NFC-Anti-Metall-Tags erklärt: Materialien, Chips und Anwendungsbereiche

Inhaltsverzeichnis

NFC-Tags werden häufig zur Produktidentifizierung, zur Geräteverwaltung, zur Bereitstellung digitaler Produktinformationen, zur Authentifizierung und zur Kundenbindung eingesetzt. Ein herkömmliches NFC-Etikett weist jedoch in der Regel eine schlechte Leistung auf, wenn es direkt auf Metall angebracht wird.

Metall verändert das elektromagnetische Feld um die Antenne des Tags herum. Dies kann zu einer Verstimmung der Antenne führen, die Energieübertragung beeinträchtigen und in manchen Fällen dazu führen, dass das Tag vollständig unlesbar wird. Ein NFC-Anti-Metall-Tag löst dieses Problem durch den Einbau einer magnetischen Isolationsschicht zwischen der Antenne und der Metalloberfläche.

Das fertige Etikett mag wie ein gewöhnlicher NFC-Aufkleber aus PVC oder PET aussehen, doch seine innere Struktur unterscheidet sich davon. Die Materialauswahl, die Ferritdicke, das Antennendesign, der Klebstoff sowie der Chiptyp beeinflussen alle die endgültige Leseleistung.

Dieser Leitfaden erklärt:

  • So funktionieren NFC-Anti-Metall-Tags
  • Der typische Aufbau eines NFC-Etiketts auf Metallträger
  • Die Unterschiede zwischen PVC- und PET-Materialien
  • Wann sollten Sie sich für den NTAG215, den NTAG216 oder den NTAG 424 DNA-Chip entscheiden?
  • Gängige Anwendungen in der Industrie und im Verbraucherbereich
  • Die Spezifikationen, die Käufer vor der Bestellung überprüfen sollten

Was ist ein NFC-Anti-Metall-Tag?

Ein NFC-Anti-Metal-Tag, auch als „On-Metal-NFC-Tag“ bezeichnet, ist ein NFC-Transponder, der so konzipiert ist, dass er funktioniert, wenn er auf einer metallischen oder leitfähigen Oberfläche angebracht ist.

Wie ein herkömmlicher NFC-Tag enthält er in der Regel:

  • Ein NFC-Chip
  • Eine Rahmenantenne
  • Ein Material für bedruckbare oder schützende Oberflächen
  • Eine Klebeschicht

Der wesentliche Unterschied besteht in der Hinzufügung einer Ferrit- oder magnetischen Abschirmschicht hinter der Antenne.

Diese Schicht trennt die NFC-Antenne vom Metallsubstrat und leitet das Magnetfeld durch die Antenne um. Ohne diese Barriere könnte das in der Nähe befindliche Metall die Induktivität und die Betriebsfrequenz der Antenne verändern und so eine zuverlässige Kommunikation zwischen dem Tag und einem NFC-fähigen Smartphone oder Lesegerät verhindern.

Die meisten NFC-Anti-Metall-Tags arbeiten mit einer Frequenz von 13,56 MHz. Je nach gewähltem Chip können sie den Spezifikationen des NFC-Forums vom Typ 2 oder Typ 4 sowie der Norm ISO/IEC 14443 Typ A entsprechen.

Warum herkömmliche NFC-Tags auf Metall nicht gut funktionieren

Die NFC-Kommunikation beruht auf einer magnetischen Nahfeldkopplung zwischen der Lesegerätantenne und der Tag-Antenne.

Wird ein herkömmliches NFC-Inlay direkt auf Metall aufgebracht, werden in der Metalloberfläche elektrische Ströme induziert. Diese Ströme wirken dem Magnetfeld des Lesegeräts entgegen und stören die Abstimmung der Antenne.

Das Ergebnis kann Folgendes umfassen:

  • Deutlich verkürzter Leseabstand
  • Erkennung instabiler Smartphones
  • Unterschiedliche Leistung auf verschiedenen Metalloberflächen
  • Fehler beim Lesen oder Schreiben von Daten
  • Vollständiger Ausfall der NFC-Funktionalität

Das Auftragen eines dickeren Klebstoffs oder das Einfügen eines normalen Kunststoffabstandshalters kann zwar einen kleinen physikalischen Spalt erzeugen, bietet jedoch nicht die gleiche magnetische Isolierung wie eine richtig ausgewählte Ferritschicht.

Für einen zuverlässigen Einsatz in der Produktion sollte ein für Metall vorgesehenes NFC-Tag als vollständige „On-Metal“-Konstruktion konzipiert und abgestimmt werden.

Der typische Aufbau eines NFC-Anti-Metall-Tags

Ein flexibles, metallfreies NFC-Etikett besteht in der Regel aus mehreren laminierten Schichten.

1. Druckbares Material für die Vorderseite

Die oberste Schicht bildet die sichtbare Oberfläche des Etiketts. Sie kann bedruckt werden mit:

  • Ein Firmenlogo
  • Gebrauchsanweisung
  • Ein QR-Code
  • Eine Seriennummer
  • Informationen zu den Vermögenswerten
  • Sicherheitssymbole
  • Grafiken zum Markenbild

PVC und PET sind zwei gängige Materialien für die Oberflächenbeschichtung.

2. Schutzbeschichtung oder Laminat

Zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber folgenden Einflüssen kann eine transparente Beschichtung oder Folie aufgebracht werden:

  • Kratzen
  • Luftfeuchtigkeit
  • Reinigungschemikalien
  • UV-Belichtung
  • Kleidung mit Aufdruck

Der Schutzgrad hängt von der jeweiligen Folie, Beschichtung, Druckfarbe und dem Laminierungsverfahren ab.

3. NFC-Inlay

Das Inlay enthält den NFC-Chip und die Antenne. Die Antenne wird üblicherweise aus geätztem Aluminium oder Kupfer hergestellt.

