Antenas NFC Explicadas: Como Funcionam e Por Que São Importantes

Antena NFC

Você precisa de uma antena NFC para seu projeto de circuito? Mas não entende como funciona. Se sim, você está lendo o artigo certo.

Na verdade, antenas NFC funcionam em dispositivos compatíveis NFC como tags ou smartphone equipado com NFC.

Além disso, é fácil confundir antenas NFC com outras antenas padrão como dipolos e antenas corneta.

Interessantemente, antenas NFC não são como antenas regulares. Elas são mais como indutores grandes.

Você aprenderá mais sobre o que estas antenas são, como funcionam e mais neste artigo.

Vamos ao trabalho!

O que é uma Antena NFC?

Antenas NFC ajudam a transmitir dados em dispositivos NFC. Interessantemente, as antenas NFC apresentam estruturas de loop e operam em baixas frequências.

Antena NFC em dispositivo NFC

Na verdade, NFC é método de comunicação que requer curtas distâncias. Como resultado, o design da Antena NFC é simples e fácil.

Adicionalmente, antenas NFC utilizam operação rápida de leitura e escrita bidirecional sobre faixa de distâncias de detecção de substratos não-metálicos e metálicos. Portanto, antenas NFC são ideais para aplicações RFID, sistemas de pagamento e pareamento de dispositivos.

Quanto à estrutura, a antena de Comunicação de Campo Próximo (NFC) é indutor de bobina emparelhado com capacitores que formam tanque LC paralelo ressonante.

Indutor de Bobina

Como Funcionam as Antenas NFC?

No mundo de comunicação de campo, você precisa de dois dispositivos para estabelecer NFC. E eles incluem um dispositivo NFC ativo (smartphone equipado com NFC ou leitor NFC) junto com dispositivo passivo (tag NFC).

Então, quando o dispositivo ativo gera campo magnético local, induz corrente elétrica na antena do dispositivo passivo.

Smartphone Equipado com NFC

Adicionalmente, a corrente elétrica na antena alimenta o chip NFC. Então, cria outro campo magnético que o dispositivo ativo pode ler, permitindo transferência de dados.

Antenas NFC têm designs excelentes que permitem ressoar na frequência desejada de 13,56 MHz. Seu design também garante que a operação seja eficaz.

Uma antena NFC com design ruim geralmente tem sintonia errada e não ressoa em frequência ideal. Então, nem todas as tags NFC teriam mesmo desempenho de distância de leitura.

Tag NFC

Também, é importante notar que a espessura de uma antena NFC não afeta seu desempenho. Por essa razão, você encontrará que antenas NFC são finas.

Tamanho e Formato das Antenas NFC

O tamanho da sua antena NFC é outro fator que afeta desempenho. Na verdade, a distância de leitura de uma antena NFC aumenta de acordo com seu tamanho. Em outras palavras, maior a antena, maior o alcance de leitura.

Antenas NFC também têm diferentes formatos, cada um com função específica. Estes formatos incluem:

• Antenas NFC retangulares: estas antenas NFC ostentam tremendo desempenho geral e excelente volume operacional. No entanto, sua proximidade a metal pode reduzir seu desempenho. Felizmente, opções com ferrite podem resolver este problema.

Capa de Smartphone com Antena NFC Retangular

• Antenas NFC redondas: a antena NFC de formato redondo é similar às variantes retangulares, e você também pode resolver seus problemas de proximidade a metal com blindagem de ferrite.

Antena NFC Redonda

• Antenas de tag com núcleo de ferrite enrolado a fio: as antenas NFC de fio enrolado funcionam melhor para aplicações com espaços confinados a um eixo. Também, funciona para alcance mais estendido em eixo particular.

Design de Antena NFC: Coisas a Considerar

Existem duas coisas vitais a considerar ao projetar sua antena NFC. Elas incluem: alcance de leitura ideal e confiabilidade do seu dispositivo NFC. Então, seu primeiro passo deve ser considerar seus requisitos.

