NFC Antennas

Что еще можно почитать

— описание и документация на сайте производителя.

*general public health information*

Do these five simple things to help stop coronavirus (COVID-19). DO THE FIVE 1. HANDS: Wash them often2. ELBOW: Cough into it 3. FACE: Don’t touch it 4. FEET: Stay more than 3ft (1m) apart5. FEEL: Sick? Stay home

Use Contact Tracing Technology >> , Follow social distancing >> guidelines and
install data surveillance system >>
to save hundreds of lives.
Use of Telemedicine concept has become very popular in
countries such as USA and China to stop the spread of COVID-19 as it is contagious disease.

5g nr section

This section covers 5G NR (New Radio) features, numerology, bands, architecture, deployment, protocol stack (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) etc.
5G NR Quick reference Index >>• 5G NR Mini Slot  
• 5G NR Bandwidth Part  
• 5G NR CORESET  
• 5G NR DCI Formats  
• 5G NR UCI  
• 5G NR slot formats  
• 5G NR RRC IEs  
• 5G NR SSB, SS, PBCH  
• 5G NR PRACH  
• 5G NR PDCCH  
• 5G NR PUCCH  
• 5G NR Reference Signals  
• 5G NR m-Sequence  
• 5G NR Gold Sequence  
• 5G NR Zadoff Chu Sequence  
• 5G NR Physical layer  
• 5G NR MAC layer  
• 5G NR RLC layer  
• 5G NR PDCP layer

Articles on iot based systems

IoT based Fall detection system for elderly: The article covers architecture of the Fall detection system used for elderly people.
It mentions benefits or advantages of IoT Fall detection system.
Read More➤Also refer other articles on IoT based systems as follows:

• AirCraft Lavatory Cleanliness System
• Collision Impact Measuring System
• Perishable Food and Vegetables Tracking System
• Driver Assistance System
• Smart Retail System
• Water Quality monitoring System
• Smart Grid System
• Zigbee based Smart Lighting System
• Zigbee based smart parking system
• LoRaWAN based smart parking system

Fiber optic technology

Fiber optic component basics including detector, optical coupler, isolator, circulator, switches, amplifier,
filter, equalizer, multiplexer, connectors, de-multiplexer etc. This components are used in fiber optic communication.
Optical Components INDEX >>➤Fiber optic communication tutorial 
➤APS in SDH 
➤SONET basics 
➤SDH Frame structure 
➤SONET vs SDH

Iot-internet of things wireless technologies

The section on IoT covers Internet of Things wireless technologies such as WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet,
6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power(BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT , Wavenis, Dash7, HomePlug and more.

It also covers IoT sensors, IoT components and IoT companies. Refer IoT main page>> and following links. ➤THREAD   
➤EnOcean   
➤LoRa tutorial  
➤SIGFOX tutorial  
➤WHDI   
➤6LoWPAN  
➤Zigbee RF4CE  
➤NFC  
➤Lonworks  
➤CEBus  
➤UPB

Latest nfc antenna design hub

Matlab, labview, embedded source codes

The RF Wireless World’s source code section covers MATLAB, VHDL, VERILOG and LABVIEW Programming languages related codes.
These codes are useful for beginners in these languages.
REFER SOURCE CODE INDEX >>➤3 to 8 decoder VHDL code 
➤Scrambler descrambler MATLAB code 
➤32 bit ALU Verilog code 
➤T,D,JK,SR flipflop labview codes

Nfc antennas

So NFC is just a method of communication between two devices at short distance. What makes the NFC antenna design simple or easy?
If you know much about antennas, the first question you might ask is what is the
operating frequency of NFC.

Now, clearly we have NFC antennas on smartphones or there would be no Google Wallet, for instance. So the challenge in NFC antenna
design is to obtain a «radiating» structure when the NFC antenna area may be limited to 3″x1″ (or 7 cm * 2.5 cm). Hence, we are talking
about fitting an antenna into a volume where the maximum linear dimension is about 0.