Die Abmessungen der Einlage und die Geometrie der Antenne beeinflussen:

  • Leseleistung
  • Endgültige Etikettengröße
  • Verträglichkeit mit kleinen Metallgegenständen
  • Empfindlichkeit gegenüber den Einbaubedingungen
  • Benutzererfahrung mit Smartphones

4. Ferrit-Antimetallschicht

Die Ferritschicht ist die funktionale Komponente, die den Betrieb des Tags auf Metall ermöglicht.

Es fungiert als magnetische Barriere zwischen der Antenne und der leitfähigen Montagefläche. Die Dicke des Ferrits und dessen magnetische Eigenschaften müssen auf die Konstruktion der Antenne abgestimmt sein.

Eine dünnere Ferritschicht ermöglicht zwar die Herstellung eines flacheren Etiketts, bietet jedoch möglicherweise eine geringere Isolation. Eine dickere oder leistungsstärkere Ferritschicht kann die Leistung verbessern, erhöht jedoch die Dicke des Etiketts und die Kosten.

5. Haftkleber

Der Klebstoff befestigt das Etikett auf der Metalloberfläche.

Bei der Auswahl des Klebstoffs sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden:

  • Glattes oder strukturiertes Metall
  • Lackierte oder pulverbeschichtete Oberflächen
  • Edelstahl oder Aluminium
  • Oberflächenkontamination
  • Kontakt mit Öl und Fett
  • Verwendung im Innen- oder Außenbereich
  • Anwendungstemperatur
  • Langfristige Betriebstemperatur
  • Feste oder abnehmbare Installation

Ein leistungsstarker Chip und eine leistungsstarke Antenne können nicht ausgleichen, dass sich der Klebstoff nach einigen Wochen vom Gerät löst.

6. Trennfolie

Die Trägerfolie schützt den Klebstoff vor dem Anbringen und wird beim Aufbringen des Etiketts entfernt.

Für die automatische Etikettierung müssen zudem die Trägerfolie, der Etikettenabstand sowie die Laufrichtung mit den Anwendungsgeräten kompatibel sein.

PVC-NFC-Tags mit Metallschutz

PVC, auch Polyvinylchlorid genannt, wird häufig als sichtbare Oberfläche oder Schutzhülle von flexiblen NFC-Tags verwendet.

PVC-Anti-Metall-Etiketten können wie folgt hergestellt werden:

  • Dünne Klebeetiketten
  • Bedruckte runde Scheiben
  • Flexible Etiketten
  • Laminierte Karten
  • Mit Epoxidharz beschichtete Etiketten
  • Individuell geformte Werbeanhänger

Vorteile von PVC als Werkstoff

Flexibilität

Flexibles PVC lässt sich leichter an leicht gewölbte Oberflächen anpassen als eine starre Etikettenkonstruktion.

Dadurch eignet es sich für:

  • Metallflaschen
  • Zylindrische Anlagen
  • Haushaltsgeräte
  • Geschwungene Maschinengehäuse
  • Werbeartikel

Der zulässige Biegeradius hängt nach wie vor von der Antenne und der Ferritschicht ab. Eine zu starke Biegung kann zu Rissen in der Antenne führen oder deren Abstimmung verändern.

Gute Bedruckbarkeit

PVC bietet eine glatte Oberfläche für Logos, Grafiken, Zahlen und QR-Codes. Je nach Aufbau des Etiketts lassen sich verschiedene Druck- und Veredelungsverfahren anwenden.

Kostengünstige Anpassung

PVC wird häufig für maßgeschneiderte Anti-Metal-Etiketten gewählt, die ein markengerechtes Erscheinungsbild erfordern, ohne dass ein industrielles Hartplastikgehäuse erforderlich ist.

In verschiedenen Ausführungen erhältlich

Zu den möglichen Oberflächenausführungen gehören:

  • Hochglänzendes Weiß
  • Mattweiß
  • Transparent
  • Farbiges PVC
  • Bedrucktes PVC
  • Epoxidbeschichtetes PVC

Einschränkungen von PVC-Anti-Metall-Etiketten

PVC ist nicht automatisch für jede industrielle Umgebung geeignet.

Die genaue Zusammensetzung kann sich auswirken auf:

  • Temperaturbeständigkeit
  • UV-Beständigkeit
  • Chemische Beständigkeit
  • Flexibilität
  • Formstabilität
  • Langfristige Beständigkeit im Außenbereich

Weichmacher, die in einigen flexiblen PVC-Formulierungen verwendet werden, können ebenfalls die Alterung und die Wechselwirkung mit Klebstoffen beeinflussen. Käufer sollten daher das fertige Etikett in seiner Gesamtheit bewerten, anstatt das Produkt allein aufgrund der Bezeichnung “PVC” zu genehmigen.”

Typische Anwendungsbereiche für NFC-Tags aus PVC mit Metallschutz

PVC-Konstruktionen werden üblicherweise für folgende Zwecke verwendet:

  • Intelligente Werbeartikel
  • Visitenkarten und Ausstellungsständer aus Metall
  • Unterhaltungselektronik
  • Haushaltsgeräte
  • Interaktive Beschilderung aus Metall
  • Digitale Speisekarten auf Metall montiert
  • NFC-Tags für soziale Medien
  • Intelligente Produktinformationen
  • Kennzeichnung von Geräten im Innenbereich
  • Markenspezifische Tags zur Kundenbindung

PVC ist oft die richtige Wahl, wenn Optik, Flexibilität und kostengünstiger individueller Druck wichtiger sind als höchste industrielle Strapazierfähigkeit.

PET-NFC-Tags, metallunempfindlich

PET steht für Polyethylenterephthalat. In der Etikettenbranche wird PET häufig als Polyester bezeichnet.

