Hallo Ich arbeite gerade an einem HF-RFID Projekt, bei dem ich das Problem habe, das die Ausgangsleistung des Reader-Chips nicht genügt. Zum System: der Reader befindet sich in meiner Controll-Unit. Von dort wird er über ein Netzwerkkabel - 1,5m - (ich weiß das ist nicht optimal und dämpft das ganze - ist leider Vorgabe - ich bin auch nicht glücklich damit) mit der Antenne verbunden. Die Antenne ist folgendermaßen aufgebaut: 2 Lagen, je 4 Windungen 30x25mm der Windungsabstand ist 1mm Die Abstimmung erfolgte mit einem Networkanalyzer (SWR = 1,1 - Messung ohne Netzwerkkabel) Ich möchte nun gerne die maximalen Distanzen erhöhen. Bisher schaffe ich lediglich 2-3cm. Hat jemand dazu eine Idee wie ich dies z.B. mit einem Verstärker oder sowas in die Richtung bewerkstelligen kann, ohne dabei das System im Ganzen ändern zu müssen?
Die Leitungskapazität/Induktivität fließt einfach in die Schwingkreisresonanz mit ein. Gibt es da ein schönes Maximum bei 13,56MHz? Wie gross ist der Abschlusswiderstand durch den Chip? Gibt es Angaben über die Eingangsempfindlichkeit des Reader-Chips? (evtl. Link auf das Datenblatt)
Das ist bei den gegebenen Bauteilen schwer zu ändern. Eine "Endstufe" die mehr Leistung bringt bedeutet eigentlich, dass fast die gesamte Schaltung neu designed werden muss. Üblicherweise nimmt man da z.B. eine push-pull Endstufe mit diskreten Transistoren. Die alte Regel gilt aber auch hier: Der beste Versärker ist eine gute Antenne. Im 13,56 MHz Bereich wird eine höhere Reichweite am effektivsten durch eine grössere Antenne erzielt. Übrigens muss der Durchmesser der Transponderantenne auch immer zum Durchmesser Senderantenne passen, sonst geht der Koppelfaktor in die Knie. D.h. Senderantenne mit 50cm Durchmesser´und Transponder mit 2cm = Blöd Umgekehrt auch. 13,56 MHz RFID arbeitet mit dem magnetischen Anteil des Feldes ( H-Feld ) die allerbesten Reader erreichen etwa 1 Meter Reichweite mit einem Kartentransponder ( Kreditkartengrösse ) und einer 50cm Durchmesser Antenne am Reader. Besonders wenn recht kleine Transponder verwendet werden darf man die Erwartungen nicht zu hoch schrauben.
Hi Danke für die schnelle Antwort Dieser Chip wird verwendet http://www.sourcesecurity.com/docs/fullspec/LB-11-002c-%28SM4200%29_en-web.pdf Wir verwenden das System mit 3,3V VCC --> 70mW Ausgangsleistung. (Watch-Modus geht nur mit 3,3V) Bezüglich des Abgleichs: soll ich die Antenne mit Kabel abgleichen? Bisher habe ich nur die Antenne + Abstimmung analysiert. (Schönes Maximum bei 13,56Mhz - siehe Bild)
thomas felixberger schrieb: > Von dort wird er über > ein Netzwerkkabel - 1,5m - (ich weiß das ist nicht optimal und dämpft > das ganze - ist leider Vorgabe - ich bin auch nicht glücklich damit) > mit der Antenne verbunden. Netzwerkkabel ist dafür allerding ein übler Fehlgriff. Wenn die ganze Mimik vernünftig konzipiert ist, sollten sowohl RFID-Modul als auch Antenne auf 50Ω Wellenwiderstand unsymmetrisch ausgelegt sein. Dann sind 1,5m Koaxkabel mit 50Ω bei 13,56MHz absolut unkritisch.
