных напряжений, они не должны переводить линию в состояние лог. «1».

Все устройства разделяются на ведущие (master) и ведомые (slave). Ведущее устройство может инициировать передачу и формирует тактовый сигнал. Ведомое принимает либо передаёт данные, но при этом процесс передачи инициируется ведущим. Устройства могут иметь как признаки ведущего и ведомого одновременно, так и быть исключительно одним либо другим. Например, ведомое устройство может в критических случаях становиться ведущим и передавать системе сообщения о неисправности. Алгоритм такого поведения целиком определяется конкретной областью применения.

Каждое устройство на шине имеет уникальный 7-битный адрес. Это позволяет подключать к линии до 128 устройств, однако некоторые адреса являются зарезервированными. Различные коммерчески доступные устройства имеют адреса, присвоенные координационным комитетом SMBus.

При приёме и передаче данных используются семь различных протоколов. Это «Быстрая команда» (Quick Command), «Отправить байт» (Send Byte), «Принять байт» (Receive Byte), «Записать Слово/Байт» (Write Byte/Word), «Прочитать Слово/Байт» (Read Byte/Word), «Запрос состояния» (Process Call), и «Чтение/запись Блока» (Block Read/Write). Каждый протокол имеет собственный конкретный набор действий, но общая схема схожа для всех протоколов.

Передача всегда начинается с символа «Старт» (S). Этот символ передаётся переводом обеих линий в состояние лог. «1», последующим переводом линии SDA в состояние лог. «0» и, наконец, выставлением лог. «0» на шине SCL. После передачи стартовой последовательности, начинается передача 8-ми блоков, завершающаяся подтверждением (ACK). Подтверждение передаётся ведомым устройством путём перевода линии SDA в состояние лог. «0» во время передачи ведущим сигнала SCL. Если линия SDA не была переведена в такое состояние за время импульса на шине SCL, это состояние называется неподтверждением (NACK). Первый 8-битный блок является 7-битным адресом ведомого устройства вкупе с битом, определяющим направление передачи во всех протоколах, за исключением «Быстрой команды». В последнем же данный бит собственно является командой. После передачи адреса и направления, ведущий ожидает подтверждения от ведомого. При этом он формирует одиночный импульс на линии SCL и контролирует перевод ведомым в это время линии SDA в состояние лог. нуля. Если подтверждение не получено, ведущее устройство прекращает передачу и повторяет её позднее. Эта операция также может использоваться для определения присутствия ведомого на шине. После получения подтверждения, передаётся либо получается очередной блок из 8-ми бит, либо передаётся символ останова (P). Этот символ формируется переводом обеих линий в состояние лог. «0», последующим переводом линии SCL в состояние лог. «1» и завершается переводом в лог. «1» линии SDA. Остальные 8-битные блоки могут быть данными, командами либо следующей комбинацией адреса и бита чтения/записи. Точный формат каждого из протоколов можно найти в документе System Management Bus specification на сайте . Ввиду того, что на шине используется подключение устройств по принципу «монтажное «И»», она обладает механизмом арбитража. Если более одного ведущего устройства пытаются передавать данные, первый из них, «отпустивший» шину во время того, как оставшийся удерживает её в состоянии лог. «0» должен отдать арбитраж. Чтобы обеспечить эффективность такого метода, каждое ведущее устройство должно проверять состояние шины каждый раз после перевода её в состояние лог. «1». Если после этого шина удерживается в состоянии лог. «0», ведущее устройство должно прекратить передачу и повторить попытку позднее. В результате такого решения системы арбитража, устройства с меньшими адресами имеют приоритет над устройствами со старшими адресами. Если два ведущих пытаются начать передачу одновременно, тот из них, который передаёт старший адрес, первым освободит линию и потеряет, таким образом, приоритет.