PET wird häufig für langlebige Kennzeichnungsetiketten verwendet, da es eine dünne, robuste und formstabile Oberfläche bietet. Bestimmte PET-Etikettenkonstruktionen zeichnen sich zudem durch eine hohe Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Abrieb, Witterungseinflüsse und Chemikalien aus.

Vorteile von PET-Material

Schlankes Profil

PET-Folie bietet eine strapazierfähige Druckoberfläche, ohne dass das fertige Etikett unnötig dick wird.

Durch die Ferritschicht ist ein Anti-Metal-Tag zwar immer noch dicker als ein herkömmliches NFC-Etikett, doch eine PET-Oberfläche kann dazu beitragen, dass die Bauweise relativ flach bleibt.

Formstabilität

PET behält im Allgemeinen seine Form besser bei als hochflexible Vinylmaterialien. Dies kann von Vorteil sein, wenn das Etikett über einen längeren Zeitraum hinweg flach und korrekt ausgerichtet bleiben muss.

Reiß- und Abriebfestigkeit

Eine geeignete PET-Oberfläche oder eine PET-Beschichtung kann die Beständigkeit gegenüber folgenden Einflüssen verbessern:

  • Kantenschäden
  • Abrieb
  • Oberflächenverschleiß
  • Handhabung
  • Reinigung
  • Verlust gedruckter Informationen

Feuchtigkeits- und Chemikalienbeständigkeit

Industrielle Polyester-Etikettenmaterialien sind für Umgebungen erhältlich, in denen Wasser, Feuchtigkeit, Reinigungsmittel und begrenzter Kontakt mit Chemikalien auftreten.

Die chemische Beständigkeit sollte jedoch niemals allein aufgrund der Materialbezeichnung vorausgesetzt werden. Auch die Tinte, die Deckschicht, der Klebstoff und die Ferritschicht müssen denselben Umgebungsbedingungen standhalten.

Industrielles Erscheinungsbild

Weiße, silberne und transparente PET-Materialien werden üblicherweise für folgende Zwecke verwendet:

  • Geräteetiketten
  • Elektronik-Etiketten
  • Typenschilder
  • Identifizierung von Vermögenswerten
  • Wartungsetiketten
  • Langlebige Produktkennzeichnungen

Einschränkungen von PET-Anti-Metall-Etiketten

PET ist im Allgemeinen weniger anpassungsfähig als Weich-PVC. Ein PET-Etikett ist möglicherweise nicht die beste Wahl für eine sehr enge Rundung oder eine unregelmäßige Anbringungsfläche.

Es kann zudem teurer sein als eine einfache PVC-Konstruktion, insbesondere in Kombination mit:

  • Hochleistungsklebstoff
  • Chemikalienbeständiger Druck
  • UV-beständige Laminatschicht
  • Dickes Ferrit
  • Serialisierte Daten
  • Sicherheitschips

Typische Anwendungsbereiche für NFC-Tags aus PET mit Metallschutz

PET-Anti-Metall-Etiketten eignen sich in der Regel für:

  • IT-Asset-Tracking
  • Server und Netzwerkgeräte
  • Industriemaschinen
  • Schaltschränke
  • Laborausstattung
  • Metallwerkzeuge
  • Aufzeichnungen zur Wartung
  • Gerätekennung
  • Kfz-Bauteile
  • Wiederverwendbare Metallbehälter
  • Authentifizierung von Industrieprodukten

PET ist in der Regel die bessere Wahl, wenn Käufer ein dünnes, professionelles und strapazierfähiges Etikett zur Kennzeichnung von Geräten oder Produkten benötigen.

PVC vs. PET für NFC-Anti-Metall-Tags

Die Materialauswahl sollte sich nach der Montagefläche und der Betriebsumgebung richten und nicht allein nach dem Preis.

AnforderungPolyvinylchloridPET
FlexibilitätIm Allgemeinen besserMäßig
Stark gekrümmte OberflächenOft besser geeignetMuss getestet werden
FormstabilitätMäßigIm Allgemeinen besser
Dünne IndustrieetikettenGeeignetWird häufig bevorzugt
AbriebfestigkeitHängt von der Beschichtung abIn der Regel robust bei geeigneter Konstruktion
FeuchtigkeitsbeständigkeitVerfügbarTypischerweise stark
Chemische BeständigkeitProduktspezifischOptionen in Industriequalität sind weit verbreitet
Individueller FarbdruckGutGut
Verwendung zu WerbezweckenGemeinsameGeeignet
Etiketten für IndustrieanlagenGeeignet für leichte BeanspruchungWird häufig bevorzugt
Verwendung im FreienErfordert fachgerechte AusführungErfordert fachgerechte Ausführung
KostenHäufig niedrigerHäufig höher

Diese Tabelle gibt allgemeine Materialeigenschaften wieder und stellt keine garantierten Leistungswerte dar. Ein fertiges NFC-Etikett ist ein mehrschichtiges Produkt, wobei die schwächste Schicht ausschlaggebend für seine Lebensdauer sein kann.

Die Auswahl des NFC-Chips

Das Material der Oberfläche bestimmt die physikalischen Eigenschaften des Tags. Der Chip bestimmt die Speicherkapazität, die Kommunikationsfunktionen und die Sicherheitsmerkmale.

Anti-Metall-Etiketten aus PVC und PET können mit verschiedenen NFC-Chips hergestellt werden. Es gibt keine Vorschrift, wonach ein bestimmter Chip mit einem bestimmten Oberflächenmaterial kombiniert werden muss.

Beispielsweise:

  • Ein PVC-Anti-Metal-Tag kann mit NTAG215-, NTAG216- oder NTAG424-DNA ausgestattet werden.
  • Auch ein PET-Anti-Metall-Etikett kann mit jedem dieser Chips ausgestattet werden.
  • Die Auswahl des Chips sollte auf der Grundlage von Daten und Sicherheitsanforderungen erfolgen.
  • Die Materialauswahl sollte sich nach den physikalischen und umgebungsbedingten Anforderungen richten.

