NFC-Tags sind ein häufiges Ziel für Experimente, sei es durch die einfache Verwendung einer App auf einem Mobiltelefon zum Abfragen oder Beschreiben von Tags, durch das Einbinden in Projekte mithilfe eines Standardmoduls oder durch das Entwerfen eines Projekts, das sie verwendet kratzen.Sie sind jedoch nicht immer einfach richtig zu machen und können oft enttäuschende Ergebnisse liefern.Dieser Artikel versucht zu entmystifizieren, was wahrscheinlich der wahrscheinlichste Weg für ein NFC-Projekt ist, um eine schlechte Leistung zu haben, die Pickup-Spulenantenne im Lesegerät selbst.Die Tags enthalten Chips, die durch das HF-Feld mit Energie versorgt werden, das ihnen genug Energie zum Starten liefert, an welchem ​​Punkt sie mit einem Host-Computer für welchen Zweck auch immer kommunizieren können.„NFC“ steht für „Near Field Communication“, bei der Daten zwischen räumlich nahen Geräten ausgetauscht werden können, ohne dass diese physikalisch verbunden sind.Sowohl das Lesegerät als auch der Tag erreichen dies durch eine Antenne, die aus einer Flachspule und einem Kondensator besteht, die zusammen einen Schwingkreis bilden.Das Lesegerät sendet HF-Impulse aus, die aufrechterhalten werden, sobald eine Antwort von einer Karte empfangen wird, und somit kann eine Kommunikation hergestellt werden, bis sich die Karte außerhalb der Reichweite des Lesegeräts befindet.Bei den meisten Tags, die wahrscheinlich von Hackaday-Lesegeräten getestet werden, beträgt die HF-Frequenz 13,56 MHz, und die HF-Emissionen sollen eher in der Magnetfeldebene als im elektrischen Feld liegen.An den Antennen ist nichts Kompliziertes, es ist tatsächlich einfach genug, selbst eine herzustellen, indem man eine geeignete Spule wickelt und sie mit einem kleinen variablen Kondensator abstimmt.Die HF-Eigenschaften der Antenne können mit so einfachen Instrumenten wie einem Signalgenerator und einem Oszilloskop oder, wenn Sie ein Funkamateur sind, der alt genug ist, um eines in die Hand zu nehmen, einem Dip-Meter untersucht werden.Für die Zwecke dieses Artikels verwende ich einen NanoVNA wegen seiner extremen Bequemlichkeit, und ich habe ihn so eingestellt, dass er das SWR an Port 1 mit einem Sweep zwischen 10 MHz und 20 MHz misst.Ich koppele es lose mit den NFC-Antennen, die ich teste, mittels einer HF-Aufnehmerspule, einer Drahtwindung mit etwa 10 mm Durchmesser, die an einen Koaxialstecker gelötet und mit etwas Klebstoff befestigt ist.Wenn ich die Pickup-Spule über einem NFC-Tag platziere, werde ich mit einem scharfen Peak auf dem VNA von unendlich bis zu einem SWR von fast 1:1 belohnt.Dies funktioniert gut mit den meisten Lesespulen und mit NFC-Tags mit geringerer Leistung, die einfach einen Speicherchip enthalten, aber mein VNA liefert nicht genug Energie, um diese Tags mit integrierten Schaltungen mit höherer Leistung wie Bankkarten, einer Karte für öffentliche Verkehrsmittel oder meiner zu messen Reisepass.Der VNA weist sofort auf eines der Probleme massenproduzierter NFCs hin, nämlich dass die Resonanzfrequenz selten genau auf 13,56 MHz liegt.Beim Schreiben dieses Artikels stellte ich fest, dass sowohl Karten als auch Lesegeräte irgendwo zwischen 13,5 und 15 MHz zu schwingen scheinen, wobei die Mehrheit bei etwa 14 MHz gemessen wird.In der Praxis liefern die meisten Lesegeräte mehr als genug Energie, damit das Tag trotz der daraus resultierenden Ineffizienz immer noch mit Energie versorgt werden kann, aber damit jedes NFC-Tag-System mit maximaler Effizienz arbeitet, sollten sowohl das Lesegerät als auch das Tag so eingestellt sein, dass sie bei der Kommunikationsfrequenz von 13,56 MHz schwingen.Bei den meisten Tags und den billigsten Lesemodulen wird nur sehr wenig Aufwand betrieben, um sie auf Resonanz abzustimmen, aber eines der interessanteren Tags, die ich für dieses Stück untersucht habe, eine Bankkarte, die von einem Hackerspace-Freund einem Teardown unterzogen wurde, zeigt sich sehr clever Ansatz für automatisiertes Tuning.Eine Bankkarte ist eine Standard-Chipkarte aus zwei laminierten Kunststoffschichten, wobei die Chipkontakte auf der Vorderseite erscheinen.Beim Zerlegen ist zu sehen, dass sich der Chip und seine Kontakte auf einem kleinen Stück Plastik