DE2144059B2 - Kartenleser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kartenleser nach dem Oberbegriff des Anspruchs !.

Auf bestimmten Karten, die von einer Abtasteinrichtung gelesen werden sollen, sind Informationen in einer logischen Anordnung aufgedruckt. Damit sich ein sinnvolles Ausgangssignal beispielsweise für einen Drucker ergibt, müssen die Karten in der richtigen Lage in einen Kartenleser eingesetzt werden. Bei bekannten Systemen werden zu diesem Zweck Karten mit einer abgeschnittenen Ecke verwendet, doch erfordert der ^; Beschneidungsvorgang einen zusätzlichen Aufwand bei der Herstellung der Karten. Auch bei einer Vielzahl anderer Systeme, beispielsweise für Verkauf, Buchführung und Sicherheitsüberwachung wird häufig als Kontrollelement eine Karte oder ein ähnlicher Auf-

u. zeichnungsträger verwendet. Hierbei wird mittels einer eine spezielle Zeichenanordnung tragenden Karte und einer Abtasteinrichtung ein kontrolliertes Gerät betätigt oder die Benutzung eines von der Abtasteinrichtung kontrollierten Gerätes und/oder die Identität des

is Benutzers dieses Gerätes registriert. Der in einem solchen System verwendete Kartenleser soll wenig oder keine Überwachung erfordern, so daß er unbeaufsichtigt angefordert we^rden kann. Selbstverständlich sollte er zuverlässig arbeiten und möglichst wartungsfrei sein.

Der Kartenleser muß ferner ausreichend sicher gegen unbefugte Benutzung sein und darf andererseits durch den Versuch einer unbefugten Benutzung nicht beschädigt werden.
Aus der US-PS 35 08 031 ist ein Kartenleser für eine

2s Karte bekannt, in die eine Anzahl von dünnen Kupferplättchen zur codierten Darstellung der zu lesenden, zu einem Drucker zu übertragenden Informationen unsichtbar eingebettet sind, und die zusätzlich eine magnetisierbare Stahlscheibe zu Steuerzwecken enthält. Zu beiden Seiten eines die Karte aufnehmenden Lesebereiches des Kartenlesers befinden sich an den Stellen der Kupferplättchen die Primär- bzw. Sekundärwicklungen von Fühlübertragern, die mit je einem steuerbaren Siliziumgleichrichtcr zur Steuerung der codierten Informationen bei Zuführung entsprechender Fühlsignale verbunden sind. Die Fühlübertrager können nur dann ein Signal erzeugen, wenn ihre Primärwicklungen einen Impuls empfangen, der von einem mit der magnetisierbaren Stahlscheibe zusammenwirkenden Steuerübertrager mit U-förmigen Kern erzeugt wird. Hierfür ist eine Impulsformer- und Verstärkerschaltung erforderlich. Nach dem Lesen der Informationen wird die Anordnung von einer Druckprogrammeinheit dadurch für einen neuen Lesevorgang rückgestellt, daß die Steuerspannung der Siliziumgleichrichter kurzzeitig abgeschaltet wird. Bei einer anderen Ausführungsform des bekannten Kartenlesers wird der Impuls für die Primärwicklungen der Fühlübertrager nicht mittels eines eigenen Kontrollzeichens der Karte erzeugt, sondern mittels eines von der Karte beim Einschieben betätigten Mikroschalters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kartenleser anzugeben, der mit geringerem Aufwand als bisher, insbesondere für die Kontrollschaltung und die die Datenfühler wirksam machende Schaltung gewährleistet, daß nur eine gültige und richtig eingesetzte Karte ausgewertet werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

<*> Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der hier beschriebene Kartenleser hat den Vorteil, daß die Kontrollschaltung ohne die Erzeugung einer Hochfrequenzschwingung durch einen Oszillator arbei-

⁽⁾ⁱ· ten kann und aufwendige Impulsformer- und Verstärkerkreise für die Kontrollschaltung entfallen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

¹C

Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Karteniesevorrichtung und einer entsprechenden Karte,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Kartenlesevorrichtung, die teilweise aufgebrochen ist, so daß Einzelheiten des Karteniesebereiches sichtbar sind, sowie eine Karte mit einer hierfür £oeigneten typischen Gestaltung,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Karteniesevorrichtung gemäß F i g. 2, in die eine Karte eingesetzt ist, längs der Ebene 3-3, und

