¿Qué factores afectan la distancia de lectura de los chips NFC y cómo?

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Estoy tratando de entender cómo mejorar la distancia de lectura de un sistema NFC. Hasta ahora, mi entendimiento es que hay algunos factores principales en la distancia de lectura:

  • Tamaño / forma de la antena en el lector NFC
  • Tamaño / forma de la antena en el chip NFC
  • Salida de potencia del lector
  • consumo de energía del chip NFC

Lo que no entiendo es cuánto puedo esperar para mejorar el rango de lectura variando cuál de estos parámetros. Si tengo una combinación de etiqueta / lector NFC * que muestra un rango de lectura muy bajo, ¿qué debo hacer para mejorarlo?

Por ejemplo:

¿Qué es hecho y qué es ficción aquí?

    
pregunta Ben Kuhn

2 respuestas

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Bueno, la verdad está en algún lugar en el medio. Lo siguiente se aplica a los lectores de HF 13.56Mhz:

Puede mejorar la distancia de lectura, pero es arriesgado y sacrifica la calidad de lectura a distancias más pequeñas. Requiere muchos cambios en el lector. Cerca de un completo rediseño de la parte HF realmente.

Primero: hay dos cosas que debes resolver: emite suficiente energía de la antena para alimentar el chip y aumenta la sensibilidad del lado del receptor del lector, para que puedas leer la respuesta de la etiqueta.

Por primera vez, implica obtener la mayor potencia posible de su antena. Cualquier metal que esté cerca de la antena robará energía. Use el blindaje de ferrita o aleje la antena del metal, como su PCB. Esto cambiará completamente la impedancia de su antena, por lo que también tendrá que volver a sintonizar la red de adaptación de la antena para obtener la máxima potencia de salida. ¡Asegúrese de no superar los límites de disipación de potencia de los chips!

Deberías poder obtener un aumento de potencia significativo de esa manera. La etiqueta ahora verá al lector desde una distancia mayor, pero el lector ya no podrá obtener la respuesta de la etiqueta.

Para aumentar la recepción en el lado del lector, debe ajustar los registros internos del chip del lector. Normalmente hay una configuración de ganancia y umbral:

Eleva la ganancia tanto como sea posible. Esto aumentará la señal de la etiqueta en el lado del lector, pero también aumentará cualquier ruido. Ajuste el umbral hasta que obtenga una comunicación confiable a su distancia objetivo.

Con un chip lector moderno, debería poder obtener una distancia de lectura de aproximadamente 20 cm frente a las etiquetas ISO14443-A.

Y ahora los inconvenientes:

Ya que ha aumentado la salida de energía, puede freír sus etiquetas debido a un exceso de voltaje * 1. Y ya que ha aumentado la sensibilidad, la recepción será horrible a distancias de lectura más bajas. Simplemente dicho, con la ganancia aumentada al máximo, sus etiquetas saturarán completamente las etapas de entrada del chip lector.

* 1. Anécdota: Hice el diseño de HF de un lector de tarjetas de crédito sin contacto el año pasado. Tienes que pasar varias sesiones independientes de pruebas de laboratorio. Una de las primeras cosas que hace un laboratorio de pruebas es medir la potencia de salida lo más cerca posible de la antena utilizando una etiqueta de referencia. Si ven más de aproximadamente 8 voltios aquí, se negarán a realizar pruebas con tarjetas de crédito reales. El riesgo de que fríes sus tarjetas de prueba es demasiado alto. Con un lector que está sintonizado para una potencia de salida máxima, puede llegar a más de 30 voltios a esta distancia.

    
respondido por el Nils Pipenbrinck
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Debe satisfacer todos los de abajo;

  • Impedancia combinada en f en ambas antenas
  • el tamaño de la abertura de la antena mejora con el tamaño y la orientación
respondido por el Tony EE rocketscientist

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