Projetar a antena certa depende dos requisitos da aplicação. Você pode começar descobrindo o que precisa antes de adicionar outros requisitos.

Então, considere as características e fatores de forma do seu produto final. Também, o espaço disponível e limites para sua antena NFC valem considerar.

Com isso, você terá ideia mais clara do tipo de antena que quer. Por exemplo, se sua aplicação requer alcance máximo de leitura, você não pode usar design de baixo consumo de potência.

Passos de Design de Antena NFC

1. Escolha produto NFC.

2. Escolha valor C_tun e fixe alvo F₀, então calcule L_A baseado no C_tun e F₀.

3. Em seguida, defina dimensões da antena e matriz.

4. Projete a matriz usando: L_A, L_A dividido por 5%. L_A – 5%.

5. Crie e caracterize protótipos de bobina.

6. Então, escolha os melhores parâmetros de bobina.

7. Depois, defina parâmetros da segunda execução e matriz de antena.

8. Projete a matriz usando: L_A, L_A dividido por 2%. L_A – 2%.

9. Diferencie protótipos de bobina e escolha os melhores parâmetros de bobina.

A imagem acima mostra o processo completo de passos necessário para projetar uma antena NFC.

Outras Opções de Antena

Você pode encontrar antenas gravadas em inlays NFC ou adesivos. Mas, as tags de disco de alta qualidade mais avançadas e produtos NFC como chaveiros e pulseiras usam outras alternativas de antena. As alternativas vêm em duas categorias: bobina de fio de cobre e antenas PCI.

Antenas de bobina de fio de cobre geralmente têm grandes distâncias de leitura. E o número de voltas pode efetivamente aumentar seu comprimento para alcance de leitura mais amplo.

Bobina de Fio de Cobre

Por outro lado, antenas PCI são PCIs de dupla face. Portanto, você pode gravar a antena em ambos lados para efetivamente aumentar o comprimento das antenas.

Antena PCI

Se você as fizer corretamente, antenas PCI podem garantir excelente desempenho e alta confiabilidade. No entanto, estas antenas têm tags industriais mais caras.

Teste de Antena NFC

Você pode realizar os seguintes testes para verificar o desempenho da sua antena NFC:

• Testes do NFC Forum: este teste é útil para dispositivos NFC Forum como telefones celulares, P2P e módulos leitor & cartão. Também, você pode obter certificado de conformidade NFC após fazer teste obrigatório do NFC Forum para dispositivos NFC Forum.

• Testes ISO/IEC 14443: ideal para PICC/PCD, tipo A e B com taxas de bits 106, 212, 424, 848 kbps.

• Testes EMVCo: funciona para PICC/PCD, tipo A e B com apenas 106 kbps de taxa de bits.

Perguntas Frequentes

Quão Grande Pode Ser uma NFC?

O tamanho da sua antena NFC depende da sua aplicação. Geralmente, tamanhos maiores de antena oferecem mais alcance de leitura. Mas tenha cuidado para não fazer maior que o necessário.

Você Pode Amplificar NFC?

Obter alcance amplo com dispositivo NFC é impossível. Então você não pode amplificar NFC.

Como Conecto Minha Antena NFC?

Usando tag NFC, você pode conectar sua bobina de antena aos pinos 2 e 3 no CI.

Para que Serve uma Antena NFC?

Antenas NFC funcionam para celulares NFC, carteiras, registradores de dados, leitores de pagamento, serviços de pagamento, cartões NFC como cartões bancários, segurança RFID e outras aplicações.

Leitores de Pagamento NFC

Palavras Finais

Antenas NFC são componentes cruciais de qualquer dispositivo NFC. Sem ela, não haverá comunicação entre dispositivos NFC em alcance curto.

Como mencionamos anteriormente, antenas NFC são diferentes de antenas regulares. São indutores de bobina que operam em baixas frequências e convertem campos magnéticos próximos em energia.

Você tem alguma dúvida sobre tags e antenas NFC? Sinta-se à vontade para nos contatar, e ficaremos felizes em ajudar.