Fig.4 tinen Teil der elektrischen Schaltungsanordnung der Karteniesevorrichtung in schematischer Darstellung.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Kartenleser 10 eignet sich für eine Karte 12, in welcher eine Mehrzahl elektrisch leitender Zeichen angeordnet sind. Zu diesen Zeichen gehört ein Verklinkungs- oder Verriegelungskontrollzeichen 14 in der Nähe einer der Ecken der Karte 12 sowie eine Mehrzahl von Daunpositionen 16 mi< Datenzeichen t8 an ausgewählten Stellen, die eine codierte Information darstellen. Diese Zeichen 14, 18 sind elektrisch leitende Elemente, beispielsweise etwa 64 Mikron dicke Kupferscheiben oder etwa 13 Mikron dicke Aluminiumscheiben, die mit einem Bleimantel versehen sind. Für typische Anwendungsfälle sind die Zeichen 14, 18 vorzugsweise von einem undurchsichtigen Material 20 so bedeckt, daß ihre Relativpositionen auf der Karte für deren Benutzer nicht sichtbar sind. Der Bleimantel soll eine Ortung der Zeichen durch Röntgenstrahlen verhindern. Der Kartenleser 10 hat ein Gehäuse 22, in deren Vorderwand sich ein Schlitz 24 befindet, durch den die Karte in einen Kartenlesebereich 26 mit einem Kontrolleseteil 28 eingesetzt werden kann. Im Gehäuse 22 ist ferner eine elektrische Kontrollschaltungsanordnung montiert, die auf die Anordnung einer Karte 12 in den Lesebereichen anspricht. An einer entfernten Stelle befindet sich ein Drucker 30, der in Betrieb gesetzt wird, wenn eine Karte 12 in den Schlitz 24 eingesetzt wird.

In F i g. 2 und 3 ist der Karteniesebereich schematisch dargestellt. Er wird zwischen einem Oberteil 32 und einem Unterteil 34 gebildet, die aus Kunststoff bestehen und eine ähnliche Gestalt haben. In den Teilen 32, 34 befinden sich miteinander fluchtende öffnungen, in denen elektromagnetische Flußleitglieder in Form von Polstücken 3ö, 38 im Karteniesebereich 26 und Polstücken 40, 42 im Teil 28 angeordnet sind. Bei der dargestellten Anordnung (Fig. 2 bis 4) sind sechzehn Datenfühler-Polstücke 36 und ein Kontrollfühler-Polstück 40 im Oberteil 32 und sechzehn entsprechende Datenfühler-Polstücke 38 sowie ein dem Polstück 40 entsprechendes Polstück 42 im Unterteil 34 vorgesehen. Wenn die beiden Teile 32, 34 zusammengefügt sind, fluchten die zusammengehörenden Polstücke in den entsprechenden Bereichen miteinander. Auf den Polstücken 36 sind ähnliche Primärwicklungen 44 (F i g. 4) montiert, auf den Polstücken 38 dagegen Sekundärwicklungen 46. Zuleitungen der Primärwicklungen 44 bzw. der Sekundärwicklungen 46 sind über Leiter 48 bzw. 50 aus den Lesebereich herausgeführt. In ähnlicher Weise besitzen die Polstücke 40 und 42 Primär- bzw. Sekundärwicklungen 52 bzw. 54 mit entsprechenden Anschlußleitern 56 bzw. 58.

Im rückwärtigen Teil des Karteniesebereiches befindet sich ein mit einem Mikroschalter 64 verbundener Kartenfühler 62. Wenn die Karte 12 gemäß F i g. 3 in den Lesebereich eingesetzt wird, stößt ihre Vorderkante gegen den Fühler 62 und schiebt ihn zurück, wodurch der Mikroschalter 84 betätigt wird, der einen elektrischen Schaltkreis zwischen Leitern 70,72 schließt.
Wie in F i g. 2 und 3 dargestellt ist, befinden sich die

·* Primär- und Sekundärwicklungselemente in Ausnehmungen in den Teilen 32, .14. Vorzugsweise sind diese Ausnehmungen mit einer Epoxydverbindung oder einem anderen Material ausgefüllt, so daß beide Teile eine glatte Innenfläche haben, mit der die Enden der

ίο Polstücke 36, 38 und 40, 42 bündig abschließen, und im Lesebereich kein Hindernis für die Karte 12 vorhanden ist. Die Karte kann also leicht und ohne die Gefahr von Beschädigungen eingeschoben und herausgezogen werden.