NTAG215 für universell einsetzbare NFC-Anti-Metall-Tags

Der NTAG215 gehört zur NTAG21x-Familie von NXP. Er arbeitet mit einer Frequenz von 13,56 MHz und entspricht den Spezifikationen des NFC-Forums für Typ-2-Tags sowie der Norm ISO/IEC 14443 Typ A.

Der NTAG215 bietet 504 Byte Benutzerspeicher.

Außerdem unterstützt es Funktionen wie:

  • Eine vom Hersteller programmierte eindeutige Kennung
  • NDEF-Datenspeicherung
  • Konfigurierbarer Passwortschutz
  • Schreibschutzsperre
  • NFC-Zählerfunktionen
  • UID-Spiegelung
  • ECC-basierte Originalitätssignatur
  • Schnellbefehle

Der NTAG215 bietet mehr Speicherplatz als der NTAG213 und eignet sich dennoch weiterhin für gängige NFC-Anwendungen.

Manche Käufer geben die Modellbezeichnung fälschlicherweise als “NATG215” an. Die korrekte NXP-Produktbezeichnung lautet NTAG215.

Wann sollten Sie sich für den NTAG215 entscheiden?

Der NTAG215 eignet sich, wenn der Tag folgende Daten speichern soll:

  • Eine normale oder mäßig lange URL
  • Ein Produktidentifikationsdatensatz
  • Kontaktangaben
  • Ein kurzer Textbeitrag
  • Informationen zum Starten der Anwendung
  • Daten zur Gerätekopplung
  • Eine serialisierte NDEF-Nachricht

Zu den gängigen Anwendungen des NTAG215 im Anti-Metal-Bereich gehören:

  • Kennzeichnung von Metallgeräten
  • Interaktive Produktpräsentationen
  • Unterhaltungselektronik
  • Gaming-Zubehör
  • Intelligentes Spielzeug
  • Informationen zur Wartung
  • Digitale Handbücher
  • Werbeartikel
  • Produktregistrierung

Der NTAG215 bietet eine passwortbasierte Zugriffskontrolle, sollte jedoch nicht als kryptografischer Chip zum Schutz vor Fälschungen betrachtet werden. Passwortschutz und statische Identifikatoren bieten nicht dasselbe Sicherheitsmodell wie der NTAG 424 DNA.

NTAG216 für umfangreichere NDEF-Datensätze

Der NTAG216 ist ebenfalls ein NFC-Forum-Typ-2-Tag-IC aus der NTAG21x-Familie.

Sein Hauptvorteil ist der größere Speicher. Der NTAG216 bietet 888 Byte Benutzerspeicher, im Vergleich zu 504 Byte beim NTAG215.

Der NTAG216 unterstützt dieselben allgemeinen Funktionen dieser Produktfamilie, darunter:

  • Eindeutige Kennung
  • NDEF-Kompatibilität
  • Passwortschutz
  • Sperrfunktionen
  • NFC-Zähler
  • UID- und Zähler-Spiegelung
  • ECC-basierte Originalitätssignatur
  • Schnelllesen

Wann sollten Sie sich für den NTAG216 entscheiden?

NTAG216 ist nützlich, wenn die Anwendung eine umfangreichere NDEF-Nachricht erfordert, beispielsweise:

  • Eine längere URL mit Tracking-Parametern
  • Eine ausführlichere digitale Visitenkarte
  • Mehrere kleine NDEF-Datensätze
  • Erweiterte Produktinformationen
  • Gerätekonfigurationsdaten
  • Ein mehrsprachiger Textdatensatz
  • Größerer Offline-Datenspeicher

Zu den typischen Anwendungen des NTAG216 im Bereich „Anti-Metal“ gehören:

  • Typenschilder für Maschinen
  • Bedienungsanleitungen für intelligente Geräte
  • Ausstellungsständer aus Metall
  • Elektronische Produktregistrierung
  • Wichtige Punkte zur Gebäudeinstandhaltung
  • Anlagenverzeichnisse
  • Umfangreichere Kontakt- oder Konfigurationsdatensätze

In vielen modernen Einsatzszenarien muss das Tag lediglich eine Kurz-URL speichern. Der Webserver stellt dann den detaillierten Inhalt bereit. In solchen Fällen ist der zusätzliche Speicherplatz des NTAG216 möglicherweise nicht erforderlich.

Die standardmäßige Auswahl des größten Speichers kann die Kosten erhöhen, ohne die Benutzererfahrung zu verbessern.

NTAG 424 DNA für sichere Authentifizierung

NTAG 424 DNA wurde für Anwendungen entwickelt, die ein höheres Maß an Sicherheit, Datenschutz und Produktauthentifizierung erfordern.

Im Gegensatz zu NTAG215 und NTAG216, bei denen es sich um NFC-Forum-Tags vom Typ 2 handelt, ist NTAG 424 DNA ein NFC-Forum-Tag vom Typ 4.

NXP gibt 416 Byte Speicher an, der wie folgt organisiert ist:

  • 32-Byte-Kapazitätscontainer
  • 256-Byte-NDEF-Datei
  • 128-Byte-Datei mit geschützten Daten

Der Hauptvorteil des NTAG 424 DNA liegt nicht in seiner großen Speicherkapazität. Sein Wert beruht vielmehr auf seiner kryptografischen Sicherheitsarchitektur.