Рабочими частотами шины являются 10 кГц и 100 кГц. Это аналогично шине ²C, за исключением того, что ²C не имеет ограничения скорости снизу, при этом устройства могут занимать шину на неограниченное время. SMBus имеет более жёсткие ограничения, ограничивая минимальную скорость. Несмотря на это, ведомые устройства не обязаны работать с той же частотой, что и ведущие. Единственным ограничением является минимальная скорость их работы в 10 кГц. Возможность работы с разной скоростью реализована следующим образом: если ведомому устройству требуется дополнительное время для завершения операции, оно принуждает ведущего к ожиданию удержанием линии SCL в состоянии лог. «0». Это называется «удлинением тактового сигнала» (clock-low extending). Ведущее устройство должно дождаться, пока ведомое «отпустит» линию SCL, но , если это займёт больше времени, чем разрешено спецификацией, произойдёт тайм-аут. Этим обеспечивается минимальная скорость шины. Дополнительную информацию по протоколу SMBus можно найти на форуме Smart Battery System Implementers Forum (SBS IF). Комитет SBS IF образован представителями фирм Benchmarq Microelectronics Inc., Duracell Inc., Energizer Power Systems, Intel Corporation, Linear Technology Corporation, Maxim Integrated Products, Mitsubishi Electric Corporation, National Semiconductor Corporation, Toshiba Battery Co., и Varta Batterie AG. Комитетом опубликована спецификация SMBus, доступная для скачивания на сайте в формате pdf.

2 Аппаратная часть

На рис. 1 приведен пример подключения шины SMBus. В этом случае MSP430 подключен к смарт-батарее. Батарея питает шину и MSP430, но это не является обязательным, необходимым условием является лишь общая «земля». Подтягивающие (pull up) резисторы обозначены как RP. Для уменьшения потребляемого тока, значения RP выбраны максимально возможными в рамках требований спецификации. Существуют также специальные драйвера шины SMBus, используемые вместо подтягивающих резисторов. Такие устройства обеспечивают максимальный ток на фронте и минимальный при низком уровне на шине.

Рис1. Пример организации шины SMBus

Примечание: Неиспользованный вывод T это термистор. Он используется в блоках Li-Ion батарей для аварийных измерений в случае неисправности модуля батареи или шины SMBus.

3 Реализация ведущего устройства шины SMBus

Программа ведущего устройства шины SMBus для MSP430 реализует все существующие типы протоколов. Для экономии регистров, параметры передаются через стек. Максимальная глубина стека 40 байт. Память вне стека не затрагивается, кроме случая операций над блоками. Во время передачи блока его начало передаётся как параметр (блок растёт в сторону верхних адресов памяти). Во время записи блока его размер известен до начала передачи, во время приёма блока его размер передаётся ведомым устройством. При этом следует соблюдать осторожность, чтобы данные из блока не затёрли программную или оперативную память.

Программа состоит из двух основных частей: подпрограмм верхнего уровня и подпрограмм нижнего уровня. Низкоуровневые подпрограммы обрабатывают сдвиг бит, временнЫе характеристики и работу с портами ввода-вывода. Протоколы SMBus, по существу, состоят из нескольких стандартных блоков, которые вызываются и повторяются в определенном порядке. Эти стандартные блоки обрабатываются подпрограммами нижнего уровня. Подпрограммы верхнего уровня обеспечивают пользовательский интерфейс и сохраняют регистры. На каждый протокол приходится одна такая подпрограмма, в них устанавливаются параметры, а затем вызываются подпрограммы нижнего уровня. Для обеспечения требования протокола SMBus к выходам («открытый коллектор»), выводы процессора переключаются со входа на выход и наоборот. В выходных защёлках портов всегда присутствует лог. «0». Это означает, что MSP430 может «освободить» линию переключением вывода на вход, либо «занять» её (т.е. выставить там лог. «0») путём переключения вывода на выход. Выбор требуемых выводов осуществляется «привязкой» их в начале программы к конкретным линиям SDA, SCL и DNC. SDA и SCL соответствуют линиям данных и тактирования шины SMBus. DNC является одновременно линиями SCL и SDA. Соответствующий порт выбирается назначением OUT, DIR и IN. В зависимости от конкретного применения, могут использоваться не все протоколы. Ненужные подпрограммы могут быть «закомментированы», что уменьшит размер кода. Удаление подпрограмм высокого уровня является очевидным, при этом возможно также удаление некоторых неиспользуемых подпрограмм низкого уровня.

