Přejít na hlavní obsah
Čtyři kovové RFID karty na šedém povrchu: kartáčovaná nerez, matná černá, kovově šedá a mosaz; vedle nich posuvné měřítko
Technologie ·

Jak fungují kovové RFID karty a kdy dávají smysl

8 min čtení

Kovová RFID karta potřebuje konstrukci navrženou pro svou pracovní frekvenci. U variant LF a HF/NFC se čip a cívková anténa běžně nacházejí za feritovou nebo stínicí vrstvou, která omezuje vliv kovové vnější vrstvy na magnetické pole. Ferit je keramický materiál na bázi oxidů železa s vysokou magnetickou permeabilitou a elektrickým odporem. Bez vhodného stínění nebo jiného cíleně navrženého uspořádání antény mohou vířivé proudy anténu rozladit a výrazně omezit nebo znemožnit čtení. Karty UHF využívají jinou rádiovou architekturu; skladba feritu a cívky pro LF/HF nepopisuje všechny kovové RFID karty.

Formát karty
CR80, 85,60 × 53,98 mm (ISO/IEC 7810 ID-1)
Tloušťka kovové konstrukce
Orientačně 0,3–0,8 mm; ověřte hotovou konstrukci
Dostupné frekvence
125 kHz LF · 13,56 MHz HF · 860–960 MHz UHF
Co umožňuje čtení
Anténa / stínění pro danou frekvenci + vzorek otestovaný na čtečce

Proč kov v blízkosti ovlivňuje čtení

Čtečky RFID pro LF a HF/NFC využívají magnetickou vazbu. Každá čtečka vysílá střídavé pole, cívková anténa karty z něj přijímá energii a čip odpovídá. Pokud před cívku umístíte vodivý kovový plát, pole v samotném kovu indukuje vířivé proudy. Tyto vířivé proudy vytvářejí vlastní protichůdné pole, které potlačuje většinu pole dopadajícího na anténu, a posouvají její rezonanční frekvenci mimo frekvenci, na níž čtečka přijímá. Oba jevy snižují dostupnou energii a mohou znemožnit načtení.

Stejný fyzikální princip způsobuje, že běžné NFC nálepky přestanou fungovat po nalepení na víko notebooku nebo kryt stroje. Řešením je tag pro použití na kovu: běžná elektronická vložka s tenkou feritovou vrstvou přilepenou zezadu. Mnohé kovové karty HF/NFC využívají stejný princip zabudovaný do těla karty, nikoli přidaný dodatečně. Kovové karty podobné platebním přidávají další prvek: štěrbinu nebo otvor v kovu, který přeruší smyčku vířivého proudu a umožní průchod pole.

Co je uvnitř funkční kovové karty

Celá skladba vrstev je důležitější než samotný materiál vnějšího povrchu. Následující vrstvená konstrukce je typická pro varianty LF/HF s cívkou; UHF potřebuje vlastní anténu a způsob jejího osazení.

Rozložená matně černá kovová RFID karta s kovovými vnějšími vrstvami, měděnou cívkou antény a čipem mezi nimi

Cívka antény a čip jsou mezi vnějšími vrstvami, nikoli za samotným kovem. U této cívkové konstrukce pomáhá stínění mezi vnější vrstvou a cívkou zachovat bezkontaktní čtení.

Vrstva Funkce Typické provedení
Přední vnější vrstva Vzhled a povrch pro značení Nerezová ocel řady 304, mosaz, měď nebo ocel s povlakem PVD o tloušťce několika mikrometrů
Feritová / stínicí vrstva Odvádí magnetické pole od vodivé vnější vrstvy Tloušťka zlomku milimetru, výsek podle obrysu karty
Anténa a čip Samotná funkce RFID Cívka naladěná pro konečnou skladbu vrstev, nikoli univerzální kartu
Jádro nebo distanční vrstva Zajišťuje rovinnost a určuje konečnou tloušťku Určuje konečnou tloušťku; ověřte celou konstrukci, nikoli pouze tloušťku vnějšího plechu
Zadní vnější vrstva Potisk, panel s QR kódem, sériová čísla, právní text Kov nebo potisknutelná vrstva podle konstrukce

Protože je anténa naladěna pro konečnou skladbu, nelze tloušťku libovolně zvolit na konci výroby. Změnou jádra měníte naladění. Kovová karta se proto naceňuje jako celá konstrukce, nikoli jen jako materiál. Před sepsáním specifikace stojí za přečtení podrobný přehled rádiové vrstvy uvnitř kovové karty.