Die wichtigsten Merkmale sind:

  • AES-128-Verschlüsselung
  • Sichere dynamische Nachrichtenübermittlung
  • Sichere, eindeutige NFC-Authentifizierung
  • Gegenseitige Authentifizierung in drei Schritten
  • Zugriff auf geschützte Daten
  • Optionen für verschlüsselte Kommunikation
  • Funktionen für zufällige IDs und verschlüsselte UIDs
  • NXP-Echtheitsprüfungen
  • Dynamische URL-Erstellung
  • Zertifizierung nach den Common Criteria auf EAL4-Niveau

So funktioniert „Secure Dynamic Messaging“

Bei einer einfachen NTAG215- oder NTAG216-Implementierung liest das Smartphone in der Regel statische NDEF-Inhalte aus. Enthält das Tag eine URL, wird bei jedem Antippen in der Regel dieselbe URL zurückgegeben, sofern das Tag nicht neu beschrieben wird.

NTAG 424 DNA kann während eines gewöhnlichen NFC-Lesevorgangs wechselnde Authentifizierungsdaten generieren.

Je nach Konfiguration kann die URL gespiegelte Daten enthalten, wie zum Beispiel:

  • Informationen zur Tag-Identifikation
  • Ein Wasserhahnzähler
  • Ein eindeutiger Nachrichtenauthentifizierungscode
  • Verschlüsselte dynamische Daten

Ein Backend-Server empfängt die dynamischen URL-Parameter und überprüft, ob die kryptografische Antwort gültig ist.

Dadurch verlieren kopierte statische Tag-Daten erheblich an Nutzen. Ein gefälschtes Etikett mag zwar das aufgedruckte Design und die statische URL reproduzieren, kann jedoch ohne den originalen Sicherheitschip und die Schlüssel die erforderliche kryptografische Antwort nicht korrekt generieren.

Anwendungsbereiche für NTAG 424 DNA-Anti-Metall-Tags

Die Kombination von NTAG 424 DNA mit einer metallabweisenden Konstruktion ist sinnvoll, wenn ein sicherer NFC-Tag an einem Metallprodukt, einem Metallbauteil oder einer Metallverpackung angebracht werden muss.

Typische Anwendungsbereiche sind:

  • Echtheitsprüfung von Luxusgütern
  • Hochwertige Kosmetikprodukte in Metallverpackungen
  • Hochwertige Elektronik
  • Industrieersatzteile
  • Medizinische Geräte
  • Komponenten für Arzneimittelverpackungen
  • Kfz-Teile
  • Sichere Wartungsprotokolle
  • Schutz der Marke
  • Aktivierung der Garantie
  • Kontrollierte digitale Inhalte
  • Loyalitätsprogramme
  • Rückverfolgbarkeit in der Lieferkette
  • Wiederverwendbare Metallbehälter
  • Sichere Geräteidentifizierung

NTAG 424 DNA ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein Unternehmen ein Originalprodukt von einem gefälschten Etikett unterscheiden muss.

Der Chip ist jedoch nur ein Bestandteil eines sicheren Systems. Für eine vollständige Umsetzung sind außerdem erforderlich:

  • Sichere Schlüsselverwaltung
  • Korrekte Personalisierung des Chips
  • Ein Verifizierungs-Backend
  • Konzeption der Zugriffskontrolle
  • Ereignisüberwachung
  • Regeln für verdächtiges Verhalten beim Wasserhahn
  • Sichere Fertigung und Datenverarbeitung

Die Verwendung eines NTAG 424-DNA-Chips ohne korrekte Konfiguration seiner Sicherheitsfunktionen bietet möglicherweise nicht den erwarteten Schutz.

NTAG215 im Vergleich zu NTAG216 und NTAG 424 DNA

FunktionNTAG215NTAG216NTAG 424 DNA
NFC-Forum-TypTyp 2Typ 2Typ 4
Benutzer- oder Anwendungsspeicher504 Bytes888 Bytes416 Byte strukturierter Speicher
HauptvorteilAusgewogenes Verhältnis zwischen Speicherplatz und KostenGrößere NDEF-KapazitätKryptografische Authentifizierung
PasswortschutzJaJaErweiterte, auf AES basierende Zugriffskontrolle
Dynamische sichere AuthentifizierungNeinNeinJa
Geeignet für statische URLsJaJaJa
Geeignet für einen sicheren FälschungsschutzBegrenztBegrenztJa, mit einem vollständigen Backend
Typisches KostenniveauStandardLeicht bis mäßigHöher
Optimale VerwendungAllgemeine NFC-InteraktionUmfangreichere DatensätzeAuthentifizierung und sichere Nutzererlebnisse

Welcher Chip der richtige ist, hängt von den geschäftlichen Anforderungen ab:

  • Bitte wählen Sie NTAG215 für allgemeine NFC-Anwendungen mit moderatem Speicherbedarf.
  • Bitte wählen Sie NTAG216 wenn die NDEF-Nachricht tatsächlich mehr Speicherplatz benötigt.
  • Bitte wählen Sie NTAG 424 DNA wenn eine sichere Authentifizierung wichtiger ist als die Speichergröße.

Gängige Anwendungsbereiche für NFC-Anti-Metal-Tags

Verwaltung von Industrieanlagen

Ein NFC-Etikett aus PET mit Metallschutz kann an einer Maschine, einem Motor, einem Schaltschrank oder einem Produktionswerkzeug angebracht werden.

Ein Techniker kann das Etikett antippen, um auf folgende Informationen zuzugreifen:

  • Gerätekennzeichnung
  • Bedienungsanleitung
  • Wartungshistorie
  • Prüfformulare
  • Ersatzteillisten
  • Sicherheitsunterlagen
  • Servicevideos

Der NFC-Chip speichert in der Regel eher eine URL oder eine Gerätekennung als die gesamte Wartungshistorie.