Так как SMBus поддерживает несколько ведущих устройств на шине (multimaster) и «горячее включение» (hot-plug), это приводит к появлению ошибок. Их причинами являются занятость шины, отсутствие ведомого устройства, конфликты между несколькими ведущими устройствами и помехи на шине. Программа включает обработку ошибок и флаг ошибки. При обнаружении ошибки передача прекращается, программа выставляет флаг ошибки и возвращается из подпрограммы верхнего уровня. Пользовательская программа должна проверять данный флаг для определения успешного (возвращает 1) или ошибочного (возвращает 0) завершения. Обработка события ошибки осуществляется пользовательской программой.

Основная программа включает в себя подпрограммы верхнего и нижнего уровней и располагается отдельно от пользовательской программы. Место, где должна располагаться пользовательская программа оставлено свободным. Для передачи данных по шине SMBus, просто вызывается соответствующая подпрограмма верхнего уровня.

Примеры передачи параметров приведены в комментариях к каждой подпрограмме. Исходные коды приведены в приложении A. Также в приложениях приводятся демонстрационные программы, иллюстрирующие различные протоколы и примеры работы с смарт-батареей.

4 Примеры реализации программы ведущего устройства шины SMBus

4.1 Поиск устройств на шине

Первый пример довольно прост. В нём производится поиск устройств, присутствующих на шине и отображение адреса последнего найденного устройства. Это весьма удобно во время проверки соединений шины. Первоначально пример был написан для поиска адресов устройств, он наглядно демонстрирует возможность уменьшения размера кода при помощи удаления неиспользуемых подпрограмм.

Ввиду простоты примера, была удалена значительная часть кода. Оставшийся код можно запускать из-под программы монитора отладочного модуля MSP430x33x (EVK part number MSP-EVK430x330).

4.2 Чтение данных смарт-батареи

Этот пример значительно объёмнее первого. В нём используются протоколы «Чтение слова», «Запись слова» и «Чтение блока» для связи со смарт-батареей. В примере считываются температура, напряжение, производитель, химическая разновидность и ёмкость батареи.

Также используется запись значения в регистр «Предупреждение об оставшейся ёмкости» (RemainingCapacityAlarm), записанное значение проверяется. Эти операции производятся циклически, результат отображается на ЖКИ. Пример демонстрирует использование более сложных протоколов и процесс обработки возвращаемых данных. В данной конфигурации программа протоколов SMBus запускается из EPROM отладочного модуля MSP430x33x (EVK part number MSP-EVK430x330), а пользовательская программа запускается из монитора этого модуля.

5 Реализация ведомого устройства шины SMBus

Эта программа представляет пример реализации ведомого устройства шины SMBus и построена на базе прерываний. Назначения при помощи оператора. equ в начале программы позволяют выбрать адрес ведомого устройства, выводы и порты. В программе реализован протокол «Отправка байта» (что для ведомого устройства означает передачу байта к нему от ведущего). В промежутке между прерываниями ведомое устройство может находиться в режиме пониженного потребления либо выполнять другие задачи. Так как прерывание происходит каждый раз при переходе линии SDA из состояния лог. «1» в лог. «0», ведомое устройство при загруженности шины проводит значительную часть времени в подпрограмме обработки прерываний.

Чтобы исключить контроль шины ведомым устройством во время работы с другими ведомыми могут быть использованы внешние элементы, контролирующие шину и формирующие прерывания только при совпадении адреса ведомого устройства. Ещё одним недостатком использования прерываний без дополнительных внешних устройств является время обработки прерывания. Так как оно составляет несколько тактов, при этом существует вероятность пропуска стартовой последовательности. При реализации поллинга вероятность пропустить стартовую посылку снижается, но процессор постоянно занят отслеживанием состояния шины. Выбор оптимального решения зависит от конкретной реализации. Вариант с прерываниями позволяет процессору обслуживать другие задачи во время неактивного состояния шины, но при этом есть вероятность пропустить первую попытку установления связи. Вариант с поллингом не оставляет процессору возможности обрабатывать другие задачи вне зависимости от состояния шины. Потребление также при этом возрастает, так как процессор не может быть переведен в режим пониженного энергопотребления во время неактивного состояния шины.

На базе данного протокола возможна реализация остальных. В нашем примере обрабатываются стартовые и стоповые последовательности, приём 7-битных блоков адреса и 8-битных блоков данных / команд. Использование этих процедур в требуемом порядке позволяет реализовать некоторые другие протоколы.

