این ایف سی خصوصیات کے ساتھ اسمارٹ فون کیسے بنایا جائے۔

NFC خصوصیات کے ساتھ اسمارٹ فون کیسے بنایا جائے۔

این ایف سی (نیئر فیلڈ کمیونیکیشن) جدید اسمارٹ فونز کی ضروری خصوصیات میں سے ایک ہے۔ یہ ٹیکنالوجی آلات کو مختلف مقاصد کے لیے مختصر فاصلے (عام طور پر 4 سینٹی میٹر سے کم) پر بات چیت کرنے کی اجازت دیتی ہے جیسے کیش لیس ادائیگی، کارڈ ٹاپ اپس، دروازے تک رسائی، اور یہاں تک کہ ائرفون یا اسپیکر جیسے آلات کو جوڑنا۔ بہت سے لوگ حیران ہیں: کیا "NFC کے ساتھ اسمارٹ فون بنانا" ممکن ہے؟ جواب ہاں میں ہے، لیکن اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ ہمیں ایک بڑی فیکٹری کی طرح شروع سے اسمارٹ فون بنانا ہوگا۔ یہ مضمون "گھریلو سمارٹ فون" یا ترمیم شدہ/اسمبل شدہ سمارٹ فون ڈیوائس میں NFC خصوصیات متعارف کرانے کے سب سے زیادہ حقیقت پسندانہ اور معقول طریقے پر بحث کرے گا، بشمول مطلوبہ اجزاء، انضمام کے مراحل، اور اہم چیلنجز۔

1. NFC کو سمجھیں اور یہ کیسے کام کرتا ہے۔

NFC 13,56 MHz کی فریکوئنسی پر کام کرتا ہے اور مواصلاتی طریقوں کو سپورٹ کرتا ہے جیسے:

1. ریڈر/رائٹر موڈ: اسمارٹ فون این ایف سی ٹیگ ریڈر کے طور پر کام کرتا ہے (مثلاً رسائی کارڈز یا چسپاں این ایف سی ٹیگز پڑھنا)۔
2. کارڈ ایمولیشن موڈ: سمارٹ فون کارڈ کو "ایمولیٹس" کرتا ہے، مثال کے طور پر ادائیگیوں یا رسائی کنٹرول کے لیے۔
3. پیئر ٹو پیئر موڈ: آلات کے درمیان ڈیٹا کا تبادلہ (مثلاً رابطے بھیجنا یا تیز جوڑا بنانا)۔

اسمارٹ فونز میں، NFC ماڈیول عام طور پر مشتمل ہوتا ہے:
- این ایف سی کنٹرولر/آئی سی (این ایف سی کنٹرولر کی مین چپ)،
- این ایف سی اینٹینا (کوائل کی شکل کا اینٹینا)،
- کارڈ ایمولیشن کے لیے محفوظ عنصر (SE) یا متبادل جیسے HCE (میزبان کارڈ ایمولیشن)،
- مین پروسیسر سے بس کے ذریعے کنکشن جیسے I2C یا SPI، نیز پاور کنٹرول۔

2. نقطہ نظر کا تعین کریں: شروع سے بنائیں بمقابلہ ڈیوائس میں ترمیم کریں۔

شروع سے اسمارٹ فون بنانا (PCB ڈیزائن، ایک SoC کا انتخاب، بیس بینڈ فرم ویئر بنانا، ریڈیو سرٹیفیکیشن وغیرہ) انتہائی پیچیدہ اور بڑی ٹیم اور اخراجات کے بغیر انفرادی طور پر پیمانہ کرنا تقریباً ناممکن ہے۔

ایک زیادہ حقیقت پسندانہ نقطہ نظر:
1. ایک اسمارٹ فون/بورڈ منتخب کریں جو پہلے سے ہی NFC کو سپورٹ کرتا ہو لیکن ابھی تک فعال نہیں ہے (آلہ کی مختلف حالتوں پر کچھ معاملات)۔
2. سنگل بورڈ کمپیوٹر (SBC) + سیلولر ماڈیول پر مبنی اسمارٹ فون بنائیں، پھر NFC شامل کریں۔
3. NFC کے ساتھ ایک "اسمارٹ فون جیسا" ڈیوائس (Android ڈیوائس) بنائیں، مثال کے طور پر ایک کیوسک ڈیوائس، کسٹم ہینڈ ہیلڈ، یا پروٹو ٹائپ۔

اس مضمون کے لیے، ہم 2nd اور 3rd نقطہ نظر پر توجہ مرکوز کرتے ہیں کیونکہ وہ سب سے زیادہ تکنیکی معنی رکھتے ہیں اور ڈیوائس ڈویلپمنٹ پروجیکٹ کے طور پر قابل عمل ہیں۔