Eine für diese Karteniesekonstruktion geeignete elektrische Kontrollschaltung ist schematisch in Fig.4 dargestellt. Sie empfängt an einer Klemme 74, die über einen Widerstand 76 und einen Termistor 78 an Masse liegt, ein + 18-V-Signal.

An den Verbindungspunkt zwischen den Widerstand 76 und den Termistor 78 ist eine Diode 80 angeschlossen, die ihrerseits mit einem Kondensator 82 zusammengeschaltet ist. Dieser Kreis liefert eine gleichgerichtete Ausgangsspannung, die über einen Widerstand 84 an die eine Klemme des Mikroschalters 64 und an einen Kondensator 86 angelegt wird. Der andere Pol des Kondensators 86 ist mit der Primärwicklung 87 eines Referenzübertragers 88 verbunden, der dem Kontrollfühlerübertrager gleicht. Die Sekundärwicklung 90 des

3t' Referenzübertragers 88 ist mit der Sekundärwicklung 54 des Kontrollfühlerübertragers gegensinnig in Reihe geschaltet. Ein Ausgangssignal dieses Kreises wird über einen Eingangskreis, der einen Kondensator 92, eine Diode 94 und einen Widerstand % enthält, einem

.15 Schalter 98 in Form eines steuerbaren Siliziumgleichrichters zugeführt. Die Anode dieses Gleichrichters oder Schalters 98 ist über einen Widerstand 100 mit einer Klemme 102 gekoppelt, an die ein durch ein Torglied gesteuertes 12-V-Signal angelegt wird, das vom Drucker 30 abgeschaltet wird, nachdem der Datenlesevorgang beendet worden ist. Ferner ist die Anode des den Schalter 98 bildenden Gleichrichters über einen Widerstand 104 mit der Basis eines Treibertransistors 106 verbunden. Der Emitter des Transistors 106 ist über eine Diode 108 mit der Klemme 102 gekoppelt, der Kollektor dieses Transistors liegt über einen Widerstand 110 an Masse. Ferner ist der Kollektor über eine Diode 114 an eine Ausgangsleitung 112 angeschlossen und liefert dem Drucker 30 ein »Dateneingabe«-Signal.

An den Kollektor des Transistors 106 ist ferner über einen Widerstand 116 ein zweiter Schalter 118 in Form eines steuerbaren Siliziumgleichrichters angeschlossen, dessen Anode über einen Widerstand 120 an einer Klemme 122 mit einer 12-V-Gleichstromquelle verbunden ist. Der Schalter 1J8 wird in den Leitzustand gesteuert, wenn der Transistor 106 leitet, aber wegen der Größe des Widerstandes 120 bleibt er nicht im Leitzustand, sondern wird wieder freigegeben. Der

(So Wechsel aufgrund der zeitweisen Leitung des Schalters 118 wird über einen Kondensator 124 und ein Eingangsnetzwerk aus einer Diode 126 und Widerständen 128 und 130 der Basis eines Transistors 132 übermittelt. Der Transistor 132 leitet nur so lange, bis

f'5 der Kondensator 124 geladen ist, und erzeugt während dieses Zeitintervalls auf einer Leitung 134 einen Impuls, der über einen einen Kondensator 136 enthaltenden Serienresonanzkreis durch die Primärwicklungen 44 der

Leseübertrager an den Datenpositionen 16 läuft, so daß an diese Primärwicklungen ein Hochfrequenzsignal angelegt wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispielist dieses Signal eine gedämpfte Schwingung, in der eine typische Impulsbreite in der s Größenordnung von einer Mikrosekunde liegt.

Wenn die Sekundärwicklung 46 eines Leseübertragers einen ausreichenden F|uß empfängt, erzeugt sie ein Ausgangssignal, das durch einen Eingangskreis mit einem Kondensator 140, einer Diode 142 und einem Widerstand 144 einem Speicherschalter 146 in Form eines steuerbaren Siliziumgleichrichters zugeführt wird. Die Anode dieses Gleichrichters oder Schalters 146 ist über einen Widerstand 148 mit einer Klemme 150 verbunden, an die das gleiche durchgeschleuste 12-V-Signal angelegt wird wie an die Klemme 102. Ferner ist dieser Anode über einen Widerstand 152 mit der Basis eines Treibertransistors 154 gekoppelt, dessen Kollektor über einen Widerstand 156 mit einer Klemme 158 verbunden ist, an die der Drucker 30 ein x> 12-V- Datenanforderungssignal anlegt, um einen Datenlesevorgang durch d^:e Diode 160 zu bewirken. Eine Diode 164 hat den Zweck, das Emitterpotential der verschiedenen Transistoren 154 soweit anzuheben, daß jeder dieser Transistoren 154 beim Aniegen der Spannung an die Klemme 158 gesperrt bleibt, wenn der Schalter 146 leitet.

