RFID 13.56MHz를 이용한 안태나 구현 발표자료

소개글

RFID 13.56MHz를 이용한 안태나 구현 발표자료에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론...............................................................................1
1) 동기..........................................................................1
2) RFID 정의................................................................1

2.소개 및 이론.................................................................2
1) NFC 정의.................................................................3
2) ISO 표준의 대한 이해..............................................4
3) NFC의동작 방식.......................................................4
4) 파장의 길이..............................................................5
5) 루프안테나................................................................6

3.제작 ..............................................................................6
1) 루프 안테나 제작.......................................................6
2)공진 주파수.................................................................6
3)13.56MHz RFID 제작.................................................7
4)케페시터......................................................................7
5)트랜지스터 스위치를 ON/OFF 동작............................8

4.측정 결과........................................................................9

5.작품시현 및 결론............................................................10

6.참고문헌..........................................................................11

본문내용

베이스로 만들기 때문에 고유전율형 이상으로 소형, 대용량화가 가능하다. 이들 세라믹 콘덴서는 고밀도 실장 요구를 충족시키기 위해 적층화, 칩화를 도모하여 25μm∼50μm 두께의 세라믹 시트 모양으로 전극을 인가한 후 이것을 몇 층으로 겹친 구조이다. 이 때문에 극히 소형인 것에서 부터 대용량(수 십μF정도)까지 얻어진다. 그런데, 세라믹 콘덴서에는 직류전압을 인가하면 용량이 변화하는 성질이 있는데(교류전압에서도 같음), 이 경향은 유전율이 클수록 현저하게 나타난다. 따라서 설계할때는 이점을 충분히 고려해야 한다. NPO 세라믹 콘덴서는 티탄산의 혼합물로 만들어진 단일 층 세라믹 커패시터이다. NPO 세라믹 콘덴서는 온도 보상 콘덴서입니다. 또한 가장 안정성이 높은 커패시터 중 하나입니다. NPO 세라믹 콘덴서는 넓은 온도 범위 및 높은 Q 통해 안정성이 필요한 애플리케이션에 적합하다. 온도에 부정적 또는 긍정적 인 변화를 위한 NPO 부정적인 양성 0 ppm/ ° C의 의미한다. 커패시턴스는 넓은 온도 범위에 걸쳐 평탄 응답을 가지고 있다는 것을 의미한다. 필터 망 및 튜닝 및 타이밍과 관련된 대부분의 회로뿐만 아니라, 공진 회로의 다양한 타입은 일반적으로 초 안정 커패시터를 필요로 한다.
5)트랜지스터 스위치를 ON/OFF 동작
<그림 4> PNP스위칭 트렌지스터
PC0 출력 핀에 HIGH 디지털 전압레벨 출력
RB가 작으면 트랜지스터는 포화 영역에 있게 됨
트랜지스터는 스위치 ON 동작과 같게 됨
트랜지스터의 IC 정격 전류까지 흐르게 할 수 있음
4. 측정
<그림3> oscilloscope로 본 파장 값 <그림 4> Network Analyzer본 매칭 값