3. مطلوبہ اجزاء

اگر آپ ایک اینڈرائیڈ/ہینڈ ہیلڈ ڈیوائس بنانا چاہتے ہیں جس میں این ایف سی ہے تو یہ اہم اجزاء ہیں:

a) کمپیوٹنگ پلیٹ فارم (آلہ کا دماغ)
- SBC (جیسے ARM پر مبنی) جو Android/Linux چلا سکتا ہے۔
- متبادل: ایک مزید "استعمال کے لیے تیار" اینڈرائیڈ ڈویلپمنٹ بورڈ۔

اہم معیار:
- NFC ماڈیول کے لیے I2C/SPI/UART انٹرفیس کو سپورٹ کرتا ہے،
- قابل ترمیم ڈرائیوروں اور داناوں کے لئے تعاون،
- Android چلانے کے لیے کافی طاقتور۔

ب) سیلولر ماڈیول (ایک "اسمارٹ فون" کہلانے کے لائق ہونا)
اگر آپ چاہتے ہیں کہ ڈیوائس اصل میں کال/SMS/موبائل ڈیٹا کے قابل ہو:
- 4G/5G ماڈیول (جیسے USB یا M.2 پر مبنی LTE موڈیم)،
- ڈرائیور کی مدد اور آپریٹنگ سسٹم میں انضمام۔

نوٹ: یہ اکثر سب سے پیچیدہ حصہ ہوتا ہے، کیونکہ وائس کالز کے لیے IMS/VoLTE سپورٹ کی ضرورت ہوتی ہے، جو ہمیشہ آسان نہیں ہوتا ہے۔

c) این ایف سی ماڈیول
آپ کو واضح وضاحتوں کے ساتھ ایک NFC ماڈیول کی ضرورت ہوگی۔ یہ ماڈیول ہو سکتا ہے:
- NFC IC + علیحدہ اینٹینا،
- انٹیگریشن کے لیے تیار ماڈیول (چھوٹا بورڈ) جو I2C/SPI کنکشن اور انٹرپٹ پن فراہم کرتا ہے۔

صنعت میں مقبول NFC چپس میں NXP، STMicroelectronics، اور دیگر شامل ہیں۔ تاہم، چپ کے انتخاب پر بھی غور کرنا چاہیے:
- اینڈرائیڈ کے لیے ڈرائیورز کی دستیابی،
- انضمام کی دستاویزات،
- اگر آپ ادائیگی کی خصوصیت چاہتے ہیں تو محفوظ عنصر کی ضرورت ہے۔

d) این ایف سی اینٹینا
اینٹینا کارکردگی میں ایک اہم عنصر ہیں۔ غور کرنے کی چیزیں:
- کنڈلی کا سائز،
- جگہ کا تعین (عام طور پر پچھلے کور کے قریب)
- دھات/بیٹری سے فاصلہ،
- مستحکم پڑھنے کو یقینی بنانے کے لیے مائبادا کو ملانا/ایڈجسٹ کرنا۔

e) محفوظ عنصر (اختیاری لیکن ادائیگیوں کے لیے ضروری)
اگر ہدف صرف ٹیگز پڑھنا ہے (جیسے کسی خاص کارڈ کا بیلنس چیک کریں، UID ٹیگ پڑھیں، آٹومیشن)، تو آپ بغیر کسی محفوظ عنصر کے باقاعدہ NFC استعمال کر سکتے ہیں۔

تاہم، اگر ہدف ٹیپ ٹو پے ادائیگی یا محفوظ کارڈ ایمولیشن ہے:
- محفوظ عنصر کی ضرورت ہے (ایمبیڈڈ SE، SIM پر مبنی SE، یا بیرونی SE)،
- علاوہ سرٹیفیکیشن اور ادائیگی کے ماحولیاتی نظام کا انضمام (DIY پروجیکٹس کے لیے بہت مشکل)۔

متبادل طور پر، Android استعمال کے کچھ معاملات کے لیے HCE (میزبان کارڈ ایمولیشن) کو سپورٹ کرتا ہے، لیکن تجارتی ادائیگیوں کے لیے اسے اب بھی حفاظتی تقاضے اور وینڈر/ادائیگی کے نیٹ ورک کے تعاون کی ضرورت ہوتی ہے۔

f) پاور، کیسنگ، بیٹری اور اسکرین
ڈیوائس کو واقعی اسمارٹ فون جیسا بنانے کے لیے:
- اسکرین (LCD/OLED) + ٹچ اسکرین کنٹرولر،
- لی آئن بیٹری + بی ایم ایس / چارجنگ آئی سی،
- پاور مینجمنٹ،
- ایک ایسا کیس جو NFC اینٹینا میں مداخلت نہیں کرتا ہے۔

