Forum: HF, Funk und Felder RFID Machbarkeit und hardware?


von Stephan (Gast)


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Hallo liebe mikrocontroller.net Leser,

ich denke über ein RFID System nach, deren Transponder große/teure 
Bauteile einer Windkraftanlage identifizieren soll und deren Historie 
(Wartung, bekannte Schwachstellen, Fehler, etc...) speichern soll.

Ich werde das ganze gleich noch weiter Beschreiben, in der Hoffnung, 
dass es hier einige RFID Kenner gibt, die mir sagen können, ob das 
realisierbar ist, und wenn ja, in welche Richtung man sich da bezüglich 
der Hardware etc. bewegen müsste. D.H. zB. Frequenzbereich, induktive 
Kopplung, Energieversorgung,aktiv oder passiv, Voll-und 
Halbduplexverfahren, Sequentielle Verfahren, etc.? Hinweise zu 
Herstellern von enstprechenden Transpondern und Lesegeräten wären auch 
sehr hilfreich.

Also die Idee ist, den Transponder in das Bauteil aus CFK zu 
integrieren. Der Transponder muss dabei Temperaturen von 100°C und 
vielleicht ein wenig mehr aushalten. Der Datenspeicher sollte möglichst 
groß sein. Am besten so groß, dass man eine Dokumentation mit Bildern 
abspeichern kann....also mehrere MByte. Dabei muss der Speicher 
wiederbeschreibbar sein.
Wenn möglich, soll der Transponder ohne Batterie auskommen.

Die Reichweite des Systems würde ich erstmal auf 0,2 bis 1m ansetzen, 
mehr Reichweite wäre aber auch interessant.

Der Transponder darf nicht durch das elektromagnetische Feld eines 
Blitzes zerstört werden. Blitzeinschlag in der Nähe ist möglich und 
Blitzableiter verlaufen auch in der Nähe(wenige Meter). Ich denke da zum 
Beispiel an die Induktion über die Antenne ...

besten Dank und herzliche Grüße,
Stephan

von M. M. (blackcow)


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Stephan schrieb:
> Am besten so groß, dass man eine Dokumentation mit Bildern
> abspeichern kann....also mehrere MByte.

bin kein Profi, allerdings stell ich mir das nicht ganz einfach vor. Ich 
kenne die genauen Umstände nicht, aber wäre es nicht besser nur eine 
Identifikationsnummer anzubringen und die zugehörigen Daten in einer 
Datenbank auf dem PC zu speichern?

Stephan schrieb:
> Der Transponder muss dabei Temperaturen von 100°C

Nur rein interessehalber: Welche Teile in der Anlage werden da so heiß?

von Chris (Gast)


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Das wirst du nicht realisieren können.
Mehrere MByte auf einem reinem RFID Tag zu speichern geht nicht. Da 
brauchst du externe Hardware oder wie willst du die Bilder, von welchem 
Gerät sie auch immer kommen, im Speicher ablegen?
Und dann bist du schon an dem Punkt mit der Spannungsversorgung.
Bei Windkraftanlagen ist doch immer eine Menge Platz. Da wirds doch 
möglich sein eine kleine Box zu integrieren.

von trill (Gast)


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Nur eine Seriennummer und dann eine externe Datenbank ist wohl 
realistischer. In der Formel 1 werden z.b. Teile mit kleinen gelaserten 
QR-Codes markiert und dann anhand der dort codierten IDs Informationen 
abgelegt.

von Basti (Gast)


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Wenn du nach Jahre immer noch an die Information willst, sollte es wohl 
eher passiv sein... Ich denke nicht das die Tag-ICs mit der Temperatur 
Probleme haben, eher die Gehäuse die darum gebaut wurden (Sticker, 
Karten und Schlüsselanhänger) werden damit ins Schwitzen kommen.
Mehrere MB ist unrealistisch, dass dauert auch viel zu lange zum 
auslesen!
Passiv begrenz auch die Reichweite auf ein paar cm, wenn du nicht ein 
riesen Lesegerät (wie an den Ausgängen von Kaufhallen) mit dir rumtragen 
möchtest.

Realistisch sind also eher ein paar kB... Der Trick ist es also den 
Platz sinnvoll zu Nutzen ;)

von Frank (Gast)


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Ich würde das mit QR-Code-Labels machen, dafür wurden die übrigens mal 
erfunden.