<그림3>에서 보면 오실로 스코프로 이용한 13.56MHz 주파수 파장를 표시한 것이며 CH2 = 10.0v로 한칸당 10v로 계산하시면 되며 높게 잡은 이유중에 하나인 것은 좀더 확실하게 주파수 파장을 보여주기 위한 것이다. <그림 4>는 네트워크 분석기를 이용한 13.56MHz 매칭을 시킨 그림이다. 만든 작품을 13.56MHz인지를 확인하고 미세한 부분 까지 조정하기 위해서이다. 하지만 <그림 4>는 은 보시는봐와 같이 매칭을 잘 시킨 그림이 아니다. 그 이유로는 네트워크 분석기를 정확하게 측정하기 위해서는 아무래도 고주파 장비다 보니 다른 장비에 비해 calibration이 좀더 까다롭고 복잡하다. calibration는 네트워크 분석기를 초기값을 조정하기위한 장비이다. terminator를 연결할 때 적당한 조이기로 잘 연결되어야 하며, calibration 중에는 케이블을 건드려서는 안된다. 특히 주파수가 올라갈수록 calibration의 결과차이가 많이 발생하는데, 보다 세심한 주의가 필요하다. 이러한 숙련자와 초심자의 calibration 결과는 calibration 후 noise level의 차이로 나타난다.Calibration을 수행하는 중요한 이유는 아마도 기후변화일 것이다. 특히 온도에 민감한데, 일단 Network analyzer를 On 시킨 후 바로 측정하는 것은 삼가야 한다. 우선 기계가 어느정도 예열될 때까지 30분에서 1시간 정도 기다리는 것이 좋은데, 이렇게 하지 않고 켜자마자 calibration을 하게 되면 조금 지나면 그 cal값의 오차가 점점 늘어나게 된다. 그리고 수시간 이상 Network analyzer를 줄창 사용할 때 역시 중간에 calibration을 다시 할 필요가 생기는데, 이는 온도변화가 심한 여름에 더 유념해야 한다. 이유없이 결과값이 오락가락하는 경우에는 십중팔구 calibration이 문제인 경우일 것이다. 이러한 조정에 실패하였으며 또한 루프안테나에 어떠한 신체나 부분에 접촉으로도 정확하지 않은 매칭 값이 나오기도 한다.
5. 결론 및 작품시현
시중에서 판매되고 있는 안테나와는 다르게 직적 제작을 하기 위해 코일을 감아서 제작하여 RFID 안테나를 만드는게 가장 큰 목적이였으며 모든 안테나는 각각의 모양대로 길이, 크기, 면적 등이 파장과의 비례관계에 의존한다는 것입니다. 그래서 고주파를 사용할 때의 장점중 하나는 바로 \'안테나가 작아진다\'라는 것입니다. 주파수가 올라갈수록 파장이 짧아지므로 안테나 또한 작아지게 됩니다. 코일 안테나와 모듈 그리고 그것을 연결하는 부분들을 이용하여 13.56MHz RFID 구현하였다. 하지만 졸업 작품은 시중에 좀 더 작고 간편하게 만들어져 있다. chip에 13.56MHz RFID 구현한 안테나와 모듈이 함께 있어 크기를 최소화 하였다. 판매되는 것과 비교하기 어렵다. 그러나 RFID 태그와 리더기를 직접 케페시터나 저항,코일,레귤레이터,스위칭 트렌지스터 등을 가지고 만들게 되었다. 또한 어떠한 RFID태그(교통카드나 교통가능한 신용카드)를 만든 13.56MHz RFID로 인식할수 있게 하였다. 이 결과로 대역을 맞추면 인식이 가능하다는 것을 알게 되었다. 구현 하면서 케페시터를 이용하여 RFID 태그와 리더기의 인식 거리의 변화를 주었으며 13.56MHz 대역의 인식거리에 맞추었다. 마지막으로 오실로스코프와 네트워크 분석기를 가지고 13.56MHz에 대한 매칭 값을 알아보았다. 네트워크 분석기를 사용하는데 온도차에 의해 변화되고 조금의 접촉으로도 깨끗한 값이 안나온 다는 것을 주의해야 한다.
6. 참고문헌
[1]13.56MHz RFID 태그 코일 설계 Design of 13.56MHz RFID Tag Coils
[2]김성철, 안병철* Sung-Chul Kim and Bierng-Chearl Ahn
[3]충북대학교 전자정보대학 정보통신공학부
[4] Y. Lee, \"Antenna circuit design for RFID applications,\" Microchip AN710, 2003.
[5] NXP Inc., MF1ICS50 datasheet, 2008.
[6] 김정호, 유충현, 김가원, “13.56MHz RFID의 Reader, Tag 안테나 설계 및 매칭 기법”, IDEC News, 제107호, 16-19쪽, 2006년 5월.
[7]우신출판사 RF회로설계 247페이지에 \"인덕턴스 설계도표\" 참고

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RFID,   13.56MHz,   안테나 구현,   안테나 설계