To sum up the discussion so far: NFC antennas operate at low frequency (large wavelengths) on small devices. A consequence of this
is that the
radiation efficiency of an NFC antenna will be about 0.

Therefore, NFC antennas are not really antennas, in that no one cares about typical antenna parameters, such as
the radiation pattern or the
antenna gain.

So how then do they work?

You may recall from your electric circuits classes that
inductors
can be made to couple together — that is, there exists
mutual coupling. If the magnetic fields
from one inductor pass near another inductor, an induced current will exist within the second inductor. This is contactless
energy transfer — exactly what NFC requires.

Hence, an NFC antenna isn’t an antenna at all — it is really just a big inductor. In general, the larger the inductance
of the antenna can be made, the better it will perform. Note that this doesn’t mean you can place a very small chip inductor
as your NFC antenna — the magnetic fields on these inductors are tightly wound and don’t extend much beyond the chips themselves.

Rather, a good NFC antenna is as large of a wrapped coil of wire as possible. Recall that a loop of wire around a material
gives a strong magnetic field within the loop (and generally the more turns you have the more inductance you create). Hence, NFC
antennas are often simply loops of wire, occupying as much surface area as the device allows.

Here’s a simple little diagram of an NFC transaction at starbucks by some clown with a Google Nexus Smartphone with NFC:

Figure 1. Illustration of a Clown Using a Smartphone for an NFC Transaction.

The corresponding circuit diagram is given in Figure 2:

Figure 2. Circuit diagram for NFC Loop Antennas Interacting Between Receiver and Smartphone.

In Figures 1 and 2, the NFC reader excites current at 13.56 MHz through the reader NFC antenna (which is really an inductor).
This induces a magnetic field, which furthur (via mutual coupling) induces an electric current in the smartphone’s NFC antenna when they
are closely placed.

One final note related to NFC antenna design. We’ve already stated that the larger the surface area, the better performing your
NFC antenna will be. We haven’t mentioned anything about volume. Can the NFC antenna be infinitely thin? The answer is yes —
if there is no metal or conductive material around the NFC antenna.

However, the NFC antenna illustrated in Figure 1 is on the back
of a smartphone, which is metallic.
If you know much about electromagnetics, you
will know that a ground plane directly beneath magnetic or electric fields will very much degrade them.

One small trick to get around this is to use high
permeability sheets (ferrite, iron based, whatever) between
the NFC antenna and the metallic ground plane. This serves to concentrate the magnetic fields, effectively making them think the distance
is larger between the NFC antenna and the ground plane. This helps to alleviate the height problem, but does not eliminate it.

Nfc background

NFC stands for Near Field Communications and goes by the acronym NFC. NFC is simply a set of standards for smartphones
or whatever to establish communication with each other by bringing them into close together (typically 0-5 centimeters). This set
of standards is just like 802.11b or 802.

11n for WIFI — it sets the protocols to send and receive information.
The application of NFC include swiped proximity payments (such as google wallet for paying at Starbucks), information exchange at small
distances (for instance, touching smartphones to share contact information),
and simplified setup of devices such as Wi-Fi or Bluetooth.
Communication is also possible between an NFC device and an unpowered NFC chip, called a tag (as in RFID tag).

Real world nfc antenna

Enough with the pleasantries, let us look at an actual NFC antenna on the Samsung Nexus phone by Google. It is located on the back of the battery
which is on the back of the device under a thin plastic cover:

Figure 3. Loop NFC antenna on Mobile Phone Battery.

Rf technology stuff

This page of RF wireless world covers step by step design of RF frequency converter with example of 70 MHz to C band RF UP converter
for microstrip board using discrete RF components viz. Mixers, Local oscillator, MMICs, synthesizer, OCXO reference oscillator,
attenuator pads.

Rf wireless articles

This Articles section covers articles on Physical layer(PHY), MAC layer, protocol stack and network architecture based on WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit ethernet based IEEE/3GPP etc. standards.
It also covers test and measurement related articles on compliance testing used for device RF/PHY conformance tests. REFER ARTICLES INDEX >>.

