DIY带数据的NFC“袖扣”

NFC近场通讯技术一直是物联网的经典应用。

这一次,我们将向大家介绍如何制作一对NFC数据袖扣。

小小的一个NFC袖扣,非常适合存储网站URL,密码或其他机密信息。适用于喜欢Dry Martinis的绅士间谍(007),或者经常忘记Wi-Fi密码的普通群众……

NFC技术

NFC允许两个设备在物理上彼此靠近时进行无线通信。随着RFID的发展,NFC在消费级技术中变得越来越流行,并且已经普遍用于非接触式支付系统和标识徽章。NFC腕带也被用于为主题公园或其他场所的游客创造更好的体验。

NFC的发展也没有忽视业余爱好者和创客,Pimoroni和Adafruit等公司出售的配件使得大家在项目中添加NFC功能变得较为容易。

在这里,我们将用智能手机或外部NFC读写器来编码微小的NFC标签。

由于该类标签可以透过非金属屏障(例如塑料)被读取,因此我们将其嵌入树脂中,可以做成精美的装饰袖扣。将其与智能手机或NFC阅读器相连,你就可以将数据读取或写入芯片。

微型NFC/RFID应答器

在该项目中,我们使用了最小的NFC标签,即Adafruit提供的微型NFC/RFID应答器(产品编号2800)。这些15.6mm x 6mm柔性标签采用现在的标准NDEF格式进行格式化,并且可以与更新的电话和大多数NFC读取器一样使用。

如果你碰巧拿到了较旧的Mifare Classic格式标签,则可能需要将它们重新格式化为NDEF才能与你的读取器/写入器一起使用。

重新格式化不是大多数NFC读/写应用程序的功能,但可以使用Adafruit的PN532 NFC/RFID控制器分线板或屏蔽板来完成。

接下来是一些制作工艺。

环氧树脂分为两部分,使用前必须等比例混合在一起。在进入固化阶段并完全硬化之前,树脂形状可在短时间内进行调整。

弄清楚到底要混合多少树脂和固化剂绝对是一门艺术。甚至还有一些在线工具可以帮你进行计算。不过对于这样的小型项目,稍微超出比例也没什么关系。

如果你不想在浇注的时候搞砸,必须在固化前最后一分钟快速搅拌。如果你要给树脂着色,你得把杯里的树脂和染色剂充分拌匀。

如果你不满足于一对袖扣,也可以将NFC标签和树脂做成别的饰品,例如吊坠或钥匙链、表链。这些都可以作为重要节日或生日的礼物送给朋友,同时还能体现一下你的技术和工艺水准。

树脂铸造的饰品已经流行了几十年,在工艺品商店和网上有很多树脂模具可供选择。最好的树脂模具是用硅树脂做的。

柔性硅胶模具可轻松脱落固件,并产生有光泽的表面。而袖扣坯,戒指坯和吊坠都可以在珠宝供应商店里买到。

选择袖扣和环形坯时,请参考你的模具, 以确保这些坯与你选择的铸坯尺寸一致,反之亦然。

浇注须知

首先收集好必要的材料并布置你的工作环境以便使用树脂。期间会有很多搅拌,倾倒和滴落的事情发生,记得用纸覆盖工作区,并在附近准备一些纸巾。

阅读并注意树脂和固化剂上的安全警告。尽管按说明书使用某些树脂被认为是无毒的,但我们依然建议你在通风良好的地方工作并戴上丁腈手套,以便在工作时使树脂远离你的皮肤。

一旦将两部分树脂混合在一起,硬化之前你将没什么时间倒入树脂,因此提前计划好份量和比例是关键。

检查树脂上标明的“可使用时间”,这是混合后树脂开始硬化之前的工作时间。比如我这里用的树脂“可使用时间”为30分钟。设置计时器可能会很有帮助,这样你可以跟踪进度。

如果你有多个模具,请在树脂混合之前确定要使用哪一个类型,并确保NFC标签适合你计划中要的形状。比如15.6mm小标签非常适合16mm大小的饰品。如果要制作匹配的两个袖扣饰品,请记住,你将需要两个相同的模具形状,而且混合树脂的量一定要比两个袖扣饰品加起来的所需树脂稍微多一些。

准备NFC标签

拆开NFC标签,并确保它们干净并且可以嵌入树脂中。如果为了点亮效果,你可能希望将数据标签与LED标签结合使用,就像我们在其他产品中所做的那样。NFC LED指甲贴纸的背面具有粘性,因此很容易将其直接粘贴到较大的数据标签上。

测量,混合并倒入

我们混合了约6盎司(170克)树脂,然后将其染成绿色,以呈现高科技翡翠的外观。这足以容纳两个凸圆和三到四个额外形状的模具。当然,具体要遵循你买的产品说明书来混合你的树脂。

