کالبدشکافی ردیاب خودرو؛ رازهای مهندسی در تجهیزات جاسوسی

بالأخره یکی از این ردیاب‌های معروف به میز کالبدشکافی ما رسید! وقتی بهش نگاه می‌کنی، یه‌جورایی حس می‌کنی تمام حریم خصوصیت داره به خطر می‌افته. قبل از اینکه بخوایم با دریل و ابزارهای سنگین به جونش بیفتیم، بیا یه نگاه کلی به سیستم این ردیاب بندازیم. از بالا و در جهت عقربه‌های ساعت، این سیستم از بخش‌های زیر تشکیل شده:

← پک باتری

← آنتن گیرنده سیگنال GPS

← ماژول فرستنده و گیرنده (TX/RX)

← براکت نصب مغناطیسی

تمام این قطعات با آهنرباهای فوق‌العاده قدرتمندی به زیر شاسی خودرو می‌چسبن. قدرت این آهنرباها انقدر زیاده که گاهی اوقات موقع جدا کردن دستگاه، آهنربا از براکت کنده می‌شه و برای همیشه به فلز ماشین چسبیده باقی می‌مونه!

شاید برات سؤال پیش اومده باشه که چه باتری‌ای می‌تونه یه ردیاب رو ماه‌ها یا سال‌ها روشن نگه داره؟ برای فهمیدنش، درپوش محفظه باتری رو باز می‌کنیم. این دستگاه انرژی خودش رو از چهار تا باتری سایز D از نوع لیتیوم-تیونیل کلرید (Li-SOCl2) تأمین می‌کنه. ظرفیت هر کدوم از این باتری‌ها 13,000 میلی‌آمپرساعته! یعنی تقریبا دو برابر ظرفیت باتری یه تبلت بزرگ.

این سلول‌های باتری مخصوص دستگاه‌هایی با مصرف جریان به شدت پایین طراحی شدن که نیاز به طول عمر بالا دارن؛ دقیقا همون چیزی که یه ردیاب همیشه‌روشن لازم داره. جالبه بدونی عمر مفید این باتری‌ها بین 10 تا 20 سال برآورد می‌شه!

برای شروع کالبدشکافی اصلی، اول باید دو تا آنتن دستگاه رو که با پیچ به ماژول فرستنده/گیرنده متصل شدن، جدا کنیم. آنتن کوتاه‌تری که تو تصویر اول جدا کردیم، وظیفه‌اش ارسال سیگنال موقعیت به دکل‌ها یا گیرنده‌هاییه که شخص ردیاب بتونه پیدات کنه. آنتن بزرگ‌تر اما برای دریافت سیگنال‌های لوکیشن از ماهواره‌های GPS که تو مدار زمین هستن، طراحی شده.

با باز کردن چند تا پیچ چهارسو، می‌تونیم قاب آنتن GPS رو باز کنیم و به داخلش دسترسی پیدا کنیم. برای اینکه این آنتن هم مثل بقیه قطعات قابلیت نصب سریع و موقت داشته باشه، با یه تیکه چسب پارچه‌ای (Velcro) یا همون چسب ولکروی ضخیم به براکت خودش متصل شده.

یه نگاه سریع به برد این آنتن نشون می‌ده که ساخت شرکت SIgem هست؛ شرکتی که اوایل دهه 2000 میلادی با کمپانی Tyco برای تولید قطعات GPS همکاری می‌کرد.

حالا وقتشه که تمرکزمون رو برگردونیم روی ماژول اصلی فرستنده/گیرنده. فقط چند تا پیچ بین ما و بردهای داخلی این گجت جاسوسی فاصله انداختن.

به نظر می‌رسه قاب پشتی فقط یه رابط برای اتصال ماژول به منبع تغذیه باشه. این طراحی هوشمندانه اجازه می‌ده که پک‌های باتری با اندازه‌ها و ظرفیت‌های مختلف، به همین ماژول متصل بشن تا بشه ردیاب رو روی ماشین‌های مختلف به راحتی نصب کرد.

برای رسیدن به مغز متفکر این ماژول، باید بریم سراغ درپوش سمت دیگه‌اش. سازنده‌های این دستگاه اصلا دوست نداشتن کسی بتونه داخل ردیابشون رو دستکاری کنه. پیچ‌های این قسمت اون‌قدر با چسب قفل‌کننده رزوه (Threadlocker) آغشته شده بودن که هیچ پیچ‌گوشتی‌ای حریفشون نشد؛ در نهایت مجبور شدیم دریل بیاریم و سر پیچ‌ها رو کامل بتراشیم تا باز بشن!

