このプロジェクトの目的は、スマートフォンのNFCフィールドからエネルギーを取り出し、そのエネルギーでマイコンを起動して、必要な処理を行うデバイスを開発することです。デバイス自体には電池や充電池を搭載せず、スマートフォンをかざしたときに電力が供給される仕組みを目指しています。
小さな電子機器でも、専用の電源が必要で、その管理やメンテナンスに手間がかかることに不便さを感じていました。使い捨ての電池は、購入して交換し、使用後は回収やリサイクルに出す必要があります。そうした機器が複数あると、電池交換が定期的な作業になり、廃棄物も増えます。
充電池なら頻繁な交換は避けられますが、充電が必要です。たまにしか使わない機器は、必要になったときに充電が切れていることもあります。使う前に電源の状態を気にしなくてよいものを作りたいと考えました。
小さな自作デバイスの中に、独立した化学電池を入れたくないという理由もありました。特にリチウムイオン電池は、損傷すると発火の危険があり、寿命を迎えた後の取り扱いにも注意が必要です。
一方で、ある程度の容量を持つ充電池は、ほぼいつも持ち歩いています。スマートフォンの中にある電池です。そこで、そのエネルギーのごく一部を使って、短時間だけ起動し、一つの処理を行うデバイスを動かせないかと考えました。
NFC（Near Field Communication）は、機器同士を数cm程度まで近づけて、無線でデータをやり取りする技術です。身近な例が非接触決済です。利用者がカードを決済端末にかざすと、端末が支払いに必要な情報を読み取ります。この場合、端末がリーダーの役割を担い、カードはその要求に応答します。
NFCに対応した現在のスマートフォンの多くは、非接触カードの代わりになるだけでなく、リーダーとしても動作できます。
このプロジェクトで重要なのは、リーダーモードです。読み取り中、スマートフォンは内蔵電池のエネルギーを使って電磁界を発生させます。そこにパッシブNFCタグを近づけると、タグのアンテナが電磁界からエネルギーを受け取り、内部の回路がICを動かすための電力に変換します。そのため、タグは自分の電池を持たなくてもスマートフォンに応答できます。
このように取り出したエネルギーでマイコンを動かし、必要な処理を行わせるのが、このプロジェクトの考え方です。そのためには、受け取ったエネルギーの一部を外部の部品へ供給できるモジュールが必要です。
試作には、NXPのNTAG 5 linkファミリーに属するIC、NTP5332を搭載したMIKROEのモジュールを使用しています。MIKROE NTAG 5 Link Clickは、このICを搭載し、電磁界からエネルギーを取り出して他の部品に電力を供給する、エネルギーハーベスティング（energy harvesting）機能に対応しています。MIKROEのボード説明。
当初は、送信機と受信機の二つで構成されるワイヤレススイッチを作ろうと考えていました。MIKROE NTAG 5 Link ClickとSeeed Studio XIAO ESP32C6を使った送信機が、スマートフォンから電力を得て起動し、コマンドを送信します。もう一台のXIAO ESP32C6を使った受信機には有線で常時給電し、受信したコマンドに応じて、スイッチング素子で照明などの負荷をオン・オフする構想でした。