Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RFID Karte mit FRAM bauen


von Mow (Gast)


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Hallo @ all,

bin gerade in meinem Praxissemester. Ich soll jetzt ein RFID Interface 
bauen als Ersatz für die bisherigen 40-poligen Memory- und AccessCards 
für ein Panel. Der Grund für den Ersatz ist, dass die Pins an den Cards 
sehr leicht verbiegen, und wenn man dann eine Karte mit verbogenen Pins 
an ein anderes Panel steckt geht der Stecker auch kaputt. Und so 
verbreitet sich das ganze wie "Aids"...

Am Anfang wollte ich nur die AccessCards ersetzen und wollte das ganze 
mit der 125 kHz Technik lösen, da die MemoryCard nur einmal im Monat in 
Einsatz kommt. Jetzt haben wir ein großen Kunden der die MemoryCard 
jeden Tag einsetzt. Folglich muss ich jetzt beide Karten ersetzten. Das 
Problem dabei ist, dass die MemoryCard ein EEPROM von  64Kbyte hat. Und 
ich brauch genau die selbe Memory-Größe auf der RFID Karte. ---> Adiö 
125kHz Technik..

Als nächstes habe ich nach RFID Karten geschaut mit großem Speicher, 
habe leider nicht viel gefunden. Fujitsu hat eine RFID Karte mit 64KB 
FRAM Speicher jedoch im 800 MHz Bereich, was das ganze noch 
komplizierter macht.

Jetzt haben mein Betreuer und ich beschlossen eine eigene RFID Karte zu 
bauen mit der 13,56Mhz Technik. Und zwar wollen wir auf der Karte ein 
FRAM verbauen, da er viele Vorteile im Vergleich zu den anderen 
Speichern hat.
TI hat auch ein ganz guten Reader IC TRF7960, den wir auch verwenden 
wollen.

Genug zur Vorgeschichte... JETZT kommen meine Fragen an euch!!

- Hat jemand von euch schonmal eine RFID Karte mit ähnlichen Komponenten 
gebaut?

- Hat jemand ne Ahnung was für eine Spule ich für ein geringen Abstand 
(10-20mm) ich nehmen kann? TI empfiehlt eine mit 1uH für 10 cm.

- Habt ihr sonst noch irgendwelche Vorschläge, konstruktive Kritik oder 
Anregungen?

Freu mich auf eure Antworten.

Gruß aus den Staaten,

Mow

von Mow (Gast)


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Habe hier noch die Links zu den Datenblättern von den Bauteilen:

FRAM von Fujitsu:

http://www.fujitsu.com/downloads/MICRO/fme/fram/datasheet-MB85RS64.pdf

in dem Fall würden die 64kbit reichen, da wir noch eine 
Komprimierungssoftware für die Memory-Card schreiben.

Hier der HF Reader IC von TI:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/trf7960.pdf

Der Demodulator/Modulator von TI werde ich als Reader-IC verwenden und 
als Transponder-IC. Habe mir erst Sorgen gemacht bzgl. der 
Stromversorgung aus dem 13,56MHz-Feld, weil ich hier im Forum gelesen 
habe dass es nicht geht. Werde jetzt den TRF7970 seperat über eine 
125kHz Spule mit Power versorgen.

Als uC auf dem Transponder werde ich den ultra-low-power MSP430 
verbauen, da er auch öfters im Zusammenhang mit dem HF Reader 
erwähnt/verbaut wird.

http://www.ti.com/lit/ds/slas241i/slas241i.pdf

Auf Reader Seite werde ich ein uC von Silabs verbauen.

von Max (Gast)


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Der TRF7960 ist dafür nicht geeignet. Er enthält lediglich die Logik und 
RF Technik für den PCD/VCD (je nachdem welchen Standard du verwendest) 
nicht um als VICC/PICC zu arbeiten.

Schau dir den 7970A an, der kann auch als Kartenemulator (als Teil 
seiner NFC Fähigkeit) eingesetzt werden.

Es gibt von TI eine Application Note, bei der du genug Leistung über die 
13.56MHz rüberschaufelst. Von den 125kHZ rate ich dir dringend ab. Der 
TRF wird dir die bis in den Empfang durchreichen und Störungen 
verursachen. (Subcarrier/Modulationsrate beachten)

von Mow (Gast)


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Max schrieb:
> Der TRF7960 ist dafür nicht geeignet. Er enthält lediglich die Logik und
> RF Technik für den PCD/VCD (je nachdem welchen Standard du verwendest)
> nicht um als VICC/PICC zu arbeiten.

Kannst du mir näher erläutern was PCD/VCD und VICC/PICC ist? habe mal 
danach gegoogelt, habe aber nichts erklärendes gefunden...

Werd mir mal die Application Note mal anschauen. Wär natürlich super 
wenn ich nur eine Spule brauche.

von Max (Gast)


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Siehe dazu ISO15693/ISO14443

PCD/VCD werden die Reader für Proximity(14443) bzw Vicinity(15693) RFID 
genannt. PICC/VICC entsprechend die Karten.