von etwa 10 mm x 10 mm befinden, das von der Karte abgehoben werden kann.Dieses Modul kann von einem Kartenleser gelesen werden, aber nur, wenn es direkt auf der Antenne platziert wird und nicht mit einem Teil der gesamten Karte in der Nähe des Lesegeräts, wie dies in einem Geschäft der Fall wäre.Damit das kleine Chipmodul von einem Lesegerät vollflächig bestromt werden kann, ist die hintere Hälfte der Karte eine Leiterplatte, die einfach ein abgestimmter Schaltkreis mit einer großen Spule und einem ausgeklügelten Drehkondensator aus einer Reihe ist von kleinen Leiterplatten.Die Spule verläuft halb und halb um den Rand der Karte und eng um den Chip herum, wodurch sie das Feld großflächig aufnehmen und die entstehende Energie eng in den Chip einkoppeln kann.Es wird während der Herstellung abgestimmt, indem eine Spur geschnitten wird, die die Kondensatoren verbindet. Vermutlich wird dies ein automatisierter Prozess sein.Die Messung der Resonanz stellt sich als etwas höher als 13,56 MHz heraus, aber da diese Messung an einer zerlegten Karte ohne Chip durchgeführt wurde, ist es wahrscheinlich, dass der Resonanzpunkt nach oben verschoben wurde.Was die Lesegeräte betrifft, so haben die teureren Geräte einen eingebauten Drehkondensator und sind werkseitig auf 13,56 MHz abgestimmt, während die billigen Module normalerweise einen Festkondensator haben und mit einer höheren Frequenz schwingen.Die Erfahrung mit diesen billigeren Modulen legt nahe, dass sie normalerweise mit den einfacheren Karten wie den allgegenwärtigen MiFare Classic interagieren, aber nicht in der Lage sind, genug Energie bereitzustellen, um die intelligenteren Karten wie die MiFare DESfire-Tags mit Strom zu versorgen.Die Einstellung der Antenne auf dem Modul auf Resonanz bei 13,56 MHz verbessert den Wirkungsgrad dahingehend, dass die Tags mit höherer Leistung gelesen werden können, auf dem Bild ist beispielsweise ein billiges Lesemodul, das von einem Hackerspace-Freund hergestellt wurde.Er verwendete eine HF-Aufnahmespule und ein Oszilloskop, um die Amplitude des 13,56-MHz-Trägers zu messen, und stellte den Schwingkreis ein, bis ein Punkt maximaler Amplitude erreicht war.In diesem Fall wickelte er seine eigene Spule und entfernte abwechselnd Draht davon, um das Maximum zu finden, aber das gleiche Ergebnis könnte genauso gut mit der PCB-Spule und einem kleinen Trimmerkondensator erzielt werden.Dieses billige Lesegerät funktioniert jetzt mit DESfire-Karten, für die zuvor ein weitaus teureres Modul erforderlich war, wodurch sich der Aufwand lohnt.Während also ein Großteil der technologischen Magie eines NFC-Tags in seinem digitalen elektronischen Paket liegt, sollte man sich daran erinnern, dass es immer noch eine rein analoge Antenne ist, alles zum Laufen zu bringen.Ein bisschen altmodische HF-Optimierungsarbeit mit Ihrem Oszilloskop und einem Signalgenerator kann ihre Leistung zum Besseren verändern.Auch die günstigen Lesegeräte haben manchmal unpassende Komponenten.Als erstes sind die Nennfrequenz und der Nennstrom der Spulen zu prüfen.Ermok hat das vor einigen Jahren hier beschrieben https://forum.mikroe.com/viewtopic.php?f=147&t=64203Und übrigens, hüte dich vor Elechouse-Klonen (dem roten Brett).Ich kann dem Bild nicht entnehmen, ob es sich bei Ihnen um einen Klon handelt oder nicht, aber dieser Thread enthält einige gute Informationen darüber: https://forum.nfcring.com/topic/253/elechouse-clone-cooqrobot-pn532-reader- nicht empfohlen„… es sei daran erinnert, dass es immer noch eine fest analoge Antenne ist, um alles zum Laufen zu bringen…“Wenn Boeing aus einer alten eine brandneue Flugzeugzelle machen kann, indem er einfach seine Philosophie „Wir können jedes Hardwareproblem einfach durch die Verwendung von Software beheben“ anwendet, ist es absolut sicher, dass sie auch auf die analoge (ue) Antenne verzichten könnten, die von verwendet wird NFC-Geräte.Ich bin kein Fan davon, wie diese Technologie implementiert wird, da die Karten aus über einem Meter Entfernung gelesen werden können.Wenn sie einfach einen Blasenknopf integrieren würden, den Sie drücken, um die Antenne anzuschließen, würde dies das größte Sicherheitsproblem lösen.Ich habe damit im Jahr 2013 