کیس میں دھات NFC میں مداخلت کر سکتی ہے، لہذا پلاسٹک کا مواد زیادہ NFC دوستانہ ہوتا ہے۔

4. NFC ہارڈویئر انٹیگریشن اسٹیج

مرحلہ 1: انٹرفیس کی وضاحت کریں۔
زیادہ تر NFC ماڈیول پروسیسر سے اس کے ذریعے جڑتے ہیں:
- I2C (جنرل)،
- ایس پی آئی (تیز)،
- نیز ٹیگ موجود ہونے پر سسٹم کو مطلع کرنے کے لیے ایک IRQ/Interrupt پن۔

یقینی بنائیں کہ مدر بورڈ میں دستیاب پن اور مطابقت پذیر وولٹیج کی سطحیں ہیں (جیسے، 1,8V یا 3,3V)۔ اگر وہ مماثل نہیں ہیں تو، لیول شفٹر استعمال کریں۔

مرحلہ 2: اینٹینا پلیسمنٹ ڈیزائن کریں۔
اینٹینا رکھا جانا چاہئے:
- جتنا ممکن ہو بیرونی سطح کے قریب (پچھلا کور)،
- بڑی بیٹریوں یا دھاتی شیلڈنگ سے دور،
- پریشان کن دھاتی اسٹیکرز یا مقناطیسی حلقوں سے ڈھکا نہیں ہے۔

دھاتی فریم یا مقناطیسی ماؤنٹس این ایف سی کی حد کو کافی حد تک کم کر سکتے ہیں۔

مرحلہ 3: اینٹینا کو ملانا اور ٹیون کرنا
صنعتی ڈیزائنوں میں، NFC انٹینا کو 13,56 میگاہرٹز پر گونج حاصل کرنے کے لیے مماثل سرکٹ (کیپسیٹر/انڈکٹر) کا استعمال کرتے ہوئے ٹیون کیا جاتا ہے۔ اگر آپ آف دی شیلف ماڈیول استعمال کر رہے ہیں، تو یہ عام طور پر پہلے سے بنایا جاتا ہے، لیکن کیس اور پوزیشن کے لحاظ سے اسے ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

مرحلہ 4: بنیادی مواصلاتی ٹیسٹ
ابتدائی جانچ کریں:
- چاہے سسٹم کے ذریعہ ماڈیول کا پتہ لگایا گیا ہو (I2C ڈیوائس دکھائی دے رہا ہے)،
- کیا ماڈیول ٹیگز کا پتہ لگا سکتا ہے،
- کوریج مستحکم ہے۔

لینکس میں بنیادی ٹولز I2C بس کو چیک کرنے میں مدد کر سکتے ہیں، جبکہ اینڈرائیڈ میں آپ logcat اور NFC ٹیسٹ ایپلی کیشنز کے ذریعے ٹیسٹ کریں گے۔

5. سافٹ ویئر انٹیگریشن: ڈرائیور، کرنل، اور اینڈرائیڈ فریم ورک

NFC کے لیے Android پر کام کرنے کے لیے، صرف ہارڈ ویئر کو انسٹال کرنا کافی نہیں ہے۔ آپ کو سافٹ ویئر کی پرتوں کی ضرورت ہے:

a) کرنل ڈرائیور
- NFC ماڈیول کو مناسب ڈرائیور کے ذریعے کرنل کے ذریعے پہچانا جانا چاہیے۔
- آپ کو کرنل کنفیگریشن کو فعال کرنے یا ڈرائیورز شامل کرنے کی ضرورت پڑسکتی ہے۔

ب) HAL (ہارڈویئر تجریدی تہہ)
Android ہارڈ ویئر کے ساتھ فریم ورک کو پورا کرنے کے لیے HAL کا استعمال کرتا ہے۔ NFC کے لیے، HAL استعمال شدہ چپ کے ساتھ ہم آہنگ ہونا چاہیے۔

c) سسٹم کی ترتیب اور اجازتیں۔
Android پر، آپ کو یہ کرنے کی ضرورت ہے:
- تعمیر پر این ایف سی کی خصوصیت کو فعال کریں (فیچر پرچم)،
- یقینی بنائیں کہ NFC سروس چل رہی ہے،
- این ایف سی چپس سے متعلق وینڈر کنفیگریشن فائلوں کو شامل کیا گیا،
- یقینی بنائیں کہ اجازتیں اور SELinux پالیسیاں رسائی کو مسدود نہیں کرتی ہیں۔

d) درخواست اور جانچ
NFC فعال ہونے کے بعد:
- NDEF ٹیگ ریڈنگ ٹیسٹ،
- ریڈر/ رائٹر موڈ ٹیسٹ،
- اینڈرائیڈ بیم ٹیسٹ (پرانی خصوصیت) یا متعلقہ ڈیٹا ایکسچینج،
- ضرورت کے مطابق MIFARE/NTAG ٹیگز کے ساتھ مطابقت کی جانچ۔