Identifizierung von IT-Anlagen

Anti-Metall-NFC-Tags können an folgenden Gegenständen angebracht werden:

  • Server
  • Desktop-Computer
  • Netzwerk-Switches
  • Speichergeräte
  • Laptop-Gehäuse aus Metall
  • Racks für Rechenzentren

Das Tag kann das physische Objekt mit einem Anlagenverwaltungssystem, einem Serviceeintrag oder einer Support-Seite verknüpfen.

Für diese Anwendung wird üblicherweise PET gewählt, da häufig ein dünnes und strapazierfähiges Geräteschild bevorzugt wird.

Werkzeugverfolgung und -prüfung

NFC-Anti-Metall-Tags können Werkzeuge und Prüfpunkte identifizieren, an denen das Bedienpersonal mit jedem einzelnen Gegenstand interagiert.

Der Nutzer kann auf das Tag tippen, um:

  • Eine Inspektion bestätigen
  • Checkliste öffnen
  • Datenpflege
  • Schaden melden
  • Kalibrierungsstatus anzeigen
  • Ermitteln Sie die zugewiesene Abteilung

NFC eignet sich für gezielte Interaktionen im Nahbereich. Für die automatische Bestandserfassung großer Mengen ist UHF-RFID möglicherweise besser geeignet.

Unterhaltungselektronik

Hersteller können NFC-Anti-Metall-Tags in elektronische Produkte integrieren oder an diesen anbringen, um:

  • Produktregistrierung
  • Aktivierung der Garantie
  • Bedienungsanleitungen
  • App Downloads
  • Unterstützung für die Kopplung über WLAN oder Bluetooth
  • Kundenservice
  • Echtheitsprüfung

Das Tag muss an seiner endgültigen Position getestet werden, da Batterien, Abschirmungen, Gehäuse und interne Metallkomponenten die NFC-Leistung beeinträchtigen können.

Metallverpackungen

Metallbehälter, Kosmetikverpackungen, Werbeverpackungen für Getränke sowie hochwertige Geschenkboxen können die normale Funktion von NFC-Etiketten beeinträchtigen.

Mit einem Anti-Metall-Etikett kann eine Marke Folgendes hinzufügen:

  • Produktgeschichten
  • Authentifizierung
  • Loyalitätsprogramme
  • Links neu anordnen
  • Gebrauchsanweisung
  • Inhalt der Kampagne
  • Informationen zur Lieferkette

NTAG215 oder NTAG216 können für allgemeine Anwendungen ausreichend sein. NTAG 424 DNA eignet sich besser, wenn eine Authentifizierung oder kontrollierte Inhalte erforderlich sind.

Kfz-Komponenten

NFC-Anti-Metall-Tags können an geeigneten Fahrzeugteilen für folgende Zwecke verwendet werden:

  • Teilebezeichnung
  • Montageanleitung
  • Service Geschichte
  • Garantieregistrierung
  • Komponentenauthentifizierung
  • Digitale Produktdokumentation

In der Automobilindustrie ist eine sorgfältige Prüfung hinsichtlich Hitze, Flüssigkeiten, Abrieb, Vibrationen und Langzeithaftung erforderlich.

Anlagen- und Wartungspunkte

Ein NFC-Anti-Metall-Tag kann an folgenden Stellen angebracht werden:

  • Feuerlöschschränke
  • Schalttafeln
  • Klimaanlagen
  • Aufzüge
  • Pumpen
  • Ventile
  • Metalltüren
  • Sicherheitsstationen

Mitarbeiter können auf das Etikett tippen, um eine standortspezifische Checkliste zu öffnen oder eine Inspektion zu protokollieren.

Faktoren, die die Leseleistung beeinflussen

Tag Größe

Eine größere Antenne bietet in der Regel mehr Gestaltungsfreiheit und möglicherweise eine bessere Kopplung mit einem Smartphone.

Sehr kleine Anti-Metall-Tags weisen möglicherweise eine geringere oder weniger gleichbleibende Lesereichweite auf. Sie sollten mit den vorgesehenen Mobiltelefonmodellen und dem Befestigungsgegenstand getestet werden.

Ferritdicke

Die Ferritschicht muss eine ausreichende Isolierung gegenüber dem Metall gewährleisten.

Eine dünne Ferritschicht kann die Gesamtdicke verringern, allerdings kann die Leistung dadurch anfälliger werden für:

  • Metallart
  • Abmessungen der Antenne
  • Position des Smartphones
  • Oberflächenkrümmung
  • Klebstoffdicke

Metallart und Objektgeometrie

Ein Tag kann auf folgenden Plattformen unterschiedlich funktionieren:

  • Edelstahl
  • Aluminium
  • Lackierter Stahl
  • Gebogenes Rohr
  • Flachschrank
  • Kleines Metallwerkzeug
  • Große Metallplatte

Tests an einem generischen Blech geben nicht jede Endanwendung vollständig wieder.

Tag-Ausrichtung

Der Benutzer muss die NFC-Antenne des Mobiltelefons nahe an den Tag halten. Die Position der Antenne am Mobiltelefon variiert je nach Modell.

Ein deutlich erkennbares NFC-Symbol oder der Hinweis “Hier antippen” kann die Benutzererfahrung verbessern.

Klebe- und Befestigungsspalt

Die Dicke des Klebstoffs verändert den physikalischen Abstand zwischen der Antenne, dem Ferrit und der Metalloberfläche. Ein Wechsel des Klebstoffs kann daher sowohl die Haftung als auch die HF-Leistung beeinflussen.

Druck und Laminierung

Metallic-Farben, Folienschichten und leitfähige Dekorationsmaterialien, die sich in der Nähe der Antenne befinden, können die Leistung beeinträchtigen.

Gedruckte Grafiken sollten im Rahmen der gesamten Etikettengestaltung bewertet werden.

So legen Sie ein NFC-Anti-Metal-Tag fest

Eine klare Angebotsanfrage sollte die folgenden Angaben enthalten.

