NFC-tags, verschil in snelheid en uitleesafstand?

4413

Over verschillen in ‘scansterkte’ bij NFC-Tags


Korte uitleg werking NFC

NFC staat voor Near Field Communication.

‘Near Field’ impliceert al dat de afstand tot de te lezen NFC-tag klein is: praktisch gezien meestal 2 á 3 cm.

Een NFC-tag (in tegenstelling tot veel RFID-tags) is van het passieve soort en heeft dus geen eigen energiebron ‘aan boord’ om te kunnen functioneren.
De benodigde energie wordt verkregen uit het elektromagnetisch veld dat de reader/writer (bijvoorbeeld mobiele telefoon) uitzend. Om het elektromagnetisch veld ‘op te vangen’ heeft de NFC-tag een ‘antenne’ meestal in de vorm ban een spiraal om de chip. Het geheel kan in diverse vorm verwerkt worden, Bijvoorbeeld sticker sleutelhanger of kaart dit worden dan de Tag’s genoemd.

NFC-Commiunicatie

Wat is Scansterkte?

Scansterkte is een waarde (kan bijvoorbeeld een getal of een letter zijn) die aangeeft hoe gevoelig een NFC-tag reageert op een NFC-lezer/schrijver, in dit geval een mobiele telefoon.

 

NFC-Nederland is sinds kort begonnen met het aangeven van de scansterkte bij de producten in de shop.


Beïnvloedende factoren
 

Scansterkte beïnvloedende factoren zijn:

  • De gebruikte lezer/schrijver
  • De gebruikte NFC-tag (type chip en uitvoering)


De NFC-lezer/-schrijver

NFC-ReadersDe lezer/schrijver is één van de bepalende factoren voor de scansterkte.Een belangrijk onderdeel is hierbij de ‘antenne’. De afmeting, kwaliteit en plaats van de antenne zijn mede bepalend voor de effectiviteit. Ook de gebruikte materialen in de directe omgeving van de antenne kunnen de effectiviteit er van beïnvloeden (bijvoorbeeld metaal).

Hotspot?

Verder is het belangrijk om te weten waar bij jouw telefoon de NFC-antenne geplaatst is.
Je kunt dit merken door je telefoon boven de tag houdt: op de ene plaats werkt het scannen beter dan op de andere plaats. Het is dus belangrijk om van je telefoon te weten waar de NFC-antenne zich bevindt, zodat je zo effectief mogelijk kunt scannen. Het best werkende plekje, – meestal ergens aan de achterzijde van je telefoon of tablet -, wordt ook wel de ‘hotspot’ genoemd.  Als je de ‘hotspot’ van je telefoon kent en die boven de tag houd werkt het scannen een stuk beter.

Let op! Op een aantal moderne mobiele telefoons zoals de Samsung S4 zit de NFC-antenne op de accu. Als je de accu verwisseld voor een nieuwe, zorg dan dat deze nieuwe accu ook voorzien is van een NFC-antenne. De NFC functie op je telefoon zal anders niet meer werken.

 

De NFC-tag

Opbouw van NFC-tag

De architectuur (opbouw), gebruikte chip en het type tag zijn bepalend voor de effectiviteit van de chip. Een belangrijke factor is bijvoorbeeld de hoeveelheid energie die een bepaald type chip nodig heeft om te functioneren.

De functies aanwezig op de chip van de NFC-tag en de handelingen die de chip moet verrichten (bijvoorbeeld encryptie) zijn van invloed, hoeveel energie hebben deze functies nodig? Zo heeft bijvoorbeeld de Ultralight-C meer energie nodig dan de Ultralight chip en zal dus minder snel reageren dan de laatste.

 

Grotere antenne altijd beter?

Het lijkt logisch, hoe groter de antenne, hoe beter de ‘ontvangst’?

De NFC antenne is echter geen radio antenne maar een spoel om het uitgezonden elektromagnetisch veld op te vangen en dat omzetten in energie. De NFC-tag bevat ook een chip die van energie voorzien moet worden om te kunnen functioneren. Hoe groter de antenne hoe groter de benodigde energie. Hieruit volgt dat de door de reader (b.v. telefoon) geleverde energie ook van invloed zal zijn voor de scansterkte.