Volba frekvence a čipu

Kov žádnou z běžných možností nevylučuje, mění však náročnost technického návrhu každé z nich.

Frekvence Norma Typické použití Co mění kov
125 kHz (LF) Proprietární rádiová rozhraní Starší řízení přístupu, přepisovatelné přístupové prostředky Dosah je sám o sobě krátký, takže u stíněné konstrukce je tolerance k jeho dalšímu zkrácení menší
13,56 MHz (HF / NFC) ISO/IEC 14443A, ISO/IEC 15693 Přiložení telefonu, přístupové prostředky, členství, provedení se šifrováním AES-128 Nejběžnější řešení kovových karet s největším počtem ověřených konstrukcí
860–960 MHz (UHF) ISO/IEC 18000-63 (EPC Gen2) Sledování majetku, identifikace na větší vzdálenost Výkon určuje především geometrie antény a osazení; testování umístění je nezbytné

Bez ohledu na frekvenci zůstává jeden krok stejný: před výrobou série se zakódovaný vzorek načte na konkrétním telefonu, čtečce nebo zámku, s nimiž se bude karta používat. Kovová karta, kterou stolní USB čtečka načte bezchybně, může selhat na nástěnné čtečce s jinou anténou a kovovou zadní deskou.

Co kov mění při každodenním používání

  • Dosah čtení může být kratší. Závisí na hotové anténě, stínění, čtečce a orientaci; může být menší než u PVC. U čtečky vyžadující přiložení si toho nikdo nevšimne; u čtečky, k níž lidé přibližují kartu ze vzdálenosti 4 cm, nejprve proveďte test.
  • Karta se ohne, místo aby praskla. PVC může viditelně prasknout. Kov se může trvale ohnout a stále vypadat použitelně, proto při vrácení kontrolujte rovinnost i čtení.
  • Ověřte kompatibilitu s tiskárnou. Nepředpokládejte kompatibilitu s běžnou stolní termotiskárnou karet nebo zařízením pro embossing. Značení se obvykle provádí ve výrobě; každý postup přímo u zákazníka vyžaduje schválení pro konkrétní konstrukci a zařízení.
  • Hmotnost je předností i překvapením. Rozdíl oproti PVC kartě o tloušťce 0,76 mm je v ruce zřejmý a mění se podle konstrukce. Posuzujte jej proto na fyzickém vzorku, nikoli podle čísla v tabulce.
  • Škrábance působí jako opotřebení, ne poškození. Kartáčované a matné povrchy skrývají stopy manipulace; zrcadlové povrchy ukazují pod osvětlením hotelové haly každý otisk prstu.

Kam se kov hodí a kam ne

Dodáváme hotelové karty ze dřeva, deskového materiálu na rostlinné bázi a recyklovaného PVC. Obvykle proto dostáváme přímočarou otázku: měl by celý hotel přejít na kov? Téměř nikdy. Hotelové přístupové karty jsou provozním vybavením používaným tisíckrát, odcházejí z budovy v kapsách hostů a často potřebují číslo pokoje vytištěné na recepci. Kov je nevhodný ve všech třech ohledech a jednotková cena je výrazně vyšší.

RFID karta z kartáčované nerezové oceli s laserově vyrytým liniovým detailem a symbolem bezkontaktního čtení na bílém pozadí

Karta z kartáčované nerezové oceli je referenčním provedením kovových RFID karet: právě vodivost ocelové vnější vrstvy činí konstrukci pod ní tak důležitou.

Kov má své místo tam, kde se karet vydává málo a samotný předmět má promyšlený význam. Pro majitele rezidencí a vil, nikoli pro krátkodobě ubytované hosty. Pro členství v klubech, spa a gastronomických programech, kdy karta zůstává roky v peněžence. Pro pozvánky a dárkové karty, kde je hmotnost součástí prvního dojmu. Pro osobní NFC vizitku generálního manažera. V těchto programech je karta dlouhodobým nástrojem značky a příplatek spadá do marketingového rozpočtu místo provozního.

U všeho, co se vydává ve velkém, se rozhoduje mezi dřevem, deskovým materiálem biologického původu a recyklovaným PVC. Tyto materiály porovnáváme v článku hotelové karty ze dřeva, materiálu BioBoard a recyklovaného PVC. Pokud zatím vybíráte technologii, ne materiál, otázky frekvencí a zámků nejprve vysvětlují články co je RFID karta a náš průvodce hotelovými přístupovými kartami.