Регистры не сохраняются в стеке с целью обеспечения требований спецификации в области наиболее быстрой стартовой последовательности. Время между переходом линий SDA и SCL в состояние лог. «0» может составлять всего 4 мс. Если известно, что ведущее устройство выдаёт сигналы с большей длительностью, можно сохранять регистры в стеке в начале процедуры, но это может привести к пропуску стартовой посылки при работе с более быстрым ведущим устройством.

6 Заключение

Необходимость увеличения времени жизни батарей в переносных устройствах привела к разработке батарей со сложным химическим составом и повышению требований к технологиям мониторинга. Шина SMBus предоставляет удобный и чёткий интерфейс для мониторинга смарт-батарей, а сверхнизкое потребление микроконтроллера MSP430 делает его незаменимым для таких систем.

Источник: www.gaw.ru

 

Аккумуляторы для портативных компьютеров

“В чем причина постепенного ухудшения качества аккумуляторов? Механические повреждения? Или виной тому химические процессы, происходящие внутри аккумулятора?” - вот вопрос, который наиболее часто задают потребители. Ответ такой: и то, и другое. Аккумуляторы относятся к категории “скоропортящихся продуктов”, начинающих терять свое качество сразу же после   изготовления. Подобно сжатой пружине, аккумулятор стремиться вернуться к своему самому низкому энергетическому состоянию. Скорость старения зависит от глубины разряда, методов заряда, процедуры обслуживания или его отсутствия, температуры и электрохимической системы аккумулятора.

В таблице на рисунке 1 приведены сравнительные характеристики трех наиболее распространенных типов аккумуляторов для портативных компьютеров по энергетической плотности, внутреннему сопротивлению, саморазряду и количеству циклов заряда / разряда.

Для исследования поведения аккумуляторов в процессе эксплуатации в компании Cadex проведены испытания никель-кадмиевых (NiCd), никель-металлгидридных (NiMH) и литий-ионных (Li- ion) аккумуляторов. Испытания проводились с использованием анализатора аккумуляторов Cadex C7000 в лаборатории компании Cadex Electronics Inc., Vancouver, Canada. Все аккумуляторы первоначально полностью заряжались, а затем подвергались режиму многократного повторения циклов разряд / заряд. Внутреннее сопротивление измерялось методом OhmTest, являющимся собственностью компании, а саморазряд проверялся путем определения потерянной емкости по истечении 48 часов после заряда.

В результате было установлено, что срок службы, определенный при лабораторных испытаниях, превосходит срок службы в реальных условиях. Причина в том, что при повседневной эксплуатации присутствуют экстремальные условия и неправильное обращение, которые не могут быть достаточно точно смоделированы в лаборатории.

	Никель-кадмиевые (NiCd)	Никель – Металл Гидридные (NiMH)	Литий - ионные (Li-ion)
Энергетическая плотность	4.0 Wh	5.3 Wh	6.6 Wh
Внутреннее сопротивление1	100-300 mOm	200-800 mOm	300-500 mOm
Саморазряд за месяц2	20%	30%	10%
Наибольшее количество циклов заряда/разряда	1,5003	5003.4	500-1,0004,5
1. Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от емкости элемента и числа элементов в аккумуляторе, соединенных последовательно. 2 Саморазряд наиболее высок в первые 24 часа, а затем уменьшается. Саморазряд увеличивается с повышением температуры. 3 Наибольшее количество циклов заряда / разряда зависит от условий эксплуатации и обслуживания. Отказ от периодического полного разряда может привести к уменьшению количества циклов заряда / разряда. 4 Наибольшее количество циклов заряда / разряда зависит от глубины разряда. Поверхностный разряд увеличивает количество циклов. 5 Аккумуляторы подвержены старению.

Рисунок 1: Характеристики NiCd, NiMH и Li- ion аккумуляторов по энергетической плотности, внутреннему сопротивлению, саморазряду и количеству циклов заряда / разряда.

На рисунке 2 приведены результаты исследования емкости, внутреннего сопротивления и саморазряда 7. 2V, 900 mA NiCd аккумулятора со с нормальными элементами (нормальные - это элементы не высокой емкости. Примеч. Переводчика). По количеству циклов заряда / разряда, нормальный NiCd - наиболее выносливый аккумулятор. Из-за ограниченного времени, испытания были закончены после 2,200 циклов заряда / разряда. В течение этого периода, значение емкости постоянно, внутреннее сопротивление равно 75 миллиом и саморазряд постоянен. Этот аккумулятор получил маркировочный знак “А” как обладающий почти отличным качеством.

