Near Field Communication (NFC) is a wireless communication technology that acts over short distances for two-way communication. O uso de tags NFC está crescendo em vários mercados, incluindo os mercados médico, consumidor, varejo, industrial, automotivo e Smart grid. NFC é um tipo de tecnologia de identificação de Radiofrequências (RFID).

quando dois dispositivos ativados pela NFC estão muito próximos uns dos outros, cerca de 4 cm ou menos, eles podem se comunicar uns com os outros usando as ondas de rádio. Dos dois dispositivos que se comunicam usando NFC, pelo menos um deles tem que ser um dispositivo ativo (alimentado). Em muitos casos, este seria um smartphone, tablet, segurança pad, ou um terminal de pagamento. O outro dispositivo pode ser ativo ou passivo (sem alimentação). Usando NFC, dois dispositivos podem ser configurados em menos de um décimo de segundo.

NFC suporta três modos de comunicação: peer-to-peer, read/write mode, and card emulation.

modo Peer-to-Peer (P2P)

num modo activo peer-to-peer (P2P), dois dispositivos activos criam um canal de comunicação sem fios entre eles. O dispositivo ativo, com uma fonte de alimentação externa, pode alimentar o dispositivo passivo com o campo eletromagnético vindo do dispositivo ativo. Dispositivos passivos NFC são usados em muitas aplicações porque o dispositivo passivo NFC pode ser uma tag simples.

os dispositivos NFC comunicam entre si através de ondas de rádio. O dispositivo NFC activo tem de estar activo (ligado) primeiro. As ondas de rádio para NFC são geradas usando uma antena. NFC funciona explorando as propriedades dos campos eletromagnéticos, usando o acoplamento indutivo entre dispositivos NFC. Opera na 13.Frequência de 56 MHz, que é uma seção livre de licença de HF no espectro RF. (Como comparação, o Wi-Fi geralmente opera a 2,4 e 5 GHz).

como um exemplo de comunicação P2P ativa, um smartphone pode ter uma antena que está na bateria ou caixa. As pessoas podem compartilhar informações usando dois smartphones como dispositivos ativos, com os smartphones alternadamente gerando ondas de rádio. Enquanto um dispositivo NFC ativo envia sinais, o outro escuta. No modo P2P ativo, ambos os dispositivos geram a onda de rádio alternadamente a uma frequência portadora de 13,56 MHz. É assim que as pessoas podem compartilhar informações e arquivos entre si através da NFC versus Bluetooth, por exemplo.

existe também um modo P2P passivo. Tags passivos NFC não precisam de uma fonte de alimentação porque eles tiram vantagem da corrente ligeira gerada pelo acoplamento indutivo. NFC usa um padrão de antena compacta que se encaixa em uma etiqueta de varejo, adesivo ou cartão.

NFC tags
Figura 1: Comunicação de Campo Próximo passiva modo de operação explora o acoplamento indutivo dos dispositivos para gerar corrente suficiente no dispositivo passivo para operar. (Imagem: st.com, TN216)

modo: leitor / escritor

o segundo modo é o modo leitor/escritor.

um exemplo é quando você acessar dados da marca NFC usando outro dispositivo NFC (por exemplo, um smartphone). No modo leitor/escritor, um dispositivo ativo como um smartphone ou tablet lê ou escreve os dados na tag NFC. Um dispositivo ativo pode ler dados de uma tag NFC gerando uma onda de rádio usando a frequência portadora de 13,56 MHz.

as ondas do dispositivo ativo interagem com a antena da tag NFC passiva. A etiqueta NFC “colhe” a energia do campo eletromagnético variando o tempo feito pelo dispositivo ativo. Isso cria voltagem suficiente para a tag NFC para retificá-lo e energizar o chip dentro da tag NFC. O chip é pequeno e tem um relógio, circuito retificador, alguma memória e um simples controlador.

uma vez que o chip tem potência, a tag pode responder ao dispositivo ativo usando uma técnica chamada modulação de carga, e os dados são enviados para o dispositivo ativo.

modo de emulação do cartão

emulação do cartão é o terceiro modo, que é muito parecido com o modo leitor/escritor. Um caso de uso comum é quando smartphones são usados para fazer pagamentos móveis. Neste caso, um smartphone atua como um cartão inteligente passivo para o benefício de um terminal de pagamento. O smartphone não gera ondas de rádio, mas responde de volta ao terminal de pagamento com os dados solicitados.

DIY NFC usando seu smartphone

os padrões da NFC são derivados de padrões de comunicação de rádio existentes, e são conhecidos como NFC-a, NFC-B, NFC-F, e NFC-V. No entanto, você não precisa ler um padrão para começar a usar NFC, já que grande parte dele já está configurado para você em um smartphone. Por exemplo, você pode experimentar com as capacidades NFC do seu smartphone usando um aplicativo chamado NFC Tools. As ferramentas NFC permitem-lhe ler, escrever e programar tarefas em tags NFC ou em chips compatíveis com RFID de outra forma.

a aplicação de ferramentas NFC para smartphones permite programar tarefas em uma tag NFC para automatizar ações repetitivas. De acordo com a descrição da NFC Tools no Google Play Store, “por exemplo, um movimento simples com o seu telefone na frente da sua tag NFC antes de Dormir e a Wi-Fi vai desligar, o telefone vai mudar para o silêncio e seu alarme será ativado para a manhã seguinte, tudo por si só.”NFC Ferramentas’ descrição identifica várias compatível com NFC tags que você pode comprar (diferenciados pelo chip nas tags) como NTAG’203, 210, 212, 213, 215, 216; Topázio 512 (BCM512), ultra-leve e ultra-leve C; MIFARE Classic 1k e 4k; e FeliCa.

quanto ao uso de uma MCU como um dispositivo NFC ativo, você pode obter escudos NFC Arduino como uma solução de Módulo pronta de empresas como Adafruit, que tem o escudo controlador NFC/RFID do Adafruit PN532 para vários MCUs Arduino. A NFC shield e a Grove RFID transponder tools também são uma opção para a NFC com Arduino MCUs.

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