Progetto di un circuito di interfaccia basato su tecnologia NFC per nodi sensori a bassissimo consumo

Uno dei più importanti fattori che hanno contribuito alla crescita esponenziale dell’Internet of Things (IOT) è l’efficienza energetica raggiunta dall’elettronica che ha permesso di realizzare circuiti integrati ultra-low power. A tal riguardo è possibile realizzare nodi sensori a nanocorrenti con funzionalità di datalogger basati su microcontrollori. Per questi dispositivi è stata dimostrata una durata teorica di diversi anni con una semplice batteria a bottone. Questa caratteristica ne permette l’utilizzo in applicazioni nelle quali la sostituzione della batteria risulta difficoltosa o non conveniente. Lo scopo del seguente elaborato è quello di integrare il progetto di un nodo sensore a nanocorrenti, aggiungendo un’interfaccia di comunicazione con il mondo esterno per il recupero dei dati acquisiti che non impatti sul tempo di vita della batteria risultando autonomo energeticamente. Nel progetto che verrà discusso in questa tesi, è stata sfruttata la tecnologia Near Field Communication (NFC). Si parte dallo studio generale della tecnologia NFC e delle antenne NFC. Si discutono infatti le leggi fisiche dell’elettromagnetismo che stanno alla base del trasferimento di energia e di dati, fino ad arrivare alla realizzazione di un prototipo di antenna su PCB (Printed Circuit Board). Successivamente si prendono in esame le caratteristiche dei vari componenti utilizzati e i motivi della loro scelta, per poi passare alla fase di programmazione del microcontrollore. Si conclude con l’analisi delle forme d’onda catturate con oscilloscopio e protocol analyzer per dimostrare il corretto funzionamento del circuito e si misura l’impatto dei componenti aggiunti sui consumi del sistema.