6. بڑے چیلنجز: ادائیگی اور سرٹیفیکیشن

بہت سے لوگ یہ سمجھتے ہیں کہ "NFC ہونے" کا مطلب ہے کہ آپ اسے فوری طور پر ادائیگیوں کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ حقیقت میں، NFC ادائیگیوں میں شامل ہیں:
- محفوظ عنصر یا مساوی سیکیورٹی اسکیم،
- سیکورٹی سرٹیفیکیشن،
- ادائیگی کے نیٹ ورکس اور بینکوں سے منظوری،
- گوگل والیٹ یا مقامی ادائیگی کی اسکیموں جیسی خدمات کے ساتھ انضمام۔

ذاتی منصوبوں کے لئے، سب سے زیادہ حقیقت پسندانہ ہے:
- NFC ٹیگز پڑھیں،
- رسائی کے نظام (جیسے دروازے کے لیے)،
- این ایف سی ٹیگز کے ساتھ آٹومیشن،
- ممبرشپ کارڈ، کیوسک، یا اندرونی درخواست۔

ایک DIY ڈیوائس بنانا جسے عوامی ادائیگی کے نظام کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، سرکاری صنعت کے چینلز کے بغیر تقریباً غیر حقیقی ہے۔

7. پروجیکٹ کی کامیابی کے لیے عملی تجاویز

1. ایک سادہ مقصد کے ساتھ شروع کریں: پہلے ٹیگز پڑھنے اور NDEF لکھنے پر توجہ دیں۔
2. ایک عام NFC ماڈیول استعمال کریں: مکمل دستاویزات اور انضمام کی مثالوں کے ساتھ ایک کا انتخاب کریں۔
3. شروع سے کیس پر غور کریں: دھاتی کیسز اور میگنےٹ NFC کے دشمن ہیں۔
4. سافٹ ویئر ڈیبگنگ کے لیے وقت کی اجازت دیں: ڈرائیور کے تنازعات، SELinux، سسٹم کی اجازت، اور Android مطابقت میں اکثر وقت لگتا ہے۔
5. بجلی کی کھپت کی پیمائش کریں: اگر مناسب طریقے سے ترتیب نہ دی گئی ہو تو NFC بیکار طاقت میں اضافہ کر سکتا ہے۔
6. لے آؤٹ اور وائرنگ کو دستاویز کریں: IRQ یا ری سیٹ پن میں ایک چھوٹی سی خرابی NFC کو غیر مستحکم کر سکتی ہے۔

8. کیسمپلن

این ایف سی سے چلنے والا اسمارٹ فون بنانا صرف ڈیوائس پر این ایف سی ماڈیول کو چپکانا اور اسے ایک دن کال کرنا نہیں ہے۔ ایک حقیقت پسندانہ عمل میں بورڈ پر مبنی اینڈرائیڈ/ہینڈ ہیلڈ ڈیوائس بنانا یا اس میں ترمیم کرنا شامل ہے جو NFC انضمام کو سپورٹ کرتا ہے، پھر NFC ماڈیول، مناسب اینٹینا شامل کرنا، اور سافٹ ویئر سپورٹ (ڈرائیور، HAL، اور Android کنفیگریشن) کو ترتیب دینا شامل ہے۔ ٹیگ ریڈنگ، آٹومیشن، ایکسیس کنٹرول، یا اندرونی ایپلی کیشنز جیسی ایپلی کیشنز کے لیے، یہ پروجیکٹ یقینی طور پر ممکن ہے۔ تاہم، کنٹیکٹ لیس ادائیگیوں جیسی اعلیٰ سطح کی خصوصیات کے لیے، آپ پیچیدہ محفوظ عناصر، سرٹیفیکیشنز اور صنعت کی ضروریات سے نمٹیں گے۔

اگر آپ چاہیں تو، میں اس مضمون کو مزید تکنیکی بنانے کے لیے تیار کر سکتا ہوں (مثال کے طور پر Android NFC اسٹیک آرکیٹیکچر، I2C + IRQ + ری سیٹ وائرنگ اسکیمیٹکس، یا AOSP تعمیراتی اقدامات)، یا زیادہ عملی (جزو کی فہرستوں اور جانچ کے مراحل کو تلاش کرنے میں آسان)۔