Es wird ein CAT6 Kabel verwendet - das ist ja das Problem an der Sache - daher die Dämpfung. Wie gesagt das Kabel ist gefordert, da es eine Altlast ist :( Michael A. schrieb: > thomas felixberger schrieb: >> Von dort wird er über >> ein Netzwerkkabel - 1,5m - (ich weiß das ist nicht optimal und dämpft >> das ganze - ist leider Vorgabe - ich bin auch nicht glücklich damit) >> mit der Antenne verbunden. > > Netzwerkkabel ist dafür allerding ein übler Fehlgriff. > > Wenn die ganze Mimik vernünftig konzipiert ist, sollten sowohl > RFID-Modul als auch Antenne auf 50Ω Wellenwiderstand unsymmetrisch > ausgelegt sein. Dann sind 1,5m Koaxkabel mit 50Ω bei 13,56MHz absolut > unkritisch.
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Sorry Hab mich wohl beim Auswählen der Bilddatei vertan. Ich habe es nämlich extra für den Post komprimiert.
@Stefan M: > die allerbesten Reader erreichen etwa 1 Meter Reichweite mit einem > Kartentransponder ( Kreditkartengrösse ) und einer 50cm Durchmesser > Antenne am Reader. Aber auch nur wenn's ein aktiver Tag ist. Passiv dürfte das IMHO nicht möglich sein. @thomas felixberger: > soll ich die Antenne mit Kabel abgleichen? Ja, logisch! Wie ist deine Antenne aufgebaut? SM-4200 Grundschaltung, aber Anpassnetzwerk auf der Antenne? Wenn ja, dann MUSST du das Kabel mit in den Abgleich aufnehmen, denn das Kabel gehört dann zum Anpassnetzwerk, welcher der SM-4200 sieht. > Es wird ein CAT6 Kabel verwendet - das ist ja das Problem an der Sache - > daher die Dämpfung. > Wie gesagt das Kabel ist gefordert, da es eine Altlast ist :( Und wer kommt auf die Idee, einen neuen RF-Chip in einer "Altlast" haben zu wollen und dabei die Physik zu ignorieren? Ralf
Nachtrag: Deine erwähnten 2-3cm Reichweite... mit welcher Transponderart bei welchem Vorgang gemessen? Ralf
@ Ralf: Doch, 1m ist passiv möglich. ( Weiss ich aus 1. Hand, ist mein Beruf... ) Ralf schrieb: >Und wer kommt auf die Idee, einen neuen RF-Chip in einer "Altlast" haben >zu wollen und dabei die Physik zu ignorieren? Stimmt, das wollte ich auch grade fragen. Der Kunde will einen Hochofen anschliessen, hat aber nur 3x1,5mm² Leitung liegen... denk dir mal was aus... Solchen Vorstellungen muss man im Ansatz die Luft abdrehen... ganz wichtig...
Die Reichweite hab ich mit ISO14443A erzielt ISO15693 & Legic Standard wär noch besser. Es sollen aber alle 3 Standards funktionieren ne Eierlegende Wollmilchsau halt :( Danke - dann war ich hier falsch - Ich werde das Ganze dann gleich mal mit Kabel abstimmen.
@Stefan M: > Doch, 1m ist passiv möglich. ( Weiss ich aus 1. Hand, ist mein Beruf...) Und welcher Transponder bzw. welcher Standard? Legic, Mifare, etc.? 50cm Antennen bekomme ich leider nicht realisiert (Der Durchmesser ist etwa 10x so groß wie meine Geräte ;) @thomas felixberger: > Es sollen aber alle 3 Standards funktionieren > ne Eierlegende Wollmilchsau halt :( Ja und? Das ist kein Problem. Kommt halt drauf an, welche Kompromisse man einzugehen bereit ist. Beispielsweise sollten sich ISO15693 und Legic Standard nahezu identisch verhalten (weil beide schmalbandig sind). Legic empfiehlt für eine Kombination aus allen dreien eine Güte von 16 ( -> empfohlene Güte für ISO14443). Du kannst jetzt also entweder die Antenne auf 16 knüppeln, die dann für alle gleich besch... äh... gleich gut funktioniert, oder du baust meinetwegen einen "ISO14443-Jumper" ins Anpassnetzwerk. Das gleiche kannste auch machen, wenn die Antenne in der Nähe von Metall installiert werden muss. Ralf
Nachtrag:
> Die Reichweite hab ich mit ISO14443A erzielt
ISO14443 hat absichtlich geringere Reichweiten! Mehr als 100mm wirst du
bei einem "normalen" System ohne Aufwand nicht rausbekommen
(Antennengeometrie etc. mal ausser acht gelassen).