Rf wireless calculators and converters

The calculators and converters section covers RF calculators, wireless calculators as well as unit converters.
These covers wireless technologies such as GSM, UMTS, LTE, 5G NR etc.
REFER CALCULATORS Index >>. ➤5G NR Throughput calculator  
➤5G NR ARFCN vs frequency conversion  
➤LoRa Data Rate Calculator 
➤LTE EARFCN to Frequency conversion 
➤Yagi Antenna Calculator 
➤5G NR sampling time calculator

Test and measurement section

This section covers T&M resources, test and measurement equipments for testing DUTs based on
WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE standards.
Test and Measurement INDEX >>➤PXI system for T&M.
➤Signal generation and analysis 
➤PHY layer measurements 
➤WiMAX device conformance test 
➤Zigbee conformance test 
➤LTE UE conformance test 
➤TD-SCDMA conformance test

Wireless technology tutorials

This section covers RF and Wireless tutorials. It covers tutorials on topics such as
cellular communication, WLAN (11ac, 11ad) , wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS,
GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, radar, VSAT, satellite, wlan, waveguide, antenna, femtocell, test and measurements, IoT etc.
Refer TUTORIALS INDEX >>

Передатчик

Почти все RF-модули представляют собой небольшую печатную плату с контактами для подключения питания, передчи данных и управляющих сигналов. Рассмотрим передатчик(трансмиттер) HM-T868

На нем имеется трехконтактный разъем: GND(общий), DATA(данные), VCC( питания), а также пятачок для припайки антенны(я использовал огрызок провода МГТФ на 8,5см — 1/4 длинны волны).

Приемник

Ресивер HM-R868, внешне, очень похож на соответствующий ему трансмиттер

но на его разъеме есть четвертый контакт — ENABLE, при подаче на него питания приемник начинает работать.

Работа

Судя по документации, рабочим напряжением является 2,5-5В, чем выше напряжение, тем большая дальность работы. По сути дела — это радиоудлинитель: при подаче напряжения на вход DATA передатчика, на выходе DATA приемника так же появится напряжение (при условии что на ENABLE также будет подано напряжение).

НО, есть несколько нюансов. Во-первых: частота передачи данных (в нашем случае — это 600-4800 бит/с). Во-вторых: если на входе DATA нету сигнала более чем 70мс, то передатчик переходит в спящий режим(по-сути отключается). В-третьих: если в зоне приема ресивера нету работающего передатчика — на его выходе появляется всякий шум.

Проведем небольшой эксперимент: к контактам GND и VCC трансмиттера подключим питание. Вывод DATA соединим с VCC через кнопку или джампер. К контактам GND и VCC ресивера также подключаем питание, ENABLE и VCC замыкаем между собой. К выходу DATA подключаем светодиод (крайне желательно через резистор). В качестве антенн используем любой подходящий провод длинной в 1/4 длинны волны. Должна получиться такая схемка:

Сразу после включения приемника и/или подачи напряжения на ENABLE должен загореться светодиод и гореть непрерывно (ну или почти непрерывно). После нажатии кнопки на передатчике, со светодиодом также ничего не происходит — он продолжает гореть и дальше. При отпускании кнопки светодиод мигнет(погаснет и снова загорится) и продолжает гореть дальше. При повторном нажатии и отпускании кнопки все должно повторится. Что же там происходило? Во время включения приемника, передатчик находился в спящем состоянии, приемник не нашел нормального сигнала и стал принимать всякий шум, соответственно и на выходе появилась всякая бяка. На глаз отличить непрерывный сигнал от шума нереально, и кажется, что светодиод светит непрерывно. После нажатия кнопки трансмиттер выходит из спячки и начинает передачу, на выходе ресивера появляется логическая «1» и светодиод светит уже действительно непрерывно. После отпускания кнопки передатчик передает логический «0», который принимается приемником и на его выходе также возникает «0» — светодиод, наконец, гаснет. Но спустя 70мс передатчик видит что на его входе все тот же «0» и уходит в сон, генератор несущей частоты отключается и приемник начинает принимать всякие шумы, на выходе шум — светодиод опять загорается.