 

Diverse NFC-Tag-uitvoeringenDe uitvoering (het ontwerp) van de antenne is ook van belang. Dit wordt vaak bepaald door de bouw en het type van de tag.

Een klein plat stickertje met een geëtste aluminium antenne zal minder scansterkte hebben, dan een een tag met bijvoorbeeld een koperen spoel.
Ook het toegepaste materiaal voor de antenne heeft dus invloed.  Een koperen antenne zal vaak beter werken dan een aluminium antenne.

 

On-Metal-type

 

Opbouw On-Metal NFC-tagVoor gebruik op metaal is een speciaal type tag nodig,
dat het storende effect van het metaal op het elektromagnetisch veld beperkt. On-metal tags zullen desondanks (op metaal) altijd een lagere scansterkte hebben dan ‘normale’ tags.

De speciale extra isolerende Ferriet-laag tussen de tag en het metaaloppervlak beperkt het negatieve effect op het veld wel, maar doet het niet helemaal teniet. Het metaal heeft nog steeds – zij sterk verminderd – een negatieve invloed op het elektromagnetisch veld.

Dit resulteert dus bij on-metal tags altijd in een lagere scansterkte dan eenzelfde tag op een niet metalen ondergrond.

 

Verhoudingsgetal

De scansterkte is geen exacte ‘wetenschap’ en kan op diverse manieren worden bepaald. Er zijn geen vaste regels voor. Als het op de juiste manier bepaald is, hoeft dit geen bezwaar te zijn.

Wanneer leveranciers of producenten van NFC-tags spreken over een bepaalde scansterkte is dit de scansterkte die zij meestal zelf volgens een eigen test-systeem bepaald hebben.

Als het goed is zullen de scansterktes bij de betreffende leverancier bepaald zijn door de verschillende tags onder gelijke omstandigheden te testen. Het resultaat moet aangeven hoe de diverse tags zich tot elkaar, wat scanbaarheid betreft, verhouden. Veelal word er gemeten bij welke afstand een tag gedetecteerd wordt. Vaak met diverse readers getest.

Handig is een systeem met een schaal van 1 tot 10, waarbij bij 10 voor detectie van de tag een relatief grote afstand mogelijk is en bij 1 een erg kleine afstand nodig is voordat een tag door de lezer gedetecteerd wordt.
Het gaat hierbij dus altijd om het bepalen van de maximale afstand waarbij de tag nog gedetecteerd wordt.

De getallen geven vervolgens de verhouding tussen de diverse tags aan.

Je kunt dus twee tags hebben met een NTAG203 chip, waarbij de eerste een scansterkte 8 heeft en de tweede een scansterkte 4. De uitvoering en bouw van de beide tags met dezelfde chip kan dus van invloed op hun scanbaarheid.

Doordat het om verhoudingsgetallen gaat zijn de diverse tags wat scansterkte betreft goed te vergelijken.


De toekomst?

Ook de chipfabrikanten zoals NXP en tag-fabrikanten zoals Smartrack zitten natuurlijk niet stil.

Zo is NXP onlangs met een geheel vernieuwde serie NFC-chips op de markt gekomen de NTAG21x serie waar de x voor diverse uitvoeringen staan. Enkele al verkrijgbare chips in NFC-tags op moment van schrijven zijn bijvoorbeeld de NTAG210, NTAG213 en de NTAG216. Alle drie zijn ook al verkrijgbaar bij NFC-Nederland.
Deze nieuwe chips zijn door de vernieuwde architectuur alweer een stuk sneller (uitlees- en schrijf-snelheid).

NTAG210 tags
Behalve een duidelijk hogere scansterkte hebben deze nieuwe chips ook weer wat extra functies ten opzichte van hun voorgangers.

De populaire ‘oudere’ NTAG203 een scansterkte van 6 á 7 en de nieuwe versie NTAG213 een scansterkte van 9!

Dit betekend dat ook de scansterkte in beweging zal blijven en zo nu en dan door de nieuwe ontwikkelingen gecorrigeerd zal moeten worden.