Montagefläche

Bitte geben Sie Folgendes an:

  • Metallart
  • Lackierte oder unlackierte Oberfläche
  • Flache oder gewölbte Form
  • Oberflächenstruktur
  • Verfügbare Montagefläche

Tag-Abmessungen

Geben Sie den Maximalwert an:

  • Länge
  • Breite
  • Durchmesser
  • Dicke

Material der Vorderseite

Geben Sie bitte an, ob der Antrag Folgendes erfordert:

  • Polyvinylchlorid
  • PET
  • Weiße Oberfläche
  • Transparente Oberfläche
  • Silberfarben
  • Mattes Finish
  • Hochglanzoberfläche

Chip

Wählen Sie je nach Anwendungszweck aus:

  • NTAG215
  • NTAG216
  • NTAG 424 DNA
  • Ein weiterer NFC-Chip, sofern dies technisch sinnvoll ist

Datenanforderungen

Erläutern Sie, ob das Tag folgende Daten speichert:

  • Eine URL
  • Produkt-ID
  • Kontaktangaben
  • Geräteeinstellungen
  • Authentifizierungsdaten
  • Mehrere NDEF-Datensätze

Sicherheitsanforderungen

Bitte klären Sie, ob die Anwendung Folgendes benötigt:

  • Schreibschutzsperre
  • Passwortschutz
  • Eindeutige Serialisierung
  • Zählen der Taps
  • Dynamische URL-Authentifizierung
  • Fälschungsschutz
  • Manipulationsschutz
  • Backend-Überprüfung

Umweltbedingungen

Geben Sie die voraussichtliche Exposition gegenüber folgenden Stoffen an:

  • Wasser
  • Reinigungschemikalien
  • Öl
  • UV-Licht
  • Wärme
  • Kalt
  • Abrieb
  • Wetter im Freien
  • Wiederholte Handhabung

Druck und Kodierung

Bitte bestätigen Sie, ob der Lieferant Folgendes bereitstellen muss:

  • Logo-Druck
  • QR-Codes
  • Variable Seriennummern
  • UID-Druck
  • NDEF-Kodierung
  • URL-Kodierung
  • Datenbankzuordnung
  • NTAG 424 – Personalisierung mittels DNA

Tests vor der Serienfertigung

Ein NFC-Anti-Metall-Tag sollte vor der Serienfertigung am eigentlichen Produkt getestet werden.

Der Test sollte Folgendes umfassen:

  1. Bringen Sie das Etikett auf der fertigen Metalloberfläche an.
  2. Lassen Sie den Klebstoff seine angegebene Haftfestigkeit erreichen.
  3. Testen Sie mehrere NFC-fähige Android-Smartphones und iPhones.
  4. Probieren Sie verschiedene Positionen und Ausrichtungen beim Antippen aus.
  5. Überprüfen Sie das Auslesen der Daten und die Weiterleitung auf die Website.
  6. Prüfen Sie die Etiketten vor und nach der Umwelteinwirkung.
  7. Überprüfen Sie den Druck, ob sich die Kanten ablösen und ob die Oberfläche Abnutzungserscheinungen aufweist.
  8. Überprüfen Sie die Übereinstimmung der serialisierten Daten mit den Datenbankdaten.
  9. Überprüfen Sie die NTAG 424-DNA-Authentifizierung mit dem Produktions-Backend.
  10. Wiederholen Sie die Tests an mehreren Serienmustern.

Das freigegebene Muster sollte den gesamten Aufbau umfassen, einschließlich Chip, Antenne, Ferrit, Oberflächenmaterial, Klebstoff, Aufdruck und Codierung.

Die Änderung nur einer Komponente kann sich auf das Endergebnis auswirken.

Häufige Fehler beim Einkauf

Auswahl des Chips ausschließlich anhand der Speichergröße

Mehr Speicher bedeutet nicht automatisch ein besseres Tag.

Eine Kurz-URL lässt sich problemlos auf dem NTAG215 speichern. Der NTAG216 ist nur dann sinnvoll, wenn die Anwendung die zusätzliche Speicherkapazität benötigt. Der NTAG 424 DNA sollte eher aus Sicherheitsgründen als wegen seiner Speicherkapazität gewählt werden.

Unter der Annahme, dass jedes Etikett mit der Aufschrift “wasserdicht” die gleiche Haltbarkeit aufweist

Die Wasserbeständigkeit hängt von der fertigen Konstruktion, der Abdichtung, dem Klebstoff und dem Prüfverfahren ab.

Eine wasserdichte PVC-Oberfläche garantiert nicht, dass die Antennenkanten oder der Klebstoff einer langfristigen Witterungseinwirkung im Freien standhalten.

Verwendung eines handelsüblichen NFC-Aufklebers mit zusätzlicher Klebeschicht aus Schaumstoff

Ein einfacher Abstandhalter mag in einem Prototyp zwar akzeptable Ergebnisse liefern, ist jedoch weniger berechenbar als eine abgestimmte Ferrit-Anti-Metall-Konstruktion.

Das letzte Metallobjekt ignorieren

Die Leistung auf einer flachen Stahlprüfplatte entspricht möglicherweise nicht der Leistung auf einem kleinen, gekrümmten Bauteil oder einem Elektronikgehäuse.

Passwortschutz als Fälschungsschutz betrachten

Die Passwortfunktionen in NTAG215 und NTAG216 können bestimmte Speicheroperationen einschränken, entsprechen jedoch nicht der AES-basierten dynamischen Authentifizierung des NTAG 424 DNA.

Fehler beim Erstellen des Verifizierungs-Backends

Ein Sicherheitschip entscheidet nicht eigenständig darüber, ob ein Produkt echt ist. Der Server muss die kryptografische Antwort validieren und entsprechende Geschäftsregeln anwenden.

