rfid - Reichweite erhöhen

[Mandi Nice]

Hallöchen

Ich soll für einen Freund die Reichweite eines bestehenden Ohrmarkenlesegerätes erweitern.
Das Gerät verwendet einen EM4095 als Receiver.

Wie kann ich die Reichweite erhöhen ?
Und jetzt die Herausvorderung : ohne die Antenne zu vergrößern !

Ich kann eine neue Antenne bauen, ich kann an der Schaltung was ändern.
Ich kann aber nicht die Antenne größer machen ! :-(

Mit dem Berechnen der Antenne hab'ich sowieso noch Probleme.
Gibt es Tips, Tricks und Faq's für die Berechnung einer Antennenspule ?
Wäre sehr dankbar dafür.
Ich bin Elektroniker mit Erfahrung im Digitalbereich. Aber im Analogbereich besonders wenn's um Frequenzen und Spulen geht, fehlt mir die Erfahrung.

DANKE !

hmg
Mandi

[gunzelg]

Hallo Mandi
so weit ich weiss kann man zur Erhöhung der Reichweite nur entweder die Antenne größer machen oder die Sendeleistung erhöhen. Wenn du also die Antenne nicht vergrößern kannst, bleibt wohl nur der Weg über die Sendeleistung (des Readers)

Gerhard

[Ceos]

prinzipiell stellen sich hier 2 fragen, ist die reichweite der induktion für die RFIDs zu klein oder ist der empfänger nicht empfindlich genug auf die gewünschte distanz, wenn die induktion dein problem ist wirst du wohl kaum um ne veränderung an der antenne rumkommen (vll. könnte man die spannung erhöhen)

die empfindlichkeit des empfänger sollte vernachlässigbar sein, die sollte ausreichend sein, ich vemute das problem bei der induktionsspule

blöde frage: kannst du nicht 2 lesegeräte nehmen und ausprobieren? bei einem unterbrichst du die induktionsspule (bloß nix zerschnippeln!!!!) und dann bringst du beide geräte nah an den RFID chip und gehst abwechselnd mit einem gerät weg (gerät mit induktion entfernen, wenn das signal am gerät ohne induktion noch empfangen wird ist es die empfingdlichkeit des empfänger, anders herum wenn das gerät mit iduktion am chip bleibt und das gerät ohne induktion entfernt wird und das signal noch immer lesen kann ist es die induktionsreichweite)

[Mandi Nice]

Hallo Coes

Ob es an der Empfindlichkeit liegt kann ich auch mit dem Oszi messen.
Man müsste das Signal dann einfach verstärken ?

Wenn es an der Induktion liegt :
könnte ich die Spannung an der Spule erhöhen
oder eine Spule mit mehr Windungen bauen.

Müsste aber dann den Schwingkreis neu berechnen.
Eine Schwingkreis berechnen könnte ich. Aber wie berechne ich die zu bauende Spule. Gibt's da kostenlose Programm oder Anleitungen.

Bringt es was eine Spule mit gleicher Windungszahl wie bisher zu verwendet nur mit einem dickeren Draht ( geringere Widerstand ) zu bauen um dem Stromfluss in der Spule zu erhöhen ( = größer Induktion )?

hmg
Mandi

[Ceos]

ähm ... leider reicht mein verständnis nur bis in die arbeitsweise und die physikalischen grundlagen hinein, aber was antennen und die berechnung von magnetischen feldern angeht versteh ich nur bahnhof .... irgendwie ist es mir ne innere barriere mit formeln zu arbeiten :p

aber vermuten würde ich mal das die luftspule (das gerät ist doch bestimmt so eins mit nem ring) die stärkste wirkung im zentrum hat .... man müsste nur irgendwie das indunktionsfeld an die gewünschte position erweitern (nen halb-/vollkern) aber das überlass ich den profis

wie weit soll das lesen denn gehen ? ich weis nich warum aber ich hab da so n bild von nem gatter wo die tiere durchgeh und gezählt werden sollen oder was ähnliches ?! musst dich hier natürlich nicht über den verwendungszweck auslassen wenn du nich magst ...

wie kommst du eigentlich auf schwingkreis .... ich dachte eigentlich das es nur eine gewöhnliche induktionsspule ala transformator ist, der schwingkreis sollte eigentlich nichts mit den spule zu tun haben

[Mandi Nice]

Hallöchen

Soweit hab's das gecheckt, dass die Spule mit einem Kondensator als Schwingkreis in Resonanz betrieben wird.

