Comment dessiner une antenne NFC pour votre propre platine ?
Comme une boucle dont l'aire fixe le couplage, et un réseau d'adaptation qui présente 50 ohms à 13,56 MHz. La largeur des pistes et leur écartement fixent l'impédance et le facteur de qualité, la bande passante doit couvrir les bandes latérales des protocoles lus, et tout métal voisin déplace le résultat.
La boucle et ce qu'elle atteint
La portée suit la boucle, et la note d'adaptation d'antenne de TI donne la règle de travail pour une antenne de lecteur : comptez une portée de lecture d'environ deux fois la diagonale de l'antenne. Cette seule phrase dimensionne la plupart des projets avant qu'aucun composant ne soit choisi, et elle explique pourquoi un module de la taille d'un timbre fait un contact et une antenne de portique un mètre.
La bobine du tag compte autant que la vôtre, ce que couvre la page de la taille d'antenne, et la forme décide de la part de l'aire qui sert, ce que couvre la page de la forme. Entre deux bouts que vous maîtrisez, le moins cher à changer est d'ordinaire le tag.
L'adaptation est une mesure
La méthode de la note mérite d'être suivie dans l'ordre. Étalonnez l'analyseur de réseau vectoriel sur les platines elles-mêmes, l'une avec une charge de 50 ohms, l'une en court-circuit, l'une ouverte, pour que les parasites de votre propre circuit imprimé fassent partie de l'étalonnage au lieu d'être une surprise. Mesurez ensuite l'impédance de la piste d'antenne nue à 13,56 MHz, qui est le point de départ que l'adaptation doit amener à 50 ohms.
L'exemple mesure 0,4648 ohm et une réactance de 107,42 ohms, une inductance d'environ 1,26 µH, et la note observe qu'une telle valeur se situe au bord de l'abaque de Smith, ce qui rend l'adaptation plus difficile plutôt qu'impossible. Un dessin qui saute la mesure n'a aucun moyen de savoir dans lequel de ces deux cas il se trouve.
Facteur de qualité contre bande passante
Un réseau à trois éléments est la recommandation de la note, pour une raison : il laisse le concepteur choisir le facteur de qualité au lieu d'en hériter. Le facteur de qualité est le rapport de la porteuse à la bande passante, et la note choisit 2 MHz de bande passante pour loger les bandes latérales supérieure et inférieure des débits d'ISO/IEC 15693 et d'ISO/IEC 14443 A et B, ce qui donne un facteur d'environ 6,8 à 13,56 MHz.
Le compromis est direct. Un facteur plus élevé couple plus fort et laisse passer moins de bande, donc un lecteur accordé pour la portée peut cesser de répondre aux débits les plus rapides ; la largeur des pistes et l'écartement entre les spires sont ce qui fixe cette impédance et ce facteur sur une antenne imprimée.
Ce que la platine et le boîtier déplacent
Éloignez les plans de masse des pistes de l'antenne, dit la note, et cela vaut pour tout ce qui conduit : une pile derrière la boucle, un écran, une vis, un boîtier métallique. Ce qu'ils font à votre antenne est ce que le métal fait à un tag, que la page du désaccord décrit de l'autre côté.
Mesurez donc l'antenne là où elle vivra. Une adaptation ajustée sur une platine nue puis refermée dans un boîtier est une adaptation pour une platine qui n'existe plus, et la panne paraît comme une portée réduite plutôt que comme une erreur, ce qui est la sorte la plus difficile à attribuer.
Questions fréquentes
Quelle portée puis-je espérer ?
Environ deux fois la diagonale de l'antenne, comme règle de travail pour une antenne de lecteur. La bobine du tag et l'entourage la déplacent ensuite.
Pourquoi un réseau à trois éléments ?
Parce qu'il vous laisse choisir le facteur de qualité. Un réseau à deux éléments le fixe, et avec lui la bande passante que vous obtenez.
De quelle bande passante ai-je besoin ?
D'assez pour les bandes latérales des protocoles que vous lisez. La note de TI travaille à 2 MHz, ce qui donne un facteur de qualité proche de 6,8 à 13,56 MHz.
Puis-je recopier un schéma de référence ?
Seulement avec sa platine. L'adaptation dépend de vos pistes et de vos plans de masse, donc elle se mesure sur la platine qui partira.