Diese enthalten lediglich eine ID-Nummer, die auf den entsprechenden 
Eintrag in einer Datenbank verweist UND sie sind z.B. auch mit einem 
Smartphone oder Tablet lesbar - diese Art von Reader ist wesentlich 
weiter verbreitet, man braucht keine "Spezialtechnik". Die Haltbarkeit 
kann man evtl. mit einem Expoxidharzüberzug steigern.

Die Datenbank würde ich auch nicht auf "einem PC" speichern, sondern auf 
einem Webserver, dann ist sie von überall her erreichbar, zur Sicherheit 
mit Username und Passwort ...

von Max D. (max_d)


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Wenns RFID sein soll würde ich mal kucken wie pcb-pool das macht, die 
werben seit paar monaten mit in die pcb integrierten (passiven) 
hf-rfids. Die müssen ja das reflowen bei 300° oder so aushalten. und 
grade bei hf-rfid ist die datenrate höher, da ist wenigstens der 
transfer von paar mb in überlebbarer zeit drinnen und die reichweite ist 
auch höher... Nur die Leser sind hald ****ing teuer.

EDIT: ich weiß aber auch da nicht ob es paar mb große tags gibt ....

von Purzel H. (hacky)


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Es ist illusorisch als Bastler ein RFID System entwickeln zu wollen, das 
besser als ein kommerzielles Produkt ist. Was an den kommerziellen 
Produkten ist nicht gut? Im Prinzip genuegt eine eindeutige Kennung, der 
Rest wird auf einem Server hinterlegt. Es ist ja nicht so, dass die 
Daten wie zB Geld oder Zugriffsrechte herumgetragen werden muss.

von ♪Geist (Gast)


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>Es ist illusorisch als Bastler ein RFID System entwickeln zu wollen, das
>besser als ein kommerzielles Produkt ist.
Seit wann haben Bastler Windkraftanlagen in ihrem Garten stehen?
Zum Topic: Nein, solöche Systeme gibt es heute nicht auf dem Markt. Es 
gibt jedoch Bluetooth Systeme, die mit Anlagen-Rechnern verbunden sind, 
und somit eine Wartung/Analyse "ohne Kabel" erlauben.

von Stephan (Gast)


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Ich danke schonmal für eure Einschätzungen!

Warum 100°C + ..weil die urpsrüngliche Idee ist, den Chip während der 
Fertigung des CFK Teils in das CFK Teil zu integrieren. Laminierung 
findet bei ca. 80°C statt.

Wenn es ein Projekt wird, dann wird es kein Hobby Bastler Projekt :-)


M. M. schrieb:
> wäre es nicht besser nur eine
> Identifikationsnummer anzubringen und die zugehörigen Daten in einer
> Datenbank auf dem PC zu speichern?

ja und nein. Mir wäre es lieber eine Lösung ohne Backendserver zu 
realisieren. Ist simpler, keine Serverkosten, keine extra Software ...

Chris schrieb:
> Das wirst du nicht realisieren können.
> Mehrere MByte auf einem reinem RFID Tag zu speichern geht nicht.

Danke für deien Rückmeldung. Weißt Du denn beiviel kByte man inzwischen 
angelangt ist? 25kByte habe zuletzt gelesen. Das war aber keine 
topaktuelle Information.

Dann habe ich von http://www.macsema.com/MegaButton.htm gehört. Kann bis 
Gigabyte speicher, wobei ich aber nicht weiß, ob das überhaupt RFID 
TEchnologie ist. Wenn jemand weiß, was für eine Technologie Macsema 
benutzt, bitte bescheid sagen.


Frank schrieb:
> Ich würde das mit QR-Code-Labels machen, dafür wurden die übrigens mal
> erfunden.
>
> Diese enthalten lediglich eine ID-Nummer, die auf den entsprechenden
> Eintrag in einer Datenbank verweist UND sie sind z.B. auch mit einem
> Smartphone oder Tablet lesbar

Hallo Frank. Das ist eine interessante Idee. Ich werde Sie im Hinterkopf 
behalten. Ein Webserver den jeder Servicetechniker dann mit seinem 
Smartphone abrufen kann und dann die Doku direkt auf sein Gerät erhält.

♪Geist schrieb:
> Es gibt jedoch Bluetooth Systeme, die mit Anlagen-Rechnern verbunden sind, und 
somit eine Wartung/Analyse "ohne Kabel" erlauben.