Ich denke der Grund dafür ist, dass in diesem Fall wird einfach am meisten Energie übertagen wird.

Es muss daher die Spuale und der Schwingkreis berechnet werden !

Nochmals meine Frage zur Spule : ( ob ich es als Digitaltechniker richtig verstanden habe ? )

Je mehr Windungen , je höher die Induktion und um so besser die Energieübertragung.

Je dicker der Draht je geringer der Widerstand und je besser die Güte der Spule und desto besser die Energieübertragung.

Vielen Dank

hmg
Mandi

[gunzelg]

Hallo Mandi

ganz so ist es nicht. Wenn du die Anzahl der Windungen erghöhst, erhöhst du die Induktivität. Damit veränderst du die Frequenz des Schwingkreises. Wie RFID im Einzelnen funktioniert, weiss ich nicht. Aber Prinzipiell ist es so, dass der Reader Energie überträgt und der RFID Tag antwortet mit Hilfe dieser empfangenen Energie Um die Sendeleistung der Energieübertragung zu erhöhen muss bei Beibehaltung der Induktivität der Strom durch die Spule erhöht werden. Das geht Grundsätzlich durch Erhöhung der Versorgungsspannung. Ob aber dabei die Schaltung noch funktioniert bzw, ob die Schaltung gesamz verkraftet, weiss ich nicht. Die Verendung eines dickeren Drahtes kann theoretisch die Sendeleitung auch erhöhen, ob das aber messbar ist und ob dabei die Spule nicht erheblich größer wird, kannst du dir selber abschätzen, indem su abschätzt wieviele Windungen die Spule hat.

Gerhard

[Mandi Nice]

Hallo guzelg

Ist klar, dass wenn ich die Anzahl der Windungen erhöhe ich den Schwingkreis durch Anpassung des Kondensators ändern muss, damit der Schwingekreis wieder die gleich Resonanzfrequenz hat.
Dies wäre aber koin Problem.

Grundlegend kann man aber trotzdem sagen : Je mehr Windungen desto mehr Induktion ! oder ?

Je mehr Induktion desto mehr Energie wird zum Transponder übertragen. und umso empfindlicher reagiert die Spule auf das Signal vom Transponder ?

hmg
Mandi

[Thoralf]

die Windungszahl im Reader zu erhöhen kann kontraproduktiv sein. Egal, ob Resonanz oder nicht, die Spule des Senders und des Empfängers (des RFID-tags) bilden einen Trafo. Ein erhöhen der Primärwindungszahl (also im Reader) bewirkt ein absinken der Spannung im Tag. Irgendwann kann damit der Tag nicht mehr ausreichend versorgt werden.
Außerdem sollte man beachten, daß bei einer Entfernungserhöhung um das Doppelte die Sendespannung auf das Vierfache steigen muß. Das bedeutet, daß man den Reader vollkommen neu konzipieren muß.

Dickerer Draht in der Readerspule bringt eigentlich nix. Er verringert nur den ohmschen Widerstand der Spule, erhöht aber nicht die Spannung in der Spule des Tags.

Übrigens, weil das als Frage gestellt wurde: Die Energie, sprich der Magnetfluß ist im Innern der Spule in der Querschnittsebene gleich verteilt.

[gunzelg]

Hallo

<
Je mehr Induktion desto mehr Energie wird zum Transponder übertragen. und umso empfindlicher reagiert die Spule auf das Signal vom Transponder ?
>
ne, da höhere Induktivitäet = höherer Widerstand (X = 2Pi*f*L), also weniger Strom. Die Sendeleitung nimmt nicht zu.

Gerhard

[shaun]

Schönes Thema, ich empfehle die Lektüre des "RFID Handbuch", da steht viel Blabla drin, aber auch gute Grundlagen zum Thema Leserspulen.
Das B- bzw H-Feld würde ich auch nicht berechnen wollen, zumal es dreidimensional ist, mein Schmierblock hat aber nur zwei Dimensionen ;)
Vor allem nützt Dir die Theorie des Feldes wenig, wenn Du die Beeinflussungen durch die Peripherie nicht mitmodellieren kannst und sowieso nicht weisst, welche Eigenschaften und v.a. Streuungen die Tags haben.

Was den Tipp mit dem Entfernen der Spule angeht: was soll das? Ohne Leserspule wird das Ding ziemlich genau gar nichts empfangen.

[Mandi Nice]

Hallöchen

Vielen Dank an alle.
Habe nun eine Anleitung gefunden.
Und komischerweise stimmen meine Berechnung damit auch.

hmg
Mandi