【短時間でスッキリ!】ICカード(Suicaなど)の仕組みを簡単にわかるように解説した。

ためになる知識

この記事では

  • ICカードの基本的な仕組みをわかりやすく知りたい
  • ICカードをピッとして瞬間に何が起こっているのかが知りたい
  • ICカードのしくみがわからなくてモヤモヤする気持ちを解消したい

という方に向けて、ICカードの仕組みをわかりやすくお話していきます。

ICカードは交通系カードやクレジットカードなど様々なものに使われています。

通勤や通学で電車を使っている人は毎日のようにSuicaやPitapaなど使っているのではないでしょうか。

今回は、そんなICカードの仕組みについて簡単にわかりやすく解説しました。

この記事とほぼ同じ内容を動画でもお話ししていますので、お好きなほうでご覧ください。

【Suica(ICカード)のしくみ】ピッてやると改札が開くのはなぜか?

ICカード(Suicaなど)の仕組みを簡単にわかるように解説してみた。

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ピッの瞬間に何が行われているのか

それでは早速ICカードのしくみについてお話していきます。

ここではICカードで一番有名だと思うので、交通系カードを例にとって話を進めます。

電車に乗るとき改札で、ICカードをピッとすると思いますが、その瞬間に何が行われているのかわかりますでしょうか。

その答えは、「情報の通信」です。

つまりカード側とカードリーダー側で情報のやり取りをしているということです。

どんな情報のやり取りかというと

・交通系カードをタッチしているかどうかの情報

・カードの残高情報

・電車賃を差し引けるかどうかの情報

このような情報をやり取りして、正常に処理か完了した場合にだけ、改札の扉を開けているということです。

なぁんだ、それで終わりか~

と思った方、ここからが面白いのです。

ここで一つ考えてほしいのが、ICカードには電池が入っていますでしょうか

電池の交換ってしたことないですよね?

ICカードには電池が入っていないのです。

ではどうやって電気を流して情報の通信をしているのでしょうか。

実は電池が無くても電気をながす方法が存在します。

それは、「電磁誘導」という仕組みです。

電池がないのに電気が流れる理由とは

yellow and black spiral light

学校で習ったことがあると思いますが、もう99%の人は忘れていますよね。

電磁誘導というのは、

「コイルの中を磁界が通ることによってコイルに電流が流れる」

という自然法則です。

よくわからないと思いますので、詳しく説明します。

まずコイルとは何かというと、金属の線をぐるぐるに巻いたものです。

それだけです。シンプル。

次に磁界です。

磁界というのは、磁石を思い浮かべればわかりやすいです。

磁石というのはN極からS極に向かって、目には見えない磁界というものが発生しているために、金属が引っ付いたりします。

この磁界は人工的に発生させることができます。

電磁石って聞いたことないでしょうか。

電気を流すことで磁石ができるというものです。

この磁界というものがコイルのぐるぐるの中を通ることによって、そのコイルに電気が発生して流れるというのが電磁誘導です。

なぜこうなるのかといわれても、それは神様に聞いてください。

ICカードというのはこのしくみを使っているため、電池が無くても電気を流すことができるのです。

ICカードの中身はどうなっているのか

これがICカードの中身です。

コイルがあり、それがICチップにつなげられています。

ICカードはそれだけの作りなのです。

ICチップは電気が流れた時に、処理を制御したり残高情報などを記憶したりしています。

あなたが改札を通ろうとして、リーダーにICカードを近づけた時、リーダー側から磁界が発生しています。

そこにICカードを近づけることで、そのコイルの中を磁界が通って電気が流れるという仕組みです。

なので、変な向きでカードを近づけたり、距離が遠いとうまく電気が流れないので、改札が開かないのです。

しっかりとタッチしてください。

目の前でパンポン!と鳴られるとすごくテンションが下がります。

では、次は電気が流れるのはわかったけど、どうやって触れてもないのに情報の通信をしているの?

ということについてお話します。

触れてもないのに情報を交換する仕組み

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ではどうやって触れずに情報を交換しているのか説明します。

スマホ等のように電波を使っているのかというとそうではありません。

実はこれも電磁誘導によって行われているのです。

これがすごいところです。

リーダー側で磁界を発生していると言いましたが、実は、その磁界に情報を載せておくことができるのです。

情報というのはつまり「電気信号」です。

磁界にコイルが入ってきた時に流れる電流には、あらかじめリーダー側で設定していた情報が乗っており、それがICカードに流れることによって、ICチップがその情報を読み取ることができるということです。

すごいですよね。

このような仕組みでリーダー側からICカード側に情報を送っているのです。

でもこれだけではまだ終われません。

リーダー → ICカード の情報だけではなく、

ICカード → リーダー へ情報を送る必要があります。

それはどうやって情報を送っているのかというと、

実は、リーダー側の磁界によってICカードに電流が流れた後、ICカード側も磁界を発生するように作られているのです。

リーダー側もコイルを搭載しているため、ICカードが発生させた磁界で電流を流すことができます。

今度は逆にICカードが発生させた磁界によって、リーダー側にも電流が流れるということです。

つまり先程の同じ要領で、ICカード側からリーダー側へ情報を送ることができるのです。

このようにして、お互いに情報のやり取りをしているということですね。

そして最終的に、リーダー側が処理を正常に完了できれば、改札が開くという仕組みです。

ICカード(Suicaなど)の仕組みのまとめ

まとめると、

リーダー側が磁界をずっと出しとく

そこにコイルが入ったICカードが近づく

電磁誘導によりICカードに電流が流れる

ICカードが情報を受け取る

ICカードが逆に磁界を発生させる

リーダーにもコイルがあるため電流が流れる

リーダーが情報を受け取る

情報のやり取り完了

改札を開ける

ということですね。

わかりましたか?

知的好奇心が満たせて気持ち良いですか?

まだモヤッとしてる人はDMで聞いて下さい。

それでは最後までご覧いただきありがとうございました!

次のしくみでお会いしましょう。

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