RFID カードまたはバッジは、非接触式のアクセス制御を実現するために広く使用されています。 RFID がよく利用されている例として、オフィス・ビル自体への入館は許可しつつ特定エリアへのアクセスを制限するケースがあります。 近距離無線通信（NFC）は、13.56MHz の RFID と同じ ISO と IEC の規格およびプロトコルを使用しており、多くのスマートフォンでも利用できます。 それらのデバイスでは、家庭内で、スマートフォンや RFID 対応のバッジまたはカードと通信する新しいアクセス制御アプリケーションを利用可能になります。 そのようなアクセス制御システムを設計する場合の大きな問題点の一つが、低消費電力です。
NFC/RFID バッジやカードはバッテリを内蔵しておらず、リーダー・デバイスの磁界との誘導結合によって起電します。 NFC/RFID リーダー/ライターは変調を使用してコマンドを送信し、RFID カードはリーダーが提供する磁界を負荷変調して応答します。 通信は常に、バッジやカードではなくリーダー・デバイスから開始する必要があります。 カードが提示された際にいつでもアクセス制御システムで読み取れるように準備するには、磁界を発生させ、コマンドを送信し、カードが圏内にあるか判定するために応答を待機するポーリング・ループに移行する必要があります。 この方法の問題点は、トランシーバの電流消費量が高くなることです。これは、磁界を発生させた後、時間ベースで 99% そこには存在しないカードからの応答を待機している間、かなり長時間にわたって磁界を保ち続ける必要があるためです。
超低消費電力と「常時待機」のユーザー・エクスペリエンスの利点を実現するには、デベロッパーは、コマンドを送信して応答を待機するというプロセス全体を実施しなくてもバッジを探知できる技術を実装する必要があります。 従来、電力を低減する方法として、機械的スイッチや光スイッチ、共振器、RSSI（受信信号強度インジケータ）、静電容量式近接センサなどを使用する方法がありましたが、 TI は、コンパレータを使用して RF トランスミッタ信号がオンになってからの減衰時間を非常に短いバースト（～ 20uS）で測定する、超低消費電力の実現方法を開発しました。 トランスミッタがオフでカードがアンテナ圏内にある場合、リーダーのアンテナとカードの間で結合が生じ、減衰時間が変動し、システム・ウェークアップがトリガされます。これにより、カードのメモリを認証してアクセスを許可できます。
超低消費電力カードの「探知器」回路に必要な部品と信号分析のダイヤグラムを以下に示します（必要な部品は青色）。 アンテナからの信号は、ショットキー・ダイオードで整流された後に CA1 コンパレータ入力に供給され、減衰時間を測定してカードの有無が判定されます。
このカード探知技術を 1 秒間に 3 回のポーリング頻度で使用すると平均電流はわずか 31uA と非常に低くなり、バッテリ駆動アプリケーションに理想的なソリューションとなります。 MSP430™ マイコン と TRF79xxA トランシーバのソース・コードなど、詳細については、TI のアプリケーション・ノートをご覧ください。
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上記の記事は下記 URL より翻訳転載されました。
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