Из вышесказанного следует, что если на входе трансмиттера сигнал будет отсутствовать менее 70мс и находится в правильном диапазоне частот, то модули будут вести себя как обычный провод (на помехи и другие сигналы мы пока не обращаем внимания).

Типы модулей

RF-модули для передачи данных работают в диапазоне УКВ и используют стандартные частоты 433МГц, 868МГц либо 2,4ГГц (реже 315МГц, 450МГц, 490МГц, 915МГц и др.) Чем выше несущая частота, тем с большей скоростью можно передавать информацию.

Как правило, выпускаемые RF-модули предназначены для работы с каким-либо протоколом передачи данных. Чаще всего это UART (RS-232) или SPI. Обычно UART модули стоят дешевле, а так же позволяют использовать нестандартные (пользовательские) протоколы передачи. Вначале я думал склепать что-то типа

, но вспомнив свой горький опыт изготовления аппаратуры радиоуправления выбрал достаточно дешевые HM-T868 и HM-R868 (60грн. = менее $8 комплект). Существуют также модели HM-*315 и HM-*433 отличающиеся от нижеописанных лишь несущей частотой (315МГц и 433МГц соответственно).

Формат пакета

RF-модули данного типа можно подключить напрямую к аппаратному UART или компьютеру через MAX232, но учитывая особенности их работы я бы посоветовал использовать особые протоколы, описанные программно. Для своих целей я использую пакеты следующего вида: старт-биты, байты с информацией, контрольный байт(или несколько) и стоп-бит.

Первый старт-бит желательно сделать более длинным, это даст время чтобы передатчик проснулся, приемник настроился на него, а принимающий микроконтроллер(или что там у Вас) начал прием. Затем что-то типа «01010», если на выходе приемника такое, то это скорее всего не шум.

Затем можно поставить байт идентификации — поможет понять какому из устройств адресован пакет и с еще большей вероятностью отбросит шумы. До этого момента информацию желательно считывать и проверять отдельными битами, если хоть один из них неправильный — завершаем прием и начинаем слушать эфир заново.

Дальше передаваемую информацию можно считывать сразу по байтам, записывая в соответствующие регистры/переменные. По окончании приема выполняем контрольное выражение, если его результат равен контрольному байту — выполняем требуемые действия с полученной информацией, иначе — снова слушаем эфир.

В качестве контрольного выражения можно считать какую-нибудь контрольную сумму, если передаваемой информации немного, либо Вы не сильны в программировании — можно просто посчитать какое-то арифметическое выражение, в котором переменными будут передаваемые байты.

Но необходимо учитывать то, что в результате должно получится целое число и оно должно поместится в количество контрольных байт. Поэтому лучше вместо арифметических операций использовать побитовые логические: AND, OR, NOT и, особенно, XOR. Если есть возможность, делать контрольный байт нужно обязательно так как радиоэфир — вещь очень загаженная, особенно сейчас, в мире электронных девайсов.

Порой, само устройство может создавать помехи. У меня, например, дорожка на плате с 46кГц ШИМ в 10см от приемника очень сильно мешала приему. И это не говоря о том, что RF-модули используют стандартные частоты, на которых в этот момент могут работать и другие устройства: рации, сигнализации, радиоуправление, телеметрия и пр.

Rf wireless vendors, manufacturers

RF Wireless World site covers manufacturers and vendors of various Rf components, systems and subsystems for vivid applications,
refer Vendors INDEX >>.

RF Component vendors covering rf isolator, rf circulator, rf mixer, rf amplifier, rf adapter, rf connector, rf modulator, rf transceiver, PLL, VCO, synthesizer, Antenna, oscillator, power divider, power combiner, filter, attenuator, diplexer, duplexer, chip resistor, chip capacitor, chip inductor, coupler, EMC stuff, RF Design Software, dielectric material, diode etc.