La especificación de carga inalámbrica NFC: Una revolución en la alimentación de dispositivos IoT y de consumo

La tecnología NFC es sencilla y fácil de utilizar en multitud de casos. Los usuarios sostienen dispositivos y etiquetas con NFC muy cerca unos de otros para acceder a servicios, interactuar con contenidos, establecer conexiones, efectuar pagos o presentar billetes. Un caso de uso emergente especialmente prometedor es la carga inalámbrica NFC.

La especificación de carga inalámbrica del NFC Forum ofrece a los diseñadores de productos la hoja de ruta que necesitan para crear soluciones de carga inalámbrica NFC seguras e interoperables. Muchos en el ecosistema NFC ven la carga inalámbrica como el próximo gran salto más allá de los pagos sin contacto. En estas preguntas y respuestas se analizan las principales características, ventajas y requisitos de la especificación.

¿Qué es la carga inalámbrica?

La carga inalámbrica es la transferencia de energía eléctrica desde una toma de corriente o fuente a un dispositivo sin necesidad de un cable de conexión. NFC es una de las muchas tecnologías de proximidad que pueden eliminar la necesidad de que cada dispositivo tenga su propio enchufe, adaptador o alargador.

¿Por qué necesitamos la carga inalámbrica?

La versatilidad y las ventajas funcionales de la carga inalámbrica son evidentes. No sólo ofrece a los consumidores una experiencia de carga intuitiva y fluida, sino que, al eliminar la necesidad de producir cables de carga, reduce la cantidad de material utilizado y, por extensión, los residuos producidos por el ecosistema de los dispositivos inteligentes. Los diseñadores de productos también pueden hacer que sus dispositivos sean más robustos: al no necesitar un puerto de carga, un dispositivo puede estar completamente sellado. Esto aumenta la integridad estructural del dispositivo y elimina la posibilidad de que el polvo, la suciedad, el óxido y el agua se acumulen en los puertos de carga.

¿Cuáles son las ventajas de la carga inalámbrica NFC?

Al utilizar NFC como fuente de carga inalámbrica, los diseñadores de productos pueden hacer uso de los conjuntos de chips y antenas NFC que ya se encuentran en miles de millones de dispositivos, evitando la necesidad de una unidad de carga inalámbrica independiente. Esto supone ventajas para muchas partes interesadas:

- Los fabricantes de dispositivos pueden simplificar sus productos, agilizar sus diseños y reducir los costes de fabricación, ya que una sola antena NFC puede utilizarse para transferir datos, realizar pagos y realizar cargas inalámbricas.

- Los diseñadores de productos pueden plantearse nuevos casos de uso que no necesiten alimentación constante. La capacidad de recolección de energía de NFC puede permitir que un dispositivo pequeño o de bajo consumo se alimente a sí mismo aprovechando la carga de otro dispositivo NFC dentro de su alcance. Dispositivos como un candado inteligente pueden activarse simplemente con que el usuario mantenga su teléfono móvil dentro del alcance. El candado obtiene energía del smartphone, reconoce que el teléfono tiene la llave correcta y se abre. Este candado tiene la misma funcionalidad que un producto totalmente eléctrico, pero su fabricación es mucho más eficiente en cuanto a costes y recursos.

- Los consumidores ya están familiarizados con la tecnología NFC, lo que significa que cualquier nueva solución que la utilice les resultará familiar, fiable y cómoda.

- Se pueden apoyar los objetivos de sostenibilidad medioambiental porque las soluciones de carga inalámbrica no necesitan cables, cargadores ni pilas desechables.

¿En qué se diferencia la carga inalámbrica NFC de la Qi?

La tecnología NFC se desarrolló inicialmente como un protocolo de transferencia segura de datos, pero desde entonces ha evolucionado para admitir la carga inalámbrica. Esto significa que su especificación de carga inalámbrica es notablemente diferente del otro gran estándar de carga inalámbrica por inducción, Qi.

Aunque tanto NFC como Qi ofrecen capacidades de carga inalámbrica, tienen propósitos distintos y encuentran aplicaciones en casos de uso diferentes. Qi utiliza una bobina de inducción para suministrar hasta 15 W a una distancia de 4 cm, lo que le permite proporcionar una carga rápida a muchos dispositivos de tamaño medio, como smartphones y tabletas.

Por su parte, la carga inalámbrica NFC utiliza una antena mucho más fina -con una superficie de tan solo 3 mm- para transferir hasta 1 W de potencia a una distancia certificada de 5 mm. Esto la hace ideal para dispositivos personales y portátiles compactos, como auriculares inalámbricos, smartwatches, lápices digitales, auriculares y pulseras de fitness.

Para cargarlos sobre la marcha, los usuarios pueden utilizar smartphones equipados con NFC similar como cargador inalámbrico inverso. Para cargar los auriculares, basta con colocarlos en la parte posterior del teléfono inteligente con NFC activado y la energía se transferirá del teléfono a los auriculares.

El NFC Forum está trabajando para aumentar la capacidad de carga NFC hasta 3 W, lo que ampliará sustancialmente los casos de uso de la tecnología.

¿Cuál es la especificación técnica?

Lanzada por primera vez en mayo de 2020, con la versión 2.0 publicada en octubre de 2021, la especificación de carga inalámbrica del NFC Forum permite que una sola antena en un dispositivo con NFC gestione tanto las comunicaciones como la carga. Utiliza una frecuencia base de 13,56 MHz y aprovecha el enlace de comunicación NFC (inducción magnética) para controlar la transferencia de energía.

La especificación garantiza un proceso de carga fluido entre dos dispositivos con NFC en cualquiera de los dos modos:

- Modo estático: para dispositivos que sólo necesitan cargarse y no cargan otros dispositivos. Estos dispositivos tienen una función de potencia muy pequeña capaz de funcionar con la comunicación NFC estándar de intensidad de campo RF. Esto permite que el dispositivo que recibe la energía anuncie sus requisitos de carga inalámbrica al dispositivo de carga, que carga en consecuencia.

- Modo negociado: utiliza un campo de RF superior al de la comunicación NFC estándar y admite cuatro clases de transferencia de potencia de 250, 500, 750 y 1.000 milivatios. Permite al dispositivo que recibe la energía solicitar al dispositivo de carga el nivel de potencia óptimo requerido. Cuando el dispositivo está cargado, la transferencia de energía se detiene.

¿Cómo ayuda la especificación de carga inalámbrica del NFC Forum a sus miembros?

La comunidad del NFC Forum está reuniendo a todas las partes interesadas -desde proveedores de silicio y fabricantes de equipos originales hasta desarrolladores de aplicaciones e implementadores- para lograr su objetivo de garantizar que la carga inalámbrica NFC se convierta en el estándar de facto para alimentar pequeños dispositivos IoT y de consumo.

La especificación de carga inalámbrica NFC garantiza que la tecnología implementada en cualquier dispositivo sea interoperable con el ecosistema tecnológico NFC más amplio. A través de las pruebas y la certificación con esta especificación, los diseñadores de productos pueden garantizar que sus productos cumplen estos requisitos y, a continuación, pueden añadir la marca NFC Forum Charging Wayfinding al producto. Esto proporciona a los usuarios la confirmación de la funcionalidad de carga NFC, al tiempo que destaca la ubicación de la antena.

El poder de la colaboración

Un estándar fiable e interoperable para la carga inalámbrica NFC es el resultado de la cooperación industrial internacional entre múltiples empresas competidoras. NFC Forum reúne a estos competidores para evaluar las necesidades a largo plazo del mercado y dar forma a futuras especificaciones en beneficio de todo el ecosistema.

Los miembros de NFC Forum proceden de prácticamente todos los sectores: fabricantes de chips, lectores y dispositivos NFC; control de accesos; captación de clientes; sanidad; IoT; pagos; transporte; wearables; carga inalámbrica, etc.

En la sesión se presentaron los puntos de vista de un grupo de expertos de Huawei, Infineon, NuCurrent, NXP, Panthronics, STMicroelectronics, Zebra Technologies y Wired & Wireless Technologies Ltd (WAWT). (NFC Forum)