Рисунок 2: Емкость, Внутреннее Сопротивление и само-разряд 7. 2V, 900mA NiCd аккумулятор со стандартными элементами.

Результаты для NiCd аккумуляторов с элементами более высокой энергетической плотности менее благоприятны, но все же лучше, чем для аккумуляторов других электрохимическх систем. У этих аккумуляторов, имеющих энергетическую плотность почти на 60 % выше, чем у нормальных NiCd, наблюдается постепенное уменьшение емкости (см. рисунок 3). В то же самое время, внутреннее сопротивление повышается незначительно. Более серьезный недостаток - увеличение саморазряда после 1000 циклов. Это проявляется в сокращении времени непрерывной работы, так как некоторая часть энергии расходуется аккумулятором, даже если он не используется.

Рисунок 3: Емкость, Внутреннее Сопротивление и само-разряд 6V, 700mA NiCd аккумулятор с элементами высокой емкости.

На рисунке 4 приведены характеристики популярного NiMH аккумулятора. Состояние аккумулятора удовлетворительно до 300 циклов заряда / разряда, но затем начинает быстро ухудшаться. После 700 циклов быстро увеличивается внутреннее сопротивление и саморазряд. Очевидно, что NiMH аккумуляторы не должны использоваться для оборудования длительного срока эксплуатации. Однако, многие пользователи выбирают более низкую стоимость их обслуживания взамен долговечности.

Рисунок 4: Емкость, Внутреннее Сопротивление и само-разряд 6V, 950 mA NiMH аккумулятора.

Li-ion аккумулятор обладает преимуществами, которых не имеют ни NiCd, ни NiMH аккумуляторы. На рисунке 5 приведены графики зависимости емкости и внутреннего сопротивления типичного Li-ion аккумулятора. Плавное и предсказуемое снижение емкости наблюдается после 1,400 циклов, внутреннее сопротивление немного увеличивается с 400 мОм до 450 мОм. Из-за малого значения саморазряд аккумулятора не проверялся.

Рисунок 5: Емкость и внутреннее сопротивление 3. 6V, 500 mA Li-ion аккумулятора.

Недостаток Li-ion аккумулятора в том, что он подвержен старению, даже если не эксплуатируется. Ухудшение емкости наблюдается примерно после одного года, и аккумулятор часто отказывает на втором и третьем году. Поэтому не рекомендуется хранить Li-ion аккумуляторы в течение длительного времени. Максимально наслаждайтесь ими, пока они новые. Став непригодным к эксплуатации, Li-ion аккумулятор не может быть восстановлен с использованием циклов заряда / разряда.

Какой аккумулятор выбрать для портативного компьютера?

Местный поставщик компьютеров может посоветовать клиенту приобрести аккумулятор наивысшей емкости и отказаться от NiCd аккумулятора из-за эффекта памяти. Клиент может согласиться приобрести популярный NiMH аккумулятор из-за высокой емкости и умеренной цены.

На первый взгляд - это по-видимому будет мудрым выбором, однако последующий анализ показывает, что аккумуляторы других электрохимических систем, возможно, служили бы лучше. Строго рассуждая, с точки зрения емкости NiMH аккумулятор хорош. Где он проигрывает, так это в меньшем, чем ожидаемый, сроке службы, особенно, если не обслуживается должным образом.

NiMH аккумуляторы, подобно NiCd, подвержены воздействию эффекта памяти,. Кристаллические образования, которые вызывают потерю емкости, порождаются никелевыми пластинами, которые присутствуют в обоих типах. Но эффект памяти в NiMH аккумуляторах как правило не обнаруживается из-за их более короткого срока эксплуатации по сравнению с NiCd.

Эффект памяти может быть устранен путем полного разряда (имеется повидимому разряд до 0.4 В на элемент. Примеч. Переводчика) никелевых аккумуляторов раз в месяц или раз в два месяца. Не рекомендуется полностью (до 0.4 В) разряжать аккумулятор перед каждым зарядом, потому что такая процедура излишне изнашивает аккумулятор и сокращает его жизнь. Нежелательно также оставлять аккумулятор в зарядном устройстве в течение длительного периода.