Die Klemmen 102, 112, 150 und 158 sowie die Leitungen 162 sind über unabgeschirmte Leitungen mit dem Drucker 30 oder einer anderen entfernten Vorrichtung verbunden. Das Signal, das an der Klemme 112 angelegt wird, wenn der Transistor 106 aufgesteueri wird, bedeutet für die entfernte Vorrichtung ein »Dateneingabe«-Signal. Die entfernte Vorrichtung liefert dann an der Klemme 158 eine Spannung als ^s Leseanforderung, und nachdem die entfernte Vorrichtung ihren Betrieb vollendet hat, schaltet sie kurzzeitig die Spannung von den Klemmen 102 und 150 ab, wodurch die steuerbaren Siliziumgleichrichter bzw. Schalter 98 und 146 zur Vorbereitung eines nächsten Zyklus rückgestellt werden.

Im Betrieb wird die Karte 12 in den Schlitz 24 eingeschoben, bis ihre Vorderkante den Mikroschalter 64 schließt. Hierdurch wird ein Hoihfrequcnzimpuls (Impulsbreite eine Mikrosekunde) erzeugt, der an die Primärwicklungen 52 und 87 des Kontrollfühlers bzw. des Rcfercnzübcrlragers ungelegt wird. Falls die Karte 12 in den Schlitz 24 in der in F i g. 2 dargestellten Lage eingeschoben wird, so wird das Vcrricgclungskon'.rollzeichen 14 zwischen den Wicklungen 52 und 54 angeordnet, so daß es als »kurzgeschlossene Wirkung« verhindert, daß die Wicklung 34 einen wesentlichen Ausgangsimpuls erzeugt. Die Sekundärwicklung 90 des ReferenzUbertragers (die sich außerhalb dos Kartenlesebcreiches 26 befinden kann) erzeugt einen Ausgangs- impuls, der nicht durch einen entsprechenden Impuls der Wicklung 54 ausgelöscht wird, sondern über die Diode 94 dem Schalter 98 zugeführt wird und diesen sowie den Transistor 106 in den Leitzustand bringt, An der Klemme 112 wird ein Signal erzeugt, welches der (_l0 entfernten Vorrichtung bzw. dem Drucker 30 anzeigt, daß eine geeignete Karte in der richtigen Weise in den Kartenleser eingesetzt worden ist. Durch den Wechsel des Transistors 106 in den Leitzustand wird ein Signal erzeugt, das über den Widerstand 116 auch den Schalter 118 in den Leitzustand steuert, so daß die Ladung des Kondensators 124 beginnt. Der Transistor 132 leitet, bis der Kondensator 124 geladen ist, und führt den Primärwicklungen 44 der Datenübertrager ein Hochfrequenz-lmpulssignal zu. Die Sekundärwicklung 46 jedes Datenübertragers, zwischen dessen Primär- und Sekundärwicklungen sich kein metallisches Zeichen 18 befindet, erzeugt einen Ausgangsimpuls, der so groß ist, daß der entsprechende Schalter 146 leitend wird. Bei jedem leitenden Schalter 146 wird an die Basis des entsprechenden Transistors 154 eine Vorspannung angelegt, so daß dieser Transistor nicht leiten wird, wenn an die Klemme 158 aufgrund einer Leseanforderung von der entfernten Vorrichtung eine Spannung angelegt wird. Die vom Kartenleser gelesenen Daten, die durch die Spannungsverhältnisse an den Ausgangsleitungen 162 angegeben werden, werden dann von der entfernten Vorrichtung abgetastet und registriert. Wenn die entfernte Vorrichtung ihren Betrieb beendet hat, nimmt sie kurzzeitig das durchgeschleuste 12-V-Signal von den Klemmen 102 und 150 weg, wodurch die Gleichrichter bzw. Schalter 98 und 146 in einem Rückstellvorgang freigegeben werden.

