Zvýšení dosahu RFID

[mrkivka]

Koupil jsem si modul čtečky RFID 13,56 MHz s anténou. Byla k ní přiložena karta se kterou není problém číst na 4 cm. S mojí kartou je to ale jenom polovina. Potřeboval bych se dostat alespoň na 5 cm s mojí kartou.
Ve VF technice se nevyznám a potřeboval bych poradit. Musím si udělat vlastní anténu, která bude rezonovat na 13,56 MHz a bude mít větší indukčnost než anténa koupená? Nebo jestli nevíte, kde se dá koupit už hotová. Na netu jsem našel spoustu návodů na návrh antény pro RFID Tagy, ale né pro čtečku. Nebo jsou ty antény stejné?

[Zaky]

Jesti nemáš těch krátkodosahových karet nějak mnoho, tak v první řadě si opatři ty lepší s vyšším dosahem, umí se hodně lišit. V dalším kroku můžeš zkusit navinout novou cívku s větším průměrem, dosah se zvětší. Cívku ovšem musíš dostat do rezonance, ve čtečce najdeš u cívky kondenzátor, jehož změnou doladíš odchylku v indukčnosti nové cívky. Bez vybavení to jde blbě. Dále možná IO ve čtečce umožní mírně zvýšit výkon, kterým budí cívku, mrkni do datasheetu. Dosah 125kHz RFIDu mám po úpravách ze 4 cm použitelných 15cm, kartu není třeba vyndat z kapsy, jen přistoupit ke čtečce a dveře jsou otevřeny
Michal

[Zaky]

Jesti nemáš těch krátkodosahových karet nějak mnoho, tak v první řadě si opatři ty lepší s vyšším dosahem, umí se hodně lišit. V dalším kroku můžeš zkusit navinout novou cívku s větším průměrem, dosah se zvětší. Cívku ovšem musíš dostat do rezonance, ve čtečce najdeš u cívky kondenzátor, jehož změnou doladíš odchylku v indukčnosti nové cívky. Bez vybavení to jde blbě. Dále možná IO ve čtečce umožní mírně zvýšit výkon, kterým budí cívku, mrkni do datasheetu. Dosah 125kHz RFIDu mám po úpravách ze 4 cm použitelných 15cm, kartu není třeba vyndat z kapsy, jen přistoupit ke čtečce a dveře jsou otevřeny
Michal

[mrkivka]

Karty už všichni mají a za jiné je vyměnit nemůžu. K dispozici pro ladění mám generátor pulzů a osciloskop. Těch kondenzátorů je u antény hned několik a přesně nevím jaké mezi nimi platí vztahy a jak anténu doladit(viz.schema z datasheetu).
Zvýšení budícího výkonu čtečka bohužel neumožňuje

[MiloshCZ]

Ahoj,
nechci ti brát iluze, ale naladění antény na 13.56MHz je tošku složitější než ladění antény na 125kHz.
Pro jednoduchost té cívce budu říkat anténa, ale ona to ve skutečnosti žádná anténa není. Je to jen jedno vinutí transformátoru s velmi volnou vazbou (druhé vinutí je v kartičce).
125kHz
k tomu ti stačí vědět, jakou máš indukčnost antény a pak si jednoduše spočítáš kapacitu tak, abys to měl v rezonanci. Nebo prostě zkoušíš kondenzátory do té doby, dokud nemáš na anténě maximální napětí (klidně 100-150V).
13.56MHz
Tady je situace složitější. Je potřeba se na to dívat už tak, že výstup z té čtečky má nějakou impedanci (na 90% to bude buď 500 nebo 50 Ohmů) - to určují součástky L0 a C0. Anténa je jen cívka na plošňáku, kdybys jí dělal z drátu, tak stačí pár závitů (klidně jen 4, kdybys jich měl víc, tak budeš mít moc velkou indukčnost a vycházely by ti moc malé kondenzátory - bylo by to náchylné na parazitní kapacity). Tuhle anténu je potřeba naladit nejenom tak aby měla rezonanci na 13.56MHz, ale taky aby měla impedanci stejnou jako má výstup z té čtečky (takže 50 nebo 500 ohmů). K tomu slouží kondenzátory C1 a C2. Napětí na vyladěné anténě je cca 20-30V.
Problém je, jak toho dosahnout. Na to totiž nestačí jen osciloskop a generátor. Tím jsi schopen naladit anténu do rezonance, ale nejsi schopen změřit impedanci. Pár antén na 13.56MHz jsem už dělal - mimo jiné se živím návrhem RFID čteček - a na naladění antény mám 2 měřáky. Jedním se měří vlastní rezonanční kmitočet samotné antény a druhým se měří impedance (měřáky cca za 200-300€) + software který zjednodušuje práci (člověk do něj napíše změřené parametry a on mu vyplivne jaké připojit kondenzátory, zase se to změří a řekne jak kondenzátory upravit, tak se postupuje postupně asi 5x až je naladěno). Bohužel s tímhle jednoduchým vybavením můžu ladit pouze antény s impedancí 50 Ohmů.

Jak koukám na tvoje schéma, tak tam bude integráč od NXP a ten má výstup 500 ohmů, takže ti nepomůžu s laděním tvé antény

Jinak obecně ohledně čtecí vzdálenosti u karet na 13.56MHz. Tam je totiž hrozně složitá situace, protože na 13.56MHz funguje několik systémů:
založené na normách ISO:
ISO14443A - Mifare, Mifare DESFire, Legic
ISO14443B - Legic
ISO15693 - HID iClass, InsideContactless, Legic
NFC
proprietární formáty:
LegicRF
Felica

A každá z těhlech technologií má různou čtecí vzdálenost. Například (u stejné antény):
ISO14443A s čipem Mifare - cca 5-7 cm
ISO14443A s čipem Mifare DESFire - 3-5 cm
ISO15693 s čipem Legic - 8-10 cm
LegicRF - 10-13 cm

Jak vidíš, tak situace kolem čtečky na 13.56MHz je velmi složitá. Ale soudím, že v tvém případě ta kartička s dlouhou čtecí vzdáleností je obyčejná mifarka a ty které ti to čte jen na krátkou vzdálenost jsou Mifare DESFire (ty čipy potřebují víc energie ke své funkčnosti) - nejsou to náhodou OpeaCard nebo ISICy?

Promiň za takový mentální průjem, ale krátce bych to napsal asi takhle:
Vyser se na to a sežeň si čtečku která bude líp vyladěná

[mrkivka]

Je vidět, že víš o čem píšeš Odhadl jsi to naprosto přesně S tou kratší vzdáleností to jsou ISIC karty(nikde jsem nemohl dohledat, co je to za čip) a s tou větší Mifare.
Chtěl bych se zeptat, jak myslíš(nebo jak změřím) "Napětí na vyladěné anténě je cca 20-30V." Protože při měření osciloskopem napětí není zdaleka tak vysoké. Něco přes 2V.
Druhá věc: Takhle přes net těžko říct, která čtečka bude jak vyladěná a kterou koupit Nemáš zkušenost s nějakou konkrétní, co je