Abschließende Empfehlungen

Für einen flexiblen, bedruckbaren und kostengünstigen NFC-Tag auf Metallbasis kann eine PVC-Konstruktion geeignet sein, insbesondere für Werbezwecke in Innenräumen und für Anwendungen im Direktkontakt mit Verbrauchern.

Für ein dünnes, formstabiles und langlebiges Industrieetikett ist PET oft die bessere Wahl.

Zur Chipauswahl:

  • Verwenden Sie NTAG215 für Standard-URLs, Identifikationszwecke und allgemeine interaktive Anwendungen.
  • Verwenden Sie NTAG216 wenn tatsächlich zusätzlicher NDEF-Speicherplatz benötigt wird.
  • Verwenden Sie NTAG 424 DNA für sichere Authentifizierung, Fälschungsschutz und geschützte digitale Erlebnisse.

Die Auswahl des Endprodukts sollte nicht allein anhand des Oberflächenmaterials oder des Chipnamens erfolgen.

Eine zuverlässige NFC-Leistung bei Metallhindernissen hängt vom Gesamtsystem ab:

  • Korrekt abgestimmte Antenne
  • Geeignete Ferritschicht
  • Geeignetes Obermaterial aus PVC oder PET
  • Geeigneter Klebstoff
  • Geschützter Druck
  • Korrekte Datenkodierung
  • Realistische Tests am fertigen Metallobjekt

Häufig gestellte Fragen

Aus welchem Material besteht ein NFC-Anti-Metall-Tag?

Ein typisches metallfreies NFC-Etikett besteht aus einer PVC- oder PET-Oberfläche, einem NFC-Chip und einer Antenne, einer Ferrit-Isolierschicht, einem Haftkleber und einer Trennfolie. Zum Schutz können zusätzliche Beschichtungen oder Laminate aufgebracht werden.

Was eignet sich besser für einen NFC-Tag: PVC oder PET?

PVC wird im Allgemeinen aufgrund seiner Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und der kostengünstigen Möglichkeit zur individuellen Bedruckung bevorzugt. PET wird häufig für dünne Industrieetiketten bevorzugt, bei denen eine höhere Dimensionsstabilität, Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit erforderlich sind.

Keines der beiden Materialien ist grundsätzlich besser. Die richtige Wahl hängt vom jeweiligen Einsatzzweck ab.

Was ist der Unterschied zwischen NTAG215 und NTAG216?

Der NTAG215 verfügt über 504 Byte Anwenderspeicher, während der NTAG216 888 Byte bietet. Ihre allgemeinen Kommunikations- und Sicherheitsfunktionen sind ähnlich. Der NTAG216 wird vor allem dann gewählt, wenn ein größerer NDEF-Datensatz erforderlich ist.

Ist NATG215 ein echter NFC-Chip?

“NATG215” ist in der Regel ein Rechtschreibfehler. Die korrekte Bezeichnung des NXP-Chips lautet NTAG215.

Ist die NTAG 424-DNA besser als die NTAG 216?

Sie dienen unterschiedlichen Zwecken.

Der NTAG216 bietet einen größeren universell nutzbaren Anwenderspeicherbereich. Der NTAG 424 DNA bietet fortschrittliche, auf AES basierende Sicherheit und dynamische Authentifizierung.

Für eine normale URL oder eine digitale Visitenkarte kann der NTAG216 ausreichend sein. Für die sichere Produktauthentifizierung ist der NTAG 424 DNA die geeignetere Wahl.

Kann der NTAG215 zur Fälschungssicherung eingesetzt werden?

Der NTAG215 verfügt über eine eindeutige Kennung, eine Echtheitssignatur sowie passwortbezogene Funktionen, bietet jedoch nicht dieselbe dynamische kryptografische Authentifizierung wie der NTAG 424 DNA.

Es mag zwar eine grundlegende Identifizierung ermöglichen, sollte jedoch nicht als hochsichere Lösung zum Fälschungsschutz angesehen werden.

Funktionieren NFC-Anti-Metall-Tags auf Edelstahl?

Ja, vorausgesetzt, der Tag verfügt über eine geeignete Ferritschicht und ein geeignetes Antennendesign. Der fertige Tag sollte dennoch an dem tatsächlichen Edelstahlbauteil getestet werden.

Funktioniert ein NFC-Tag für nichtmetallische Oberflächen auch auf Kunststoff?

Viele NFC-Tags für Metalloberflächen können auch gelesen werden, wenn sie auf Kunststoff, Glas oder anderen nichtmetallischen Oberflächen angebracht sind. Die Leistung kann jedoch variieren, da die Antenne für eine nichtmetallische Konstruktion abgestimmt wurde.

Wie groß ist die Lesereichweite eines NFC-Anti-Metal-Tags?

Die tatsächliche Lesereichweite hängt von der Antennengröße, dem Ferrit, der Metalloberfläche, dem Smartphone-Modell und der Ausrichtung des Tags ab. NFC ist eine Nahbereichstechnologie, und für die Interaktion mit einem Smartphone muss das Gerät in der Regel in unmittelbarer Nähe zum Tag platziert werden.

Funktioniert NTAG 424 DNA mit Smartphones?

NTAG 424 DNA ist für NFC-fähige Geräte konzipiert und unterstützt das Auslesen von Standard-NDEF-Daten. Die Benutzererfahrung und der Authentifizierungsablauf hängen weiterhin von der korrekten Konfiguration des Tags, der Kompatibilität des Smartphones und der Backend-Implementierung ab.

Kann ein NFC-Anti-Metall-Tag mit einem QR-Code bedruckt werden?

Ja. Auf die PVC- oder PET-Oberfläche können ein QR-Code, eine Seriennummer, ein Logo und ein NFC-Symbol aufgedruckt werden. Der QR-Code bietet eine alternative Zugangsmethode für Nutzer, die NFC nicht aktivieren.

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