Будет ли Li-ion аккумулятор наилучшим выбором? Во многих случаях - да. Li-ion аккумулятор - это аккумулятор с низкой стоимостью обслуживания, не требующий периодического разряда, так как не подвержен эффекту памяти. После достижения полного заряда не требуется тонкоструйный заряд, и Li-ion аккумулятор может оставаться в зарядном устройстве пока не используется. Однако следует обратить внимание на то, что Li-ion постепенно теряет способность заряжаться вследствие процесса старения. По этой причине, Li-ion аккумуляторы не должны приобретаться в запас на длительный период времени и должны быть использованы подобно скоропортящимся продуктам. В таблице на рисунке 6 рассматривается выбор аккумулятора в зависимости от условий эксплуатации.

	Рекомендуется	Не рекомендуется
NiCd	- для интенсивного использования в течение многих лет; (обеспечивают несколько тысяч циклов заряда / разряда при правильном обслуживании). Хранение и использование: возможно длительное хранение, но перед использованием необходимо провести несколько циклов заряда / разряда	- для применений, требующих длительное время работы до следующего заряда (имеют небольшую энергетическую плотность). - повторный заряд уже заряженного аккумулятора или неконтролируемый заряд без периодического полного разряда (высокая стоимость обслуживания).
NiMH	- для использования от случая к случаю, обеспечивает до 500 циклов заряда / разряда. Хранение и использование: возможно длительное хранение, но перед использованием необходимо провести несколько циклов заряда / разряда	- повторный заряд уже заряженного аккумулятора или неконтролируемый заряд без периодического полного разряда (высокая стоимость обслуживания).
Li-ion	- для интенсивного использования; обеспечивает до 1,000 циклов заряда / разряда, если эксплуатируются в пределах срока годности. Допускают случайный заряд ( не требуют обслуживания).	- для использования от случая к случаю (емкость ощутимо уменьшается после одного года со дня изготовления, даже если аккумулятор не используется; срок эксплуатации практически ограничен двумя годами. - режим длительного нахождения в резерве и режим хранение - использование.

Рисунок 6: Выбор аккумулятора в зависимости от области применения.

Какое зарядное устройство является наилучшим?

В основном портативные компьютеры поставляются с "ночным" (время заряда 10-12 часов. Примеч. Переводчика) зарядным устройством, встроенным в компьютер. В большинстве случаев, время работы, обеспечиваемое одним аккумулятором, не достаточно, и требуются дополнительные аккумуляторы для его продления. Решение "в лоб" - замена аккумулятора при его истощении. Однако выключение и перезагрузка компьютера часто не приемлема для большинства пользователей.

Некоторые ноутбуки допускают 'горячий обмен' аккумуляторов. Эти устройства питаются от двух маленьких аккумуляторов, работающих поочередно. В то время как один аккумулятор удален, другой способен поддерживать работу пока не будет заменен также. Примером таких ноутбуков является Amity by Mitsubishi, а также - Fujitsu, Lifebook, Hitachi и Vision Book.

Другой метод бесперебойного питания заключается в размещении основного аккумулятора в кармане-пакете на поясе пользователя, а laptop оборудуется маленьким резервным аккумулятором. Этот метод позволяет быструю замену аккумулятора из кармана--пакета при необходимости без прервания работы. Заряженный запасной аккумулятор всегда доступен, потому что время работы обычно равняется времени заряда.

Запасные аккумуляторы обычно заряжаются внешним зарядным устройством. Такие зарядные устройства доступны для многих моделей портативных компьютеров и имеются варианты с размещением одного или двух аккумуляторов. Покупатель имеет выбор зарядных устройств по различной цене и возможностям.

Рисунок 7. SMart One™ зарядное устройство компании Cadex обслуживает NiCd, NiMH и Li-ion аккумуляторы. Зарядное устройство связывается с аккумулятором и повторно устанавливает топливный шаблон когда полностью заряжен. "Немые" аккумуляторы также могут быть обслужены.