بعد از اینکه موفق شدیم سر تمام پیچ‌ها رو با دریل از بین ببریم، قاب بیرونی خیلی راحت از روی مجموعه فرستنده/گیرنده کشیده می‌شه و بیرون میاد. حالا می‌تونیم دو تا ماژول داخلی رو از هم جدا کنیم تا مدارهاشون رو دقیق‌تر بررسی کنیم.

اون سیم آبی‌رنگ و ظریف، وظیفه اتصال آنتن GPS به برد گیرنده رو بر عهده داره.

بعد از جدا کردن برد GPS، می‌تونیم نگاه نزدیک‌تری به هر دو قطعه بندازیم.

ماژولی که وظیفه پردازش سیگنال‌های GPS رو تو این دستگاه داره، یه چیپ µ-blox GPS-MS1 هست که تو دنیای الکترونیک مدرن امروز، یه‌جورایی فسیل محسوب می‌شه! تاریخ عرضه این قطعه برمی‌گرده به 29 ژوئن 1999. مشخصاتش برای اون زمان جالب بوده: فقط 0.125 مگابایت حافظه SRAM و 1 مگابایت حافظه فلش.

باتری بک‌آپی که پشت برد قرار گرفته، وظیفه تأمین انرژی ساعت زمان‌واقعی (RTC) و حفظ اطلاعات حافظه SRAM گیرنده رو داره. این کار باعث می‌شه دستگاه بتونه خیلی سریع‌تر به ماهواره‌ها وصل بشه (فرایندی که بهش Warm Start می‌گن). این ترفند به ردیاب اجازه می‌ده بخش‌های پرمصرف GPS رو خاموش کنه و فقط در مواقع نیاز بیدارشون کنه که در نهایت باعث طول عمر وحشتناک بالای باتری می‌شه.

اگه به چیدمان قطعات نصب‌سطحی (SMD) روی این برد دقت کنی، می‌بینی که تراز نیستن. این بی‌نظمی نشون می‌ده که سازنده‌ها این برد رو به صورت دستی لحیم‌کاری کردن تا دقیقا مطابق با نیازهای امنیتی خودشون شخصی‌سازی شده باشه.

بزرگ‌ترین برد از بین این دو تا، بردیه که اتصالات هر دو آنتن روش قرار داره و بخش رادیویی (RF) ردیاب رو مدیریت می‌کنه. آیسی‌های مهم این برد شامل موارد زیر می‌شن:

← تراشه فرستنده/گیرنده تک‌چیپ فوق‌کم‌مصرف XE1201

این تراشه XE1201 امکان ارسال و دریافت داده‌ها رو تو حالت نیمه‌دوطرفه (Half Duplex) فراهم می‌کنه.

← فیلتر موج آکوستیک سطحی (SAW) مدل RFM RF1172

قطعه RF1172 وظیفه گزینش‌گری در مرحله ورودی گیرنده رو بر عهده داره (یعنی می‌تونه سیگنال‌های یه فرکانس خاص رو از بین انبوه فرکانس‌های دیگه جدا کنه). این فیلتر روی فرکانس 433.92 مگاهرتز تنظیم شده. معمولا از این نوع فیلتر تو ریموت‌کنترل‌های بی‌سیم و تجهیزات امنیتی استفاده می‌شه.

امتیاز تعمیرپذیری ردیاب جاسوسی: -10 از 10 (البته که قرار نیست اینو تعمیر کنی!)

← اگه تو این ردیاب رو پیدا کنی، مطمئن باش صاحبش هم تو رو پیدا می‌کنه.

← معمولا حق انتخابی برای ردیابی نشدن توسط سازمان‌های امنیتی وجود نداره.

← استفاده از این تجهیزات توسط قانون‌گذاران برای خودشون کاملا قانونیه!

← ما دیگه باید بریم، انگار یکی داره در استودیو رو محکم می‌زنه...

بررسی تجهیزات امنیتی و ردیاب‌ها همیشه به ما نشون می‌ده که مهندسی کاربردی چقدر می‌تونه با گجت‌های الکترونیکی روزمره ما متفاوت باشه. تو این ردیاب خبری از پردازنده‌های پیچیده نبود؛ در عوض با مدارها و باتری‌هایی روبه‌رو شدیم که برای مصرف بی‌نهایت پایین و دوام ده‌ساله بهینه‌سازی شده بودن.

امیدوارم از این کالبدشکافی متفاوت و ماجراجویانه تو آیسی‌مدار لذت برده باشی و حالا بدونی زیر پوست این جعبه‌های سیاه جاسوسی چه خبره.

اگه این سبک از آناتومی دستگاه‌های خاص برات جذابه، حتما اپلیکیشن آیسی‌مدار رو به دوستات هم معرفی کن تا با هم به کشف رازهای سخت‌افزاری بپردازیم!