Když NFC, tak s NGC. A třeba i NTC

NFC, NGC a ještě k tomu i NTC – jak se v tom vyznat? Jednoduše. NFC je zcela běžná technologie, na které máme, mimo jiné, vystavěny i skvěle vybavené obvody NGC od společnosti Infineon. NTC pak už jen připojíme ke vstupu jejich A/D převodníku. Jenže novinky toho zvládají mnohem víc.

Baterie se už nenosí

Při vývoji chytrých pasivních zařízení, která se mohou v rámci celé řady aplikací ze světa internetu věcí pochlubit vysokou přesností, účinností a také jednoduchým návrhem, hrají klíčovou roli kontroléry s měřicím rozhraním, podporující vedle technologie NFC i sběr energie z okolního prostředí. A právě zde má co říci firma Infineon Technologies. V březnu totiž představila integrovaný obvod NGC1081 spadající do skupiny tzv. „NFC tag-side kontrolérů“ [1]. Novinky zde vystupují na pozici jednočipového řešení, které umožňuje navrhnout levný miniaturní systém, ze kterého budou díky jeho všestrannosti těžit jak spotřebitelé, tak i samotní výrobci. Zmíněná zařízení lze ovládat a zároveň i napájet přímo z mobilního telefonu. Výrobce tím otevírá dveře třeba pro chytré zámky, termostaty či různé měřiče a zapisovače dat s podporou NFC, pasivní senzory využívané při péči o zdraví, rozhraní apod.

Kontroléry zmíněného typu s vysokou mírou integrace zde budou fungovat ve dvojím režimu napájení, a to buď jako pasivní, tedy bez jakékoli baterie, kdy vše postavíme na sběru energie, nebo právě s baterií, resp. vnějším napájením 3–3,3 V. V prvním případě pak celý systém snímání zahrnující jak integrovaný obvod, tak i připojená čidla očekává ke své činnosti NFC pole mobilního telefonu. Díky přirozenému galvanickému oddělení takového rozhraní, takže lze pohodlně vyhovět i bezpečnostním požadavkům, se vývojářům nyní otevírá bezpočet příležitostí pro vytváření inovativních měřicích aplikací, které nepotřebují žádnou baterii a ještě si vystačí s naprosto minimální údržbou.

Obr. 1  Ukázka možného zapojení odkazující na přirozené galvanické oddělení. A třeba i NTC z titulku [2]

Roztočí i motor

Jádro NFC kontroléru zde tvoří nízkopříkonový 32bitový mikrokontrolér ARM^® Cortex^®-M0, taktovaný na 28 MHz s 16 kB vlastní paměti ROM (bootloader) i SRAM, 60 kB prostoru NVM Flash a řadou dalších klíčových součástí. Patří mezi ně NFC front-end vyhovující standardu ISO14443, typ A, nebo např. budič pro přímé ovládání motorů dle obr. 2 s můstkem typu H a špičkovou proudovou zatížitelností až 250 mA (po zavedení řídicích signálů budiče hradla na GPIO je samozřejmě možné zapojit i jiný, tentokrát vnější úplný můstek).

Obr. 2  Výrobce nezapomíná ani na buzení motorů proudem o velikosti až 0,25 A, které lze vyřešit přímo v rámci vnitřní struktury [2]

Uvnitř struktury NGC1081 rovněž naleznete celý blok zaměřený na snímání, které se bude odvíjet od 12bitového analogově-číslicového převodníku s postupnou aproximací a čtyřmi vstupy, resp. D/A převodníku, pro který je zase příznačné rozlišení 10 bitů a jeden analogový výstup. Nechybí zde ani komparátor, převodník proudu na napětí nebo integrované teplotní čidlo s přesností ±0,3 °C platnou v teplotním rozmezí od bodu mrazu do +45 °C, resp. ±0,4 °C, to pokud uvažujeme rozsah -20 °C až 0 °C nebo +45 °C až +85 °C. Celý výsledek určený pro chytré měřicí aplikace se přitom ukrývá v pouzdrech typu VQFN s 32 vývody.

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.infineon.com/cms/en/about-infineon/press/market-news/2023/INFPSS202303-079.html

[2] Obvody NGC1081, https://www.infineon.com/cms/en/product/power/contactless-power-sensing-ics/nfc-tag-side-controllers/ngc1081/