Учитывая нормируемые требования заряда современного аккумулятора, изготовители компьютеров переходят на так называемые интеллектуальные аккумуляторы. Доступные по различным размерам и электрохимической системе (NiCd, NiMH и Li-ion), эти аккумуляторы имеют универсальные контакты, через которые они могут подключаться к одному и тому же зарядному устройству.

Среди наиболее популярных интеллектуальных аккумуляторов для портативных компьютеров - аккумуляторы с форм-фактором 202. Производимый Sony, Hitachi, NEC/Moli, Energizer, Toshiba, GP Batteries, Simplo и другими фирмами, этот конструктив аккумулятора упрощает жизнь пользователям, которые работают с несколькими laptops или стремяться постоянно менять аккумулятор на самую последнюю доступную модель. Использование форм-фактора 202 позволяет производить удобный обмен аккумуляторами среди всех моделей компьютеров.На рисунке 7 показано зарядное устройство SMart One™ под один аккумулятор 202 или 210, 201, 36, 35, 30, 17, 15.

После помещения аккумулятора в SMart One, аккумулятор и зарядное устройство связываются между собой для установления правильного алгоритма заряда. После этого начинается процесс заряда.

Во время заряда, аккумулятор информирует зарядное устройство о степени своего заряда. После полного заряда, аккумулятор повторно устанавливает внутренний топливный шаблон, позволяя state-of-charge данные хотя аккумулятор и компьютер.

Интеллектуальные аккумуляторы не приводят к устареванию зарядного устройства при появлении аккумуляторов новой электрохимической системы. Потому что аккумулятор содержит устройство, управляющее процессом заряда, а зарядное устройство становится подчиненным и повинуется командам, полученным от аккумулятора. В сущности, пользователь может переходить на литиевые полимерные или другие новые типы аккумуляторов, которые появяться в будущем, и продолжать использовать то же самое зарядное устройство.

Не все аккумуляторы, годные для заряда в интеллектуальном зарядном устройстве, интеллектуальны. Например, зарядное устройство SMart One фирмы Cadex предназначено также для заряда так называемых “немых” аккумуляторов, не имеющих устройства управления зарядом. При обслуживании этих аккумуляторов, процессом заряда и его окончанием управляет зарядное устройство. Используя SMart One зарядное устройство, пользователь может не волноваться относительно типа аккумулятора. Если это удовлетворяет, оно зарядит это.

Резюме

В последние годы появились улучшенные варианты старых, а также новые типы аккумуляторов, имеющие отличные преимущества, но ни один обеспечивающий полностью удовлетворительное решение для портативному компьютеру. Но с более широким выбором систем аккумулятора, доступных сегодня, лучшие выборы аккумулятора могут быть сделаны, чтобы удовлетворить определенные применения.

Наблюдается тенденция отхода от старых и проверенных технологий. Так NiCd аккумуляторы фактически утратили свою популярность, главным образом из-за умеренной плотности энергии, однако также и по причине отрицательной рекламы присущего им эффекта памяти и относительно вредного их содержимого в случае утилизации.

NiMH аккумуляторы, преподнесенные пользователям как аккумуляторы превосходного качества, не сумели обеспечить решение проблемы аккумуляторов для двадцать первого века. Срок их службы, оказавшийся короче ожидаемого, остается главной претензией пользователей.

В настоящее время наиболее яркой звездой среди аккумуляторов являются Li-ion аккумуляторы. Они обладают многими преимуществами по сравнению с NiCd и NiMH аккумуляторами. Однако Li-ion аккумуляторы имеют внутреннюю схему защиты, которая по соображениям безопасности предотвращает большой ток нагрузки. Другой, более серьезный недостаток для пользователей компьютеров - это процесс старения Li-ion аккумуляторов, который увеличивает эксплуатационные затраты и вследствие этого делает использование этих аккумуляторов невыгодным, если компьютер используется от случая к случаю.

Новые литиевые полимерные системы в своем развитии пока не преодолели недостатки Li-ion аккумуляторов. Ограниченное количество циклов заряда / разряда и высокое внутреннее сопротивление - главные их недостатки. Однако в связи с быстрыми сегодняшними достижениями в технологии аккумуляторов, вновь разрабатываемые системы аккумуляторов могут скоро стать доступными, что, безусловно, изменит условия, в которых мы работаем и живем.

Источник: infoart.udm.ru

Читайте также статью "Тонны прослушки на звезд"