智能锁使用智能手机NFC无需电池即可解锁
英飞凌推出了一款新芯片，该芯片可能会为无电池物联网设备——尤其是智能锁——解锁答案。2022年7月26日，杰克·赫兹
智能锁通过使它们相互连接和电子控制，重新发明了古老的门锁。然而，智能锁有一个主要的缺陷：它们需要能源才能工作。智能锁中的“智能”只有在电池充电后才能工作。否则，它们将失去功能。为了解决这个问题，英飞凌宣布了一种新的解决方案，可以在智能锁等电器中消除电池。
英飞凌设计了一种芯片，可以通过手机打开和关闭无电池智能锁。
在这篇文章中，我们将研究英飞凌用于无电池智能锁的新能源收集芯片，并评估该公司打算如何使用它来帮助开发真正的被动智能锁和其他电器。
Infineon推出NFC驱动控制器
为了帮助解决智能锁等设备的电池限制，英飞凌发布了NAC1080。
NAC1080被描述为NFC（近场通信）致动控制器，其被设计和优化用于NFC通信控制的致动。具体而言，该集成电路由具有相关能量采集模块的NFC收发器和能够达到250mA峰值电流的集成半桥组成，用于电机控制和致动。该系统的核心是一个28 MHz、32位Arm Cortex-M0 MCU，它还具有16 kB的集成SRAM和60 kB的闪存。
NAC1080的框图。
NAC1080的一个独特功能是能够在两种不同的电源模式下工作。第一种模式被称为有源供电模式，其中设备由外部3V电源（如电池）供电。另一种模式是无源供电模式，其中芯片使用从外部NFC RF场获得的能量。
在无源电源模式下，不需要外部电源。相反，该设备需要NFC场的存在。芯片获取附近的NFC能量，并将获取的能量存储在外部电容器中，外部电容器的大小被设置为存储启动致动器（例如马达）所需的能量。
被动智能锁的设计
英飞凌表示，使用NAC1080，可以在没有电池的情况下设计智能锁，而不是在被动供电模式下使用IC。通过这种方式，锁可以直接与智能手机配合使用：手机敲击智能锁，然后锁获取手机的NFC能量来解锁或锁上门。
NAC1080智能锁系统的示意图示例。
对于这种类型的设计，Infineon认为最重要的考虑因素是系统的储能需求。也就是说，设计者必须考虑为MCU供电所需的能量（高优先级电源）和物理致动电机所需的能源（低优先级电源）。这里，系统获取的总能量必须超过MCU和致动器的需求。同时，存储电容器的大小也必须适当，以提供所需的能量。
基于NAC1080的智能锁系统中的能量平衡。
智能锁应用中的其他设计考虑因素包括天线阻抗匹配、发射器和接收器天线之间的耦合系数以及电机本身的电功率到机械功率的转换效率。
一些物联网可以告别电池吗？
Infineon认为，通过将NFC采集、H桥控制和Arm核心集成到一个设备中，它可能为不需要电池的物联网设备打开了大门。该芯片包括一个集成的AES128加速器和一个真正的随机数生成器。这些功能以低功耗提供数据加密和解密。
Infineon报告称，这项技术可能适用于健身房、医院、办公家具、自行车锁和邮箱中的低功耗锁。这种新型芯片还可以用于更复杂的锁，例如用于固定前门的锁。
所有图像均由Infineon提供。