tatsächlich ein Produkt namens Dimple io NFC Buttons hergestellt.Haben Sie ein Beispiel dafür?Die meisten 13,56-MHz-Lesegeräte arbeiten über nur wenige Zentimeter.Sogar die „Long Range“, die ich gesehen habe, erreichen eine Höhe von etwa 15 cm.Verwechseln Sie das mit anderen RFID-Tag-Typen wie UHF?Oder vielleicht aktive Tags, die eine eigene Batterie für den Sender haben?Vielleicht ist es mit einem ausreichend empfindlichen Transceiver in der Lage, NFC-Tags aus dieser Entfernung zu lesen.Eines habe ich schnell gelernt, als ich eine RFID-Antenne entwerfen musste: Das Platzieren des Tags im Feld ändert die Antennenabstimmung Ihres Transceivers.Zumindest in meinem Fall musste ich die Antenne auf eine höhere Frequenz als 13,560 MHz abstimmen, das Tag im Feld würde die Resonanzfrequenz nach unten drücken.Wenn Sie verschiedene physische Tags mit sehr unterschiedlichen Antennendesigns lesen müssen, wird es sehr interessant, sie zu optimieren.Und das ist ein Problem mit dem im letzten Absatz beschriebenen Aufbau. Wenn Sie eine Pickup-Spule zum Messen im Feld platzieren, nehmen Sie besser eine Antenne eines echten Tags oder messen Sie deren Einfluss mit einem VNA, um ein besseres Verständnis zu erhalten wie alles zusammenspielt.„Sowohl Karten als auch Lesegeräte scheinen irgendwo zwischen 13,5 und 15 MHz zu schwingen, wobei die Mehrheit bei etwa 14 MHz gemessen wird“ – dies ist kein Fehler, die Abstimmung auf genau 13,56 MHz ist nicht immer die beste – es hängt vom jeweiligen RFID-Standard ab verwendet werden.Während das Lesegerät mit der Karte spricht, indem es den 13,56-MHz-Träger moduliert, kann die Karte mit dem Lesegerät auf 13,56 MHz oder auf einem Unterträger zurücksprechen – dies hängt vom RFID-Standard ab.Bedenken Sie auch, dass das Lesegerät normalerweise mit einem viel höheren Leistungspegel senden kann, als die Karte antworten kann.Daher wird für RFID-Designs häufig empfohlen, die Antennenabstimmung näher an den Karten-Subträger heranzuführen.Für ISO 15693 ist der Hilfsträger 423,75 oder 484,28 kHz.Bei ISO 14443 sind es 848 kHz.13,56 MHz + 424 kHz = 13,984 MHz 13,56 MHz + 484 kHz = 14,044 MHz 13,56 MHz + 848 kHz = 14,408 MHzAus diesem Grund sehen Sie in Ihren Tests viel 14 MHz und die Reichweite.Interessant.Nicht lizenzierte Geräte, die das 13,56-MHz-Band verwenden, müssen gemäß internationaler Vereinbarung durch die ITU im Bereich 13,553–13,567 MHz bleiben.Wie bleibt dieses Schema also in Übereinstimmung mit der globalen Bandbreitenbegrenzung von 14 kHz für diese Frequenz?Für lizenzierte Geräte sind die zulässigen Betriebsbänder breiter, wenn die Leistungspegel niedriger sind.Innerhalb des ISM-Bands von 13,553–13,567 MHz ist die höchste Leistung zulässig, sodass das Lesegerät hier sendet.Dann sinken die zulässigen Leistungsstufen, wenn Sie sich von dort aus bewegen.Für die USA ist dies in FCC Teil 15.225 detailliert, für Europa siehe ETSI EN 300 330 Anhang I.Ah.Kühl.Vielen Dank.CFR § 15.225 besagt also, dass Sie 15,8 mV / m bei 30 m innerhalb von +/- 7 kHz und bis zu 0,106 mV / m bei +/- 450 kHz, dem Rand des Bandes, dürfen.Ziemlich viel runter (-43 dB).Gut zu wissen.Nicht wirklich.Als er das SWR der Antenne testet, gibt es wirklich keine Lastmodulation und damit auch keinen Hilfsträger.Wenn es eine Lastmodulation/mit Zwischenträger gäbe, hätte sein SWR mehrere „Einbrüche“ für verschiedene ZtWenn ich also an der Tankstelle 20-Meter-Band-Amateurfunk aus dem Auto laufen lasse, könnte dies den Unternehmensgewinn verringern.Melden Sie mich an… Normalerweise muss ich das Amateurfunkgerät an der Tankstelle wegen des RFI-Rauschens ausschalten, ich denke, das ist ein Teil dieser Geräuschquelle.Der Spaß der zweiten Stufe wäre eine Richtantenne, die wie ein Radar Blips auslöst und empfangene Echosignale auf dem Bildschirm darstellt.Bitte seien Sie freundlich und respektvoll, um dazu beizutragen, dass der Kommentarbereich ausgezeichnet wird.(Kommentarrichtlinie)Diese Seite verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren.Erfahren Sie, wie Ihre Kommentardaten verarbeitet werden.Durch die Nutzung unserer Website und Dienste stimmen Sie ausdrücklich der Platzierung unserer Leistungs-, Funktions- und Werbe-Cookies zu.Mehr erfahren