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Aplicações do MCRF355/360 – RFID (TEL093)

O circuito integrado MCRF355 consiste num dispositivo RFID passivo de baixo custo, leitura múltipla indicado para aplicações que fazem uso da faixa de frequências de 13,56 MHz. (2007)

Artigo publicado originalmente em 2007

 

O dispositivo possui uma memória total de 154 bits que podem ser reprogramadas por um programador de contacto. O dispositivo opera numa taxa de dados de 70 kHz e assíncronamente em relação á portadora de leitura.

Ele liga quando a tensão na bobina alcança 4 Vpp e a partir daí fornece dados com o formato Manchester, conforme mostra a figura 1.

 


 

 

 

O processo demora aproximadamente 2,2 ms para transmitir todos os 154 bits de dados. Depois da transmissão de todos os dados o dispositivo entra no modo sleep por 100 ms (+/-50%).

O MCRF355 precisa apenas de um circuito externo LC ressonante na frequência de operação para funcionar. Os componentes LC externos devem ser ligados entrada a antena A, B e as linhas de terra.

O circuito formado entre a antena A e o terra deve estar sintonizado na frequência de operação da antena de leitura.

O dispositivo transmite dados sintonizando e dessintonizando a frequência do circuito de ressonância externo. Esse processo é acompanhado pelo uso de uma porta de modulação interna CMOS que tem uma resistência ao ligar muito baixa (2 a 4 Ω) entre o dreno e a fonte.

Esta porta liga com o sinal no nível alto da modulação e baixo de outra forma. Quando a porta liga, sua baixa resistência coloca em curto o circuito externo entre a antena B e a linha de terra. Com isso, a frequência de ressonância do circuito muda.

Este processo é denominado dessintonia ou “ cloaking”. Como a frequência de ressonância é agora diferente da fre1üência de leitura, o leitor deixa de “ver” o circuito.

A porta de modulação desliga quando o sinal de modulação vai ao nível lógico baixo. Esta condição de desligar, novamente leva o circuito ressonante à frequência de leitura. Com isso o leitor passa a ver o dispositivo novamente. Esse processo é denominado sintonizado ou “uncloaking”.

A bobina do receptor (tag) induz a máxima tensão durante o uncloaking e o mínimo no cloaking. Com isso, esses eventos desenvolvem no circuito um sinal de modulação. Na figura 2 mostramos esse processo nos diversos modos de funcionamento do MCRF355.

 

 


 

 

 

O sinal modulado em amplitude pelo tag perturba a tensão de envelope da bobina de leitura. A bobina de leitura tem então a máxima tensão quando a bobina está dessintonizada e menor tensão quando sintonizada.

Com a detecção dessa tensão, o leitor pode então recuperar a informação gravada na memória do tag.

Uma vez que o dispositivo tenha transmitido os 154 bits de dados, ele entra no modo sleep por aproximadamente 100 ms. O tag acorda do estado de sleep e transmite o pacote num tempo de 2,2 ms, indo novamente ao estado de sleep.

Um problema que pode ocorrer quando diversos tags são lidos é a colisão de dados. O esquema de anticolisão exige que as leituras sejam feitas em tempos diferentes, conforme mostra a figura 3.

 

 


 

 

Aproveita-se o estado de sleep de um tag para se ler outro e assim por diante de modo que os dados não sejam confundidos.

A diferença entre o MCRF355 e o MCRF360 é que o MCRF360 inclui um capacitor interno de 100 pF. Isso significa que esse dispositivo precisa apenas de um indutor externo para operação.

A programação da memória desses dispositivos é feita por um programador de contacto ou ainda pode ser feita no processo de fabricação, por uma programação denominada Serialized Quick Turn programming (SQTP). Mais informações podem ser obtidas em documentação disponível no site da Microchip (www.microchip.com).

 

 

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