通常,体积比是1:1。一个好的方法是将两种液体分别倒入匹配的容器中,直到相同的计量位置。

然后,将它们倒入第三杯中搅拌。缓慢但彻底地搅拌至少两到三分钟,确保经常刮一刮搅拌杯的侧面。如果未完全拌匀混合树脂,它将无法正常固化。如果要对树脂着色​​,请一次将一滴颜料添加到混合树脂中,使颜色逐渐变深,直至达到你的喜好。

树脂混合并着色后,搅拌时会混入许多细小的气泡。让混合物静置几分钟,以便气泡可以漂浮到顶部,然后使用木棍将气泡移到容器的侧面并戳破。

当你去除了尽可能多的气泡,就可以浇注了!将你的模具放置在水平表面,使它们能够不受干扰地固化。

将稀薄的树脂倒入模具的深处,使其慢慢升至模具上方。但勿将模具过满填充,否则你将其从模具中取出时,树脂会弯曲并且底部凸出。将树脂细流般倒入时可以戳破仍在混合物中的大气泡。

嵌入NFC标签

将树脂放入模具中后,将NFC标签置入相应的位置。再用镊子将标签浸入未浇注的树脂中,先将其涂覆 —— 这将避免模具中的树脂产生太多气泡。

然后,将标签轻轻滑入模具,并使其居中。它会缓慢下沉到模具的底部,理想情况下,它会保持在中心。你可能需要用镊子或细棒为其做调整,但尽量不要引入任何新的气泡。

倒入树脂并将NFC标签放置到位后,让树脂在模具中静置约十分钟。这足以使大多数气泡上升到顶表面。然后,在树脂上喷异丙醇细雾以使气泡破裂。

此步骤是可选的,但我们注意到它确实有助于获得更好的结果。

对你要倒入的所有模具重复此过程,并向其添加NFC标签。几分钟后对其进行检查,以确保标签没有移位。切记要留意“适用期”计时器。在树脂开始变硬之前,请完成所有位置调整和气泡处理的操作。然后,将树脂固化至说明书中指定的时间。

脱模你的固化树脂

等树脂完全硬化后,就该进行最令人兴奋的部分了 —— 从模具中取出固化的树脂。

如果使用硅树脂模具,那你脱模应该不会有什么难的。轻轻弯曲有机硅,使空气渗入硬化树脂和模具壁之间。然后,你应该能够小心地将定型的树脂从模具中拉出。

花一点时间欣赏你闪亮的“宝石”!如果发现模具浇注过多,或者树脂蠕变了模具的侧面,使它向后弯曲,请不要担心。树脂可以湿喷;只要确保打磨时将砂纸和碎纸都放在水下,并戴上口罩以防止吸入树脂颗粒。

制作袖扣

用胶水将平底的 “宝石” 固定在袖扣坯上。我们使用了E6000,这是一种工业强度的粘合剂,在塑料上效果很好。同样,请确保在通风良好的地方工作,并在使用E6000时戴上口罩。

将胶粘到袖扣坯上,并在胶凝结时将 “宝石” 保持在适当的位置。补两,就完成了!你也可以将 “宝石” 粘贴到环空以制作NFC数据环。对于吊坠,你可以使用珠宝首饰,例如提钩和跳环来制作项链或钥匙链、表链。

编程NFC标签

现在,你已经做好了NFC袖扣。接下来可以使用URL,密码或秘密消息之类的数据加载它们。

有几种方法可以做到这一点。如果你有支持NFC的智能手机(例如Android)则不需要其他硬件。你可以下载NFC工具应用在袖扣上写入和读取数据。而 NFC Tasks 是另一个免费应用程序,可让你创建自动操作,让手机在读取NFC标签时执行某些命令。

如果你用的是iPhone(截止到本文发布时),则无法从手机直接写入NFC标签。但是不用担心!你仍然可以通过购买USB NFC读/写器来获得NFC的乐趣。

你可以使用NFC工具桌面应用程序在计算机上读取和写入NFC标签。

Amazon上的 NFC读/写器大约是35美元一个。iOS 12.1及其以后的版本支持后台NFC标签读取。你仍然可以在iPhone上执行一些基本操作,例如在浏览器中打开URL。

对于更自定义的硬件/软件方法,请尝试Adafruit的PN532 NFC/RFID控制器分线板,该板可让你向Raspberry Pi或Arduino项目添加NFC功能。设置过程需要一些焊接和编程,但是此突破使你可以对NFC标签进行更底层的控制,并且受到Adafruit NFC Arduino库的支持。该库包括方便的示例代码,用于读取和写入标签,以及使用NDEF格式重新格式化Mifare Classic标签。

在你的下一个盛装活动中戴上新袖扣,你将既神秘又优雅!或者,将这些礼物赠送给你的朋友,里面有着仅供他们查看的秘密信息。

介绍自己时,你可以把手腕放在对方的智能手机上,打开网页获取信息。不再需要拿出一张名片与对方联系。

这不是魔法,是技术。

作者:Alex Bate

来自:Raspberrypi.org

翻译:王文文

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