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- ELETTRONICAOGGI 435 - APRILE 2014
COMM
NFC
titore AD per la visualizzazione della tensione di alimen-
tazione indotta, un sensore di temperatura, dei pulsanti e
undisplay LCD. La funzionalitàNFC è attivata sul proprio
cellulare e permane nelle vicinanze della schedaM24LR,
dimododa indicare la temperaturao la tensione. Qualora
si abbia uno smartphoneAndroid con funzionalitàNFC, è
possibile riprogrammare il controllore o il display attra-
verso un’applicazione disponibile. Come alternativa al
cellulare NFCAndroid ST offre la possibilità di scaricare
dalla propria homepage un programma Windows per la
scheda CR95HF inclusa, con cui la scheda M24LR può
essere riprogrammata.
Oltre al componente M24LR04E con quattro blocchi di
memoria da 1 kbit, sono anche disponibili versioni con
16 o 64 blocchi di memoria. Ciascun blocco di memoria
può essere protetto da scrittura e/o accesso in lettura
via radio attraverso trepassword individuali. LaEEPROM
supporta unmilione di cicli di scrittura ememorizza dati
fino a 40 anni senza perdita di dati. L’alimentazione può
avere luogo fra 1,8V e 5,5V. La modalità ad alta velocità
dell’interfaccia RF consente di raggiungere velocità fino
a 53 kbps. L’antenna può essere realizzata in tre modi
diversi (Fig. 3): un’antenna esterna può essere posizio-
nata il più possibile vicino alla parete di alloggiamen-
to, come un’antenna sullo stesso PCB o come il resto
dell’applicazione e consente quindi di ottenere un raggio
operativo superiore. I costi sono abbastanza elevati a
causa dei cavi necessari e del montaggio relativamente
complesso. Oltre a ciò, il chip può essere impiegato solo
per la logistica in produzione, dopo che l’antenna è stata
collegata.
Una bobina da 4,7 µH, sotto forma di
componentemontabile, richiede in ultima
analisi meno spazio rispetto alle altre
alternative. Il raggio di azione tuttavia è
piuttosto limitato e per di più essa deve
essere allineata esattamente all’antenna
del lettore. Come interfaccia ultra-low-
cost si ha anche il semplice collocamen-
to dell’antenna direttamente accanto al
componente M24LR04E su PCB.
A seconda del raggio operativo necessa-
rio, la struttura può essere innanzitutto
calcolata con l’aiuto di un tool di calcolo,
che è disponibile e può essere scaricato anche dalla
homepage di ST. Rutronik offre inoltre delle antenne di
riferimento per il test.
Una realizzazione sperimentale conunSamsung (Google)
Nexus S presenta una struttura di antenna quattro volte
piùpiccola rispettoalle tecnologie ISO14443comparabili.
Un’antenna di 75x45 mm consente di ottenere un raggio
operativo di 55mm fino al terminalemobile, una struttu-
ra di antenna con 20x40 mm almeno di 32 mm. Una sola
antenna con 15x15mm potrebbe diventare problematica
con un raggio di azione di 17mm per alcune strutture di
apparecchi. Nella pratica questo significa che con uno
smartphone è possibile ottenere distanze fino a circa 5
cm. Utilizzando EEPROM a interfaccia duale già in fase di
produzione e antenne di grosse dimensioni su un lettore
industriale robusto, è possibile programmare lo stesso
PCB da una distanza di circa 1,5m.
I costi (aggiuntivi)
I costi per un componenteM24LR04E sono dell’ordine di
30 centesimi al pezzo. Una EEPROM confrontabile senza
interfaccia radio ed energy harvesting costa approssi-
mativamente 10 centesimi. Con questo si hanno costi
aggiuntivi di circa 20 centesimi per rendere un apparec-
chio finale abilitato a Internet, per aggiungere pulsanti e
display per inserire funzioni vocali oppure un’interfaccia
di servizio e di aggiornamento.
Alternative low cost all’NFC
A seconda del controllore host e della periferia sele-
zionata, l’interfaccia NFC, nonostante i modesti costi
aggiuntivi di appena quasi 20 centesimi, nondimeno non
costituisce il modo più economico per collegare il pro-
prio apparecchio a uno smartphone. Un’alternativa inte-
ressante è un System On ChipWireless derivato di Nor-
dic Semiconductor. Per il componente nRF51822 Nordic
offre uno stack Bluetooth Low Energy
gratuito. Sia il chip, sia lo stack sono già
certificati da parte del Bluetooth Special
Interest Group (SIG). Il cliente riceve un
microcontrollore ARMM0 Cortex con un
convertitore AD, I/O general purpose e
una memoria Flash da 128 o da 256kB; i
soli componenti aggiuntivi richiesti sono
un oscillatore al quarzo esterno da 16
MHz, un filtro balun BAL-NRF01D3 di ST
e un’antenna da 2,4 GHz che può essere
realizzata senza alcun costo aggiuntivo
sul PCB. Il costo della BOM è senz’altro
ridotto, mentre il range operativo supera
con circa 50metri non solo la tecnologia NFC, ma anche
l’interfaccia Bluetooth classica a parità di potenza di tra-
smissione. Una batteria a bottone CR2032 dura in genere
diversi anni. Questo esempio mostra che non sempre la
soluzione che a prima vista appare più economica sia
effettivamente quella ottimale.
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L’interfacciaNFC
noncostituisce il
modopiùeconomico
per collegare il
proprioapparecchio
aunosmartphone
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