La comunicación de campo cercano (NFC) es una tecnología de comunicación inalámbrica que actúa en distancias cortas para la comunicación bidireccional. El uso de etiquetas NFC está creciendo en varios mercados, incluidos los mercados médico, de consumo, minorista, industrial, automotriz y de redes inteligentes. NFC es un tipo de tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID).

Cuando dos dispositivos habilitados para NFC están muy cerca el uno del otro, aproximadamente 4 cm o menos, pueden comunicarse entre sí utilizando las ondas de radio. De los dos dispositivos que se comunican mediante NFC, al menos de ellos debe ser un dispositivo activo (alimentado). En muchos casos, esto sería un teléfono inteligente, tableta, almohadilla de seguridad o un terminal de pago. El otro dispositivo puede ser activo o pasivo (sin alimentación). Con NFC, se pueden configurar dos dispositivos en menos de una décima de segundo.

NFC admite tres modos de comunicación: peer-to-peer, modo de lectura / escritura y emulación de tarjetas.

Modo peer-to-Peer (P2P)

En un modo peer-to-peer (P2P) activo, dos dispositivos activos crean un canal de comunicación inalámbrico entre ellos. El dispositivo activo, con una fuente de alimentación externa, puede alimentar el dispositivo pasivo con el campo electromagnético procedente del dispositivo activo. Los dispositivos pasivos NFC se utilizan en muchas aplicaciones porque el dispositivo pasivo NFC puede ser una simple etiqueta.

Los dispositivos NFC se comunican entre sí a través de ondas de radio. El dispositivo NFC activo debe estar habilitado (activado) primero. Las ondas de radio para NFC se generan utilizando una antena. NFC funciona explotando las propiedades de los campos electromagnéticos, utilizando el acoplamiento inductivo entre dispositivos NFC. Opera en la 13.Frecuencia de 56 MHz, que es una sección de HF sin licencia en el espectro de RF. (A modo de comparación, el Wi-Fi funciona comúnmente a 2,4 y 5 GHz).

Como ejemplo de comunicación P2P activa, un teléfono inteligente puede tener una antena que esté en la batería o la carcasa. Las personas pueden compartir información utilizando dos teléfonos inteligentes como dispositivos activos, con los teléfonos inteligentes generando alternativamente ondas de radio. Mientras que un dispositivo NFC activo envía señales, el otro escucha. En el modo P2P activo, ambos dispositivos generan la onda de radio alternativamente a una frecuencia portadora de 13,56 MHz. Así es como las personas pueden compartir información y archivos entre sí a través de NFC versus Bluetooth, por ejemplo.

También hay un modo P2P pasivo. Las etiquetas NFC pasivas no necesitan una fuente de alimentación porque aprovechan la ligera corriente generada por el acoplamiento inductivo. NFC utiliza un patrón de antena compacto que cabe en una etiqueta, pegatina o tarjeta de venta al por menor.

Etiquetas NFC
Figura 1: El modo de operación pasivo de Comunicación de campo cercano aprovecha el acoplamiento inductivo de los dispositivos para generar suficiente corriente en el dispositivo pasivo para funcionar. (Imagen: st.com, TN216)

Modo: Lector / Escritor

El segundo modo es el modo lector / escritor.

Un ejemplo es cuando accede a los datos de la etiqueta NFC utilizando otro dispositivo NFC (por ejemplo, un teléfono inteligente). En el modo lector/escritor, un dispositivo activo, como un teléfono inteligente o una tableta, lee o escribe los datos en la etiqueta NFC. Un dispositivo activo puede leer datos de una etiqueta NFC generando una onda de radio utilizando la frecuencia portadora de 13,56 MHz.

Las ondas del dispositivo activo interactúan con la antena de la etiqueta NFC pasiva. La etiqueta NFC «cosecha» la energía del campo electromagnético que varía en el tiempo producido por el dispositivo activo. Esto crea suficiente voltaje para que la etiqueta NFC la rectifique y encienda el chip dentro de la etiqueta NFC. El chip es pequeño y tiene un reloj, un circuito rectificador, algo de memoria y un controlador simple.

Una vez que el chip tiene energía, la etiqueta puede responder al dispositivo activo utilizando una técnica llamada modulación de carga, y los datos se envían al dispositivo activo.

Modo de emulación de tarjeta

La emulación de tarjeta es el tercer modo, que se parece mucho al modo lector / escritor. Un caso de uso común es cuando se utilizan teléfonos inteligentes para realizar pagos móviles. En este caso, un teléfono inteligente actúa como una tarjeta inteligente pasiva para el beneficio de un terminal de pago. El teléfono inteligente no genera ondas de radio, pero responde al terminal de pago con los datos solicitados.

NFC de bricolaje con su teléfono inteligente

Los estándares NFC se derivan de los estándares de comunicación por radio existentes, y se conocen como NFC-A, NFC-B, NFC-F y NFC-V. Sin embargo, no necesita leer un estándar para comenzar a usar NFC, ya que gran parte de él ya está configurado para usted en un teléfono inteligente. Por ejemplo, puede experimentar con las capacidades NFC de su teléfono inteligente utilizando una aplicación llamada Herramientas NFC. Las herramientas NFC le permiten leer, escribir y programar tareas en etiquetas NFC o chips compatibles con RFID.

La aplicación Herramientas NFC para teléfonos inteligentes le permite programar tareas en una etiqueta NFC para automatizar acciones repetitivas. De acuerdo con la descripción de NFC Tools en Google Play Store, «Por ejemplo, un simple movimiento con el teléfono delante de la etiqueta NFC antes de irse a dormir y el WiFi se apagará, el teléfono cambiará a silencio y la alarma se configurará para la mañana siguiente, todo por sí solo.»La descripción de las herramientas NFC identifica varias etiquetas NFC compatibles que puede comprar (diferenciadas por el chip de las etiquetas), como NTAG 203, 210, 212, 213, 215, 216; Topaz 512 (BCM512), Ultraligero y Ultraligero C; MIFARE Classic 1k y 4k; y FeliCa.

En cuanto al uso de una MCU como dispositivo NFC activo, puede obtener escudos Arduino NFC como una solución de módulo prefabricada de empresas como Adafruit, que tiene el escudo controlador NFC/RFID Adafruit PN532 para varias MCU Arduino. Las herramientas de transpondedor RFID Grove y escudo NFC de Seeed Studio también son una opción para NFC con MCU Arduino.

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