PCB gife Card With NFC

前不久一位朋友过生日，我一下子苦了，倒不是啥的，而是因为我实在不晓得送啥礼物好，感觉我送礼物总是那标准的四件套：钢笔、水杯、花、玩偶……实属丢脸了。麻了，我是严重的选择纠结症患者
于是，奇怪的想法止不住了，我想要是有一个简单不费力，还能让我的朋友满意的礼物就好了。原以为我是在百日做梦，不过想到几个星期前刚花了几天学了AD画图，这可不能白费了，好歹嘉立创和捷配还有几次免费打板的机会呢，这羊毛必须得薅啊！主要是免费
在纠结了是做PCB尺还是画一块啥的时候，突然，灵光一现：何不做一个NFC卡片送给朋友们呢？丝印一改，甚至其他朋友生日也能送！主要是懒，哈哈哈哈哈

所需要的物品和技能

物品：

• 烙铁
• 锡膏
• 热风枪
• 镊子
• 6030贴片LED
• 6030贴片电阻
• 6030贴片电容
• NT3H1101W0FHKH芯片
• 有NFC的手机 苹果手机不行，换安卓机才行

技能：

• 有手就行 焊接基础

NFC简介

建议百度百科，毕竟我没他强……

NFC芯片

选型要求：

1. 小体积
2. 大容量
3. 可以使用线圈提供电源，无需外加电源

在这几点要求下，打开半导小芯，开始芯片选型之旅
在一番比较之下，选择了NT3H1101W0FHKH芯片
喏，就这款

NXP公司的NTAG系列连接型NFC标签就为许多电子设备增加了即触即连的功能。本设计根据应用需要，综合成本因素及板面布局，选用NXP公司NTAG系列 NT3H1101W0FHKH NFC芯片作为卡片交互核心。芯片采用XQFN-8封装，十分小巧。
NT3H1101芯片与微控制器遵循I2C通信协议，NFC协议为2型通信标准。如图2.2所示，芯片通过PCB上射频天线从接触的有源NFC设备上获取能量，并完成数据交互。交互的数据被写入片上EEPROM用以掉电后的再次读写。另一边，经过芯片转换，NFC获得的能量被供给到外部设备，同时芯片通过I2C与板载外部设备（微控制器）通信。可以看出，NTAG芯片在过程中起到了触碰信息转移和触碰能量传递的中间介质。
在本设计中，由于卡片无需实现外部控制，所以信息的传递主要仅存在于NTAG芯片和触碰设备间，而NTAG芯片获得的能量则传送给LED灯，用以灯珠的点亮显示。

计算天线电感

射频天线部分直接使用PCB天线，绘制天线的前提是要根据谐振频率计算天线的电感值。串联 RLC 电路的谐振频率由以下公式给出：

f 是谐振频率 (Hz)
L是电路的等效电感（H）
C是电路的等效电容（F）
方程中 f 和 C 都是已知常量，计算 L 就十分简单了
已知 NFC 工作频率为 13.56 MHz 且 NT3H1101 调谐电容器一般可设定为为 50 pF，计算得到电感 L = 2.75 μH。
获得等效电感后，需要设计出合适的天线走线，使得等效电感与前述计算值一致。为了适应卡片外观，本设计天线选用方形天线，查阅NXP官方手册，可以得到相应计算公式：

图2.6 NXP官方文档 NTAG Antenna Design Guide 中方形天线计算公式
不过由于当时没想明白，傻乎乎地先把线圈PCB画完了，没有事先计算好电容，只能后来测量计算。
计算大佬可以按照公式死磕，不过我就喜欢偷懒，找了ST公司的一个计算电感的好东西NFC Inductance
这家也可以的NFC天线平面电感计算器

带入测量值计算，最终得到容值为64pf（但工程经验为50pf，可能由于测量误差以及线圈圆角导致），算是勉强混过去了。

天线形状

这玩意可不是瞎画的，不然计算不出来的，或者计算过于麻烦，一切不行来源于未知。
在 PCB 上设计具有特定电感的环天线是可能的，并且必须尊重几何约束。天线可以采取各种形状：矩形，方形，圆形，六边形，甚至八角形。对于每个形状对应一个特定的公式，根据大小、转弯次数、轨道宽度、铜的厚度和许多其他参数提供等效电感。
我采用矩形，主要是这玩意天线设计已经被验证可行，并且有合适的库供给采用。

芯片手册

整体概览一遍，下面主要罗列电源部分

可以看见，由于本设计无需芯片的I2C通信功能及触发功能，且无外部供电。所以我们芯片的VOUT和VCC相连，同时作为母线向外部环状LED供能。芯片最高输出功率约120~160mW左右，我采用六颗LED灯完全是没问题的。

画板效果

可以预想，朋友见到他时心情不会差

手机NFC写入与设置

这上位机的功能自己摸索一下应该是会的，就不加以累述了。

效果

未完待续主要是俺想睡会儿了，明天……后天……还是以后哪天有空了再更新