Ralf
Also Es soll hauptsächlich Mifare Classic 1k und der Legic Standard verwendet werden. Ich habe die Güten der Antennen auf 20 berechnet Mit Hilfe der Legic-Dokumentation und "HF Antenna Design Notes Technical Application Report" von Texas Instruments Die Reichweite soll sich auf 5-10cm belaufen - das würde uns genügen. Da das System aufgrund der Leitungen und Längen gedämpft wird, denke ich werden wir dieses Ziel nicht schaffen. Wie ist eure Meinung Danke übrigens für die zahlreichen Antworten!
> Wie ist eure Meinung
Es gibt von legic zwei Arten für's Anpassnetzwerk:
1) Serienkondensator-Parallelkondensator(nach
GND)-Dämpfungswiderstand-Antennenwicklung
2) Parallelkondensator(nach
GND)-Serienkondensator-Dämpfungswiderstand-Antennenwicklung
Variante 2 war glaub ich empfohlen für Systeme, die bedingt durch
Leitungslänge (Lambda/4(?)) zu große Leistungseinbußen haben. Das
könntest du mal versuchen. Allerdings werden die Werte für die
Kondensatoren relativ weit nach oben schnellen verglichen mit Variante
1.
Und dann bau auch mal parallel zur Wicklung bzw. den Dämpfungswiderstand
einen Trimmkondensator (z.B. 10-25pF) und spiel mal mit dem rum, ob du
höhere Reichweiten erzielen kannst.
Eine leichte Phasenverschiebung abseits 13,56MHz kann mitunter schonmal
was bewirken.
Ralf
Und wieder ein Nachtrag (grml):
> Ich habe die Güten der Antennen auf 20 berechnet
Und was hast du gemessen?
Ralf
Wenn du wirklich einen Verstärker brauchst, schau dir den MC1350 an. Hat symmetrische Ein- und Ausgänge und jede Menge (regelbare) Verstärkung. Ist nicht der neueste Chip, aber erhältlich. http://www.futurlec.com/Motorola/MC1350P.shtml
das mit der differentiellen Anbindung über CAT 5 sollte aber eigentlich schon funktionieren, ist ja verdrillt und die Impedanz ist auch definiert. Wenn Du nun die Anpassung der Antenne ersteinmal auf den differentiellen Wellenwiderstand des CATx kabels auslegst und dann an der eigentlichen Readerseite auf die vom reader gewünscht Impedanz transformierst könnte das gehen. Aber nicht ergessen - bei 13,56 mHz hast Du viel Geplage mit parasitären Kapazitäten, Annahmen über Anpasschaltungsbauteile sollten unbedingt nachgemessen werden. Zu prüfen ist natürlich ob das nacher noch durch die EMV Prüfung komt.... ;) vg
Die Reichweite einer 13.56MHz RFID Einheit mit passiver Karte ist in der Groessenordnung des Antennendurchmessers. Da bringt es nichts mit mehr Power zu kommen. Zudem ist die abgestrahlte Feldstaerke begrenzt. Das Groesste was ich so gesehen habe war 1m Reichweite mit einer 60cm Antenne. Die Senderleistung war etwa ein Watt. Und einen Marketing Furz wie ein herziges Kabel zwischen Transceiver sollte man besser seinlassen.
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