Увеличение дальности срабатывания NFC метки (ключа) домофона.

Есть домофон, который сделан или настроен так, что ключ — NFC метку приходится подносить вплотную к корпусу. Мне захотелось увеличить расстояние срабатывания.

К конструкции и настройкам домофона доступа я не имею, поэтому буду дорабатывать метку.

Для начала разберём такую метку.

Быстро, удобно и аккуратно это получается иголкой.

Внутри чип и катушка-антенна, залитые твёрдым клеем, похожим на эпоксидку.

Увеличивать дальность будем увеличением размера катушки. Поскольку NFC стандарт подразумевает использование частоты 13.56 МГц, то катушка там небольшой индуктивности и померить такую маленькую индуктивность мне нечем. Поэтому будем действовать старым добрым методом тыка.

По фото мне примерно удалось посчитать число витков родной катушки — 7:

Но я совсем не уверен, что я посчитал правильно и на фото видны все витки. Поэтому решил намотать новую катушку с запасом.

Правильного провода с эмалевой изоляцией под рукой у меня тоже не было, зато был обрезок витой пары с жилой из омеднённого алюминия, его и возьмём для эксперимента, его не жалко.

Намотав витков 15, со средним диаметром намотки около 47 мм и подпаяв их к чипу, я начал проверять на смартфоне работоспособность метки. На 15 витках метка не откликалась, и, смотав до 8, начал отматывать по одному витку и измерять дальность срабатывания. Максимум у меня получился на 5 витках:

С родной катушкой метка срабатывала в 25 мм от смартфона, с моей катушкой — в 44 мм. Расстояние измерял от ближайшей к смартфону точки катушки.

Результат меня приятно удивил и порадовал. Но ещё большее удивление меня ждало, когда я разобрал другую метку. Я был уверен, что катушки в них должны иметь примерно равное количество витков, раз стандарт один и диаметр катушки один. Но в этой метке было уже 12 витков, и залита она была каким-то другим, липким и мягким клеем:

Правда и срабатывала она на другом расстоянии, на меньшем, чем предыдущая — на 20 мм. Предположив, что здесь намотали лишнего, и поэтому метка срабатывает на меньшем расстоянии, я подключил свою самодельную катушку с прошлой метки. И эта метка стала срабатывать ещё хуже, всего в 12 мм от смартфона.

Получается, что параметры катушек для меток не универсальны, даже в рамках одного стандарта и одного размера, и зависят от конкретно используемого чипа.

Ну и ладно, технология у меня уже отлажена, пройдя путь как с прошлой меткой, я нашёл максимум и для этой. Он оказался на 8-9 витках и был равен 38 мм до смартфона, вместо 20 мм с родной катушкой:

Ещё я заметил, что если катушка метки находится в пределах контуров катушки приёмника, то её форма — (круглая, прямоугольная) ощутимо на дальность не влияет. Если же катушка метки из-за формы или положения выходит за пределы катушки приёмника, то дальность падает, что в общем-то логично.

Собственно на этом всё. Дальше будет намотка катушки нормальным проводом и корпусировка, но это уже, видимо, будет другая история.