Schau dir zu den beteiligten Frequenzen je die Iso15693-2 bzw Iso14443-2 
an.
-3 für die Protokolle.

Für 1W Leistung:
http://www.ti.com/litv/zip/sloc132

von Reinhard Kern (Gast)


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Mow schrieb:
> Und zwar wollen wir auf der Karte ein
> FRAM verbauen, da er viele Vorteile im Vergleich zu den anderen
> Speichern hat.

Hallo,

ich bin verglichen mit dir am anderen Ende des Berufswegs angelangt, 
soll heissen, ich entwickle Elektronik seit mehr als 40 Jahren, da macht 
mir die Verwendung von Technologien, die (noch) nicht Mainstream sind, 
gewisse Bauchschmerzen. Man kann dabei frühzeitig auf einen neuen Zug 
aufspringen, man kann aber auch auf das falsche Pferd setzen und die 
Technologie setzt sich nicht durch, und nach einigen Jahren steht man da 
mit einer Entwicklung, für die man keine Hardware mehr bekommt. Dafür 
könnte es schon reichen, wenn FRAMs signifikant teurer bleiben als 
EEProms. Wahrscheinlich erinnerst du dich altersbedingt nicht mehr an 
die Rambus-Technologie, die Intel forcierte und die dann wieder 
unterging - ich schätze den Schaden auf viele Milliarden, nicht nur bei 
Intel, sondern auch bei denen, die solche Systeme gekauft hatten.

Der Hauptvorteil von FRAM, dass es verwendet werden kann wie normales 
RAM, kommt hier ja nicht zum tragen, der serielle Zugriff ist der 
gleiche wie bei EEProms. In kleinen µP-Systemen wird heute generell kein 
Memory-Bus mehr verwendet, also kann auch ein externes RAM nicht als 
Speicher direkt angesprochen werden. Was als Vorteil bleibt, ist die 
kürzere Schreibzeit, was bei der beschränkten Energieversorgung nicht 
unwesentlich ist.

Was ich dir raten soll, weiss ich auch nicht, denn Prognosen sind eben 
immer unsicher. Ich würde aber unbedingt anstreben, das System so 
auszulegen, dass statt FRAM auch übliches EEProm verwendet werden kann. 
Ist ja nicht neu für eure Firma.

Gruss Reinhard

von Mow (Gast)


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Max schrieb:
> Es gibt von TI eine Application Note, bei der du genug Leistung über die
> 13.56MHz rüberschaufelst. Von den 125kHZ rate ich dir dringend ab. Der
> TRF wird dir die bis in den Empfang durchreichen und Störungen
> verursachen. (Subcarrier/Modulationsrate beachten)

Der Abstand von den Spulen ist gleich Null, glaubst dass die zueinander 
trotzdem Störungen verursachen?

von Mow (Gast)


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@Max

Der 7970 hat 2 Standards mehr lesen als der 7960. Aber da ich ja die 
Karte die er lesen soll ja selber baue ist das ja in meinem Fall ja 
nicht relevant!?

@Reinhard

Das ist so ein Punkt den ich noch nicht durchdacht habe, vielen Dank für 
den Gedankengang. Werd mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen.

von Max (Gast)


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Denke du willst ihn auch als Transponder IC verwenden. Dazu muss er zu 
den existierenden Standards auch die Kartenrolle übernehmen. Dafür ist 
der 7960er unabhängig vom Standard nicht ausgelegt.

Das mit den Störungen weiss ich nicht sicher, ich kann mir aber 
vorstellen, dass 125kHz eingekoppelt in die Versorgungsspannung oder 
einem der beiden RX Pfade sehr ungünstig ist, weil sie evtl. in die 
Toleranzen von Bitänge und Modulationstiefe reinspielen. Iso14443-B 
arbeitet initial z.B. mit 10%ASK/106kBit. Iso15693 1 of 4 Kodierung hat 
eine harmonische auf 132kHz (26,48kHz [75.52us Symbol time] * 5) Ich bin 
nicht besonders versiert in HF Technik, kann mir aber vorstellen, dass 
es zur Häufung von Fehlern kommt.

Du wirst zur Addressierung zumindest wenn du Iso15693 einsetzen willst 
256 Byte Blöcke nutzen müssen, da du nur 256 Blöcke addressieren kannst. 
(Macht deine 64k am äussersten Rande der Spezifikation) d.h. du bist 
anhand der großen Frames bereits sehr störanfällig.

---

Wenn du Platz für die aktive Elektronik hast, warum dann nicht "dreckig" 
mehrere Tags nutzen (z.B.Fujitsu 2k FRAM Transponder) 
Anticollisionsverfahren und addressierendes Lesen. Birgt sicher noch 
eine Menge an Problemen (gegenseitige Beeinflussung, geteilte oder 
exklusive Antennenschleifen/Transponder) sehe ich aber eher als 
realisierbar.

Als Reader könnte mann dann z.B. fertige Module wie die von Bürklin 
verwenden, wenn du beim TRF bleiben willst.

von Max_Junior (Gast)


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Mow:

Hallo,
wollte nachfragen, ob es mittlerweile klappt?

Gruß Praktikant von Max

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