Würde die Karte 12 nicht richtig in den Schlitz eingesetzt, so würde das scheibenförmige Kontrollzeichen 14 nicht /wischen den Wicklungen 52 und 54 angeordnet werden. Die Wicklung 54 würde ein Ausgangssignal erzeugen, das zu demjenigen der Wicklung 90 entgegengesetzt ist. so daß der Schalter 98 nichtleitend würde. Wird jedoch eine Karte 12 in der richtigen Weise eingesetzt, so wird die Schaltungsanordnung verriegelt, bis der Gleichrichter bzw. Schaher 98 durch die Abschaltung des 12-V-Signals von der Klemme 102 freigegeben wird, dieser Verriegelungszustand wird durch das Signal an der Klemme 112 angezeigt. Die Schaltungsanordnung hat ein solches Unterscheidungsvermögen zwischen Rausch- und Datensignalen, daß zwischen dem Daienleser und der entfernten Vorrichtung, also dem Drucker 30 unabgeschirmte Drähte in einer langen Leitung von mehr als 1000 m verwendet werden können. Dank der Orientierungseigenschaft des Kontrollzcichens 14 ist bei der Herstellung der Karten kein zusätzlicher Vorgang wie z. B. das Abschneiden einer Karlenecke erforderlich, denn das Zeichen 14 kann im gleichen Arbeitsgang wie die scheibenförmigen Datenzeichen 18 auf die Karte aufgebracht werden.

Der Kartenleser wird auch nicht auf andere Arten von Karten wie z. B. auf Kreditkarlen ansprechen, die vollständig aus Kunststoff bestehen, da das Ausgangssignal der Sekundärwicklung 54 des Kontrollübertragers dann nicht unterdrückt werden wird.

Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen eines Betätigungsgliedes für die Verriegelung möglich. Beispielswelse kann die Karte an drei ihrer vier Ecken mit Metallelementen versehen sein und ein einziger KontrollUbertrager verwendet werden, der ein Aus· gangssignal nur dann erzeugt, wenn die Karte die richtige Lage hat. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden zwei oder mehr KontrollUbertrager so angeordnet, daß die Verriegelung des Kartenlesers und das Ablesen der Daten beim Einschieben eines dünnen Metallkörper wie z. B. einer Nagelfelle verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungein

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Kartenleser mit einer Kontrollschaltung, die beim Einschieben einer Karte in einen Kanenlesebereich in Abhängigkeit von einem Kontrollzeichen auf der Karte, auf das ein Kontrollfühler anspricht, ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, mit einer Schaltung, die abhängig von diesem Ausgangssignal eine Anzahl von Datenfühlern in die Lage versetzt, Datenzeichen auf der Karte in dem Karteniesebereich zu lesen, einer Datenspeicheranordnung zum Speichern der den Datenzeichen entsprechenden Signale der Datenfühler, einer Anordnung zum Lesen der gespeicherten Informationen, und mit einer Schaltung, die bei Vollendung eines Datenlesevorgangs ein Datenrücksetzsignal erzeugt, das erneut das Lesen der Daten einer eingeschobenen Karte ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollschaltung (52, 54, 64, 88) mit einem beim Einschieben der das Kontrollzeichen (14) enthaltenden Karte (12) erzeugten einzelnen Impuls ein durch den Impuls verriegelbares Schaltglied (98) in den Verriegelungszustand umschaltet, welches das Lesen der Daten der Karte (12) und die Übertragung dieser Daten in die Datenspeicheranordnung (146) veranlaßt, und daß das Datenrücksetzsignal die Verriegelung löst.
2. 2. Kartenleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verriegelbare Schaltglied (98) einen steuerbaren Gleichrichter enthält, der durch den Impuls der Kontrollschaltung in den Leitzustand gebracht wird.
3. 3. Kartenleser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollschaltung einen Schalter (64) enthält, der beim Einschieben einer Karte (12) in den Karteniesebereich (26) betätigt wird.
4. 4. Kartenleser nach Anspruch 3, in dem die Kontrollschaltung ;iwei elektromagnetische Überträger enthält, welche jeweils eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Primär- und Sekundärwicklungen (52, 54) des einen elektromagnetischen Übertragers auf entgegengesetzten Seiten des Karteniesebereiches befinden und die Karte (12) zwischen diese beiden Wicklungen geschoben werden kann, und daß die Primärwicklungen (52,87) beider elektromagnetischer Übertrager zu dem Schalter (64) zum Erzeugen des Impulses der Kontrollschaltung parallelgeschaltet und die beiden Sekundärwicklungen (54, 90) gegensinnig in Reihe geschaltet sind.
5. 5. Kartenleser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (64) parallel zu einem bei geöffnetem Schalter (64) aufgeladenen Kondensator (82) geschaltet ist, durch dessen Entladung der Impuls der Kontrollschaltung erzeugt wird.