Weißt Du wie der Hersteller heißt?

von Stephan (Gast)


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ich meinte 256 kByte

von Purzel H. (hacky)


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Natuerlich ist es ein Bastelprojekt, da der Poster Null Ahnung hat. Ich 
kenn Leute, die haben fuer eine kommerzielle Loesung mehrere Jahre 
verbraten. Deren Produkt ist immer noch am Markt.

Im Wesentlich geht es bei Niederfrequenz-RFID (dh <15MHz) um :

-Zwei gekoppelte Schwingkeise, einer beim Reader, der andere beim Tag.
-Das Tag wird vom Reader bestromt. Der Tag enthaelt eine 
Zustandsmaschine, die direkt am RF Clock laeuft.
-Das Tag macht anhand der Daten Kurzschluesse am Feld, die als 
Seitenbanden ausgewertet werden.

Nun sollte das Ganze noch robust auf viele unvorhergesehene 
Umgebungseinfluesse sein. Die eingegossene Elektronik sieht andere 
Dielektrizitaetskonstanten, dh es ergibt eine andere Frequenz. Dann hat 
es irgendwo noch Metalle, die ziehen auch am Feld rum.

Kauft eine fertige Loesung.

von Max D. (max_d)


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Der Megabutton benutzt Kontakte (die Punkte auf den goldenen Ringen sind 
dukos), ist also nicht drahtlos.

von chris (Gast)


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Das geht in die Richtung Bluetooth sowie µSD Karte, also z.B. ein Händy 
oder
embedded Device, ev. sollten die Daten doppelt gespeicher werden,
USB Stick und SD Karte, und dann alles versiegeln.

von Stefan M. (derwisch)


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RFID Transponder in CFK ist ein Problem.
CFK ist recht gut leitfähig und schirmt einen Transponder sehr effektiv 
ab.
Wenn´s schlecht läuft ist es vergleichbar mit Alufolie, in die man den 
Transponder einwickelt.
GFK dagegen geht gut und wird in der Tat auch verwendet.
Die Chips können auch weit mehr als 100 Grad vertragen.

Bei CFK könnte man evtl. Transponder im 125 kHz Bereich ausprobieren.
Die sind nicht so leicht abschirmbar, da der magnetische Anteil des 
HF-Feldes verwendet wird ( H-Feld Antenne ).
Die Reichweite ist da aber generell sehr bescheiden.

UHF Technologie ( 868 MHz ) geht viiiiel weiter ( je nach Transponder 
auch 5m und mehr ), aber jegliche Abschirmung führt sofort zu Null 
Reichweite.

Es gibt keine RFID Transponder, die solche Datenmengen speichern können.
Wie schon gesagt wurde, wird meist nur die ID Nummer des Transponders 
gelesen, und in einer externen Datenbank sind dann die Informationen 
hinterlegt.

Eine Unempfindlichkeit gegen Blitzschläge ist auch kaum machbar.
Der Transponder dürfte so ziemlich das erste Teil an der Anlage sein, 
was in so einem Fall stirbt.

von Weingut P. (weinbauer)


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oh, es gibt schon Freaks mit ner WKA im Garten:

http://www.kleinwindanlagen.de/Forum/cf3/index.php

von Jens (Gast)


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Stephan schrieb:
> Warum 100°C + ..weil die urpsrüngliche Idee ist, den Chip während der
> Fertigung des CFK Teils in das CFK Teil zu integrieren. Laminierung
> findet bei ca. 80°C statt.

Wenn ich mich recht erinnere werden CFK-Bauteile nach der Laminierung 
noch im Ofen gebacken. Das dürften über 1000°C sein. Ich kenne keinen 
Chip der das überlebt. Außerdem verändert der Kohlenstoff die 
HF-Eigenschaften.

Also wird das wohl so oder so nichts werden...

von Stefan M. (derwisch)


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Jens schrieb:

>Wenn ich mich recht erinnere werden CFK-Bauteile nach der Laminierung
>noch im Ofen gebacken. Das dürften über 1000°C sein.

Bei über 1000° würde sich alles in ein Aschehäufchen verwandeln ( gelbe 
Glut ).
Die einzelnen Kohlefasern werden durch sehr hohe Temperaturen 
hergestellt.
Nach dem Laminieren mit Harz sind aber keine so hohen Temperaturen mehr 
im Prozess.
Da ähnelt alles dem GFK Verfahren.

von hallo (Gast)


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Hallo Stephan,

als Tipp für dich:
Frag mal auf dieser Internet-Seite nach: 
http://www.harting-rfid.com/home/

mfg

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