Volba značení a povrchové úpravy

RFID karta z kartáčované mosazi s jemným laserově gravírovaným geometrickým medailonem na tmavém povrchu

Laserové gravírování mosazi zachovává jemné linie, které by na potištěné plastové kartě mohly splynout.

Značení kovu funguje jinak než tisk karet a zvolený povrch určuje, jaké značení na něm bude vypadat dobře:

  • Černé ocelové povrchy s povlakem mohou nabídnout výrazný kontrast. U vhodných konstrukcí z oceli s povlakem může gravírování odstranit povrchovou vrstvu a odhalit ocel pod ní. Výsledek závisí na kovu, povlaku a postupu značení; kontrast a drobné detaily ověřte na hotovém vzorku.
  • Mosaz umožňuje hluboké gravírování. Jde o slitinu mědi a zinku v celém objemu, nikoli o ocel s povlakem. Pod nástrojem je měkčí, takže hluboké gravírování a výplně podobné smaltu fungují na mosazi, ne na tenkém pokovení.
  • Měď je živý povrch. Bez úpravy tmavne a získává patinu. Už při vzorkování rozhodněte, zda použít průhledný lak a zachovat odstín, nebo ji nechat stárnout.
  • Tmavé povrchy potřebují světlý panel pro data. Šedé QR kódy a sériová čísla na šedém pozadí neprocházejí testy čtení. Tištěný panel pod nimi problém řeší.
  • Plnobarevné provedení znamená UV tisk, obvykle na bílý podtisk. Kov sám bílou neobsahuje, takže každá světlá grafika nejprve potřebuje základní vrstvu.

Co ověřit před objednávkou

  • Zakódovaný vzorek načtený na vaší skutečné čtečce nebo zámku, nikoli na univerzální laboratorní čtečce
  • Výkres výseku s vyznačením všech otvorů, štěrbin a průchozích výřezů, před výrobou nástrojů zkontrolovaný vůči vedení antény
  • Ověřenou konečnou tloušťku s ohledem na štěrbinu čtečky nebo výdejní zařízení, do kterého se karta musí vejít
  • Kdo kóduje: karta zakódovaná a očíslovaná ve výrobě, nebo dodaná bez kódování pro váš vlastní systém
  • Úpravu hran a rohů, která je u kovu viditelným designovým rozhodnutím, nikoli drobným detailem ořezu

Často kladené otázky

Blokují kovové karty RFID?

Vodivý kov v blízkosti běžné cívkové antény LF/HF ji může rozladit a zhoršit čtení. Hotová kovová RFID karta tento problém řeší stíněním pro danou frekvenci, geometrií antény nebo jiným technickým návrhem. UHF potřebuje odlišnou architekturu antény. Důkazem je zakódovaný vzorek otestovaný před výrobou na cílové čtečce.

Bude kovová karta fungovat s naším hotelovým zámkem?

Může fungovat, pokud čip, protokol, kódování a konstrukce odpovídají zámku na frekvenci 13,56 MHz. Dosah čtení může být kratší než u plastové karty a čtečky zámků se liší anténou i osazením. Před objednáním série otestujte jednu zakódovanou kartu na konkrétním modelu zámku i na stolním kodéru. Související článek: proč hotelové karty přestávají fungovat.

Lze na kovovou kartu tisknout plnobarevně?

Ano, pomocí UV tisku, obvykle na bílou základní vrstvu, aby barvy neovlivňoval odstín kovu pod nimi. Laserové značení a tisk se často kombinují na jedné kartě: gravírované logo a tištěný datový panel.

Jak silná je kovová RFID karta?

Orientační rozmezí je 0,3–0,8 mm, konečnou tloušťku RFID karty však musíte ověřit pro konkrétní konstrukci se standardním obrysem CR80 o rozměrech 85,60 × 53,98 mm. Běžná PVC karta má tloušťku 0,76 mm, takže kovová konstrukce může být tenčí nebo o něco silnější než karta, kterou vaše čtečka již přijímá. Tento parametr je třeba potvrdit, nikoli předpokládat.

Pokud projekt skutečně vyžaduje kovovou konstrukci, na webu kovových RFID karet najdete dokumentaci jednotlivých povrchových úprav včetně specifikací grafiky a gravírování. Pokud však jde o hotelové přístupové karty pro celý hotel, vyžádejte si sadu vzorků ze dřeva, materiálu BioBoard a recyklovaného PVC a nechte všechny tři vyzkoušet tým recepce.