Ayuda con el diseño de una antena de bucle rectangular para el controlador PN532 para la comunicación NFC

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Actualmente estoy diseñando un lector NFC en el contexto de mi tesis doctoral. El lector NFC utilizará un chip PN532 de NXP (que es uno de los requisitos de mi circuito). Planeo dibujar un inductor de bucle rectangular en la PCB (que a menudo se conoce como una antena NFC en diseño inalámbrico) que ocuparía aproximadamente un cuadrado de 3x3 cm (hasta 4x4 cm). Habrá otros componentes en esta PCB, como un controlador de LED, algunos LED, etc. El microcontrolador principal se colocará en una PCB separada y se comunicará con esta placa a través de un enlace SPI. El espacio es la principal limitación: el volumen ocupado por el PCB debe minimizarse tanto como sea posible.

Leí este documento con mucho cuidado ( Guía de diseño de antenas NXP ) y tengo muy Preguntas específicas relacionadas con el diseño de la PCB que llevará el controlador y la antena NFC:

  • ¿Podría ser aceptable colocar los componentes (controlador NFC, controlador LED) en la misma PCB que la antena NFC?
  • ¿Cuál sería la "mejor" posición con respecto a la antena en este caso? (es decir, una que limitaría las corrientes de Foucault y el aumento de la inductancia)
  • ¿Cómo proteger eficientemente la placa controladora principal? ¿Funcionará una lámina de cobre (en lugar de ferrita)?
  • ¿Existe alguna ventaja en tener una longitud y anchura diferentes para la antena?
pregunta Ant2N

2 respuestas

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No soy un experto en transmisión de datos de 13MHz-carrier pero provengo de un fondo de transmisión de energía magnéticamente a placas de circuito giratorio y recibo datos modulados de nuevo a 80MHz, así que si he entendido mal algo, hágamelo saber.

  

• ¿Podría ser aceptable colocar los componentes (controlador NFC, controlador LED y gt;) en la misma PCB que la antena NFC?

Sí, esto es aceptable, pero mantenga los circuitos lo más distantes posible para que la parte receptora tenga las mejores posibilidades de trabajar con eficacia.

  

• ¿Cuál sería la "mejor" posición con respecto a la antena en este   ¿caso? (es decir, uno que limitaría las corrientes de Foucault y la inductancia   aumento)

De acuerdo con el documento de mucho viento que vinculó, la antena Q debe tener un poco menos de 30 y esto puede comprobarse fácilmente mediante el uso de osciloscopios estándar y generadores de señal. Q es la frecuencia central (es decir, 13.56MHz) dividida por el ancho de banda 3dB y para una Q de 30 ancho de banda será de aproximadamente 450kHz.

Por lo tanto, debe asegurarse de que su frecuencia central esté en el lugar correcto y que haya elegido los valores de Rq para limitar la Q lo suficiente o posiblemente esté rompiendo algunas regulaciones sobre los niveles de emisiones.

Colocaría la antena y compensaría los efectos de la corriente de Foucault (cambios de frecuencia y Q) con una ligera sintonización, luego agregaría o eliminaría un poco de Rq para obtener una Q de 25 a 30.

  

• ¿Cómo proteger eficientemente la placa controladora principal? Será una hoja de   ¿El cobre hace el trabajo (en lugar de la ferrita)?

Es posible que no necesite hacer mucho (si es que hace algo) aquí, pero le recomiendo usar la lámina de ferrita adecuada (Ferroxcube solía venderla porque la he usado). El uso de una lámina de cobre puede desintonizar y desensibilizar ligeramente la antena, dependiendo de lo cerca que esté de la antena.

  

• ¿Existe alguna ventaja de tener diferentes longitudes y anchuras para el   antena?

Sí, cuanto más cuadrado sea, mejor. Teniendo en cuenta que se trata de datos acoplados magnéticamente, debe buscar un bucle con la mayor inductancia posible, pero no tanto que su frecuencia de resonancia propia sea inferior a (digamos) 15MHz.

Como una idea simple sobre la inductancia, la inductancia se define como el flujo total producido por amp. Cuanto más grande es el área de la sección transversal, más flujo se produce por amp. Sin embargo, un bucle largo y delgado tiene menos inductancia que un bucle cuadrado de la misma área.

    
respondido por el Andy aka
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La colocación de todos los componentes en el mismo PCB se realiza comúnmente y debería estar bien. Para ver un ejemplo de eso, revisa el esquema y PCB para: enlace o cuando se separan: enlace

En cuanto al blindaje del tablero, los dos anteriores solo tienen una capa de colada de cobre en el lado con los componentes. Tengo ambos tableros y funcionan muy bien.

¡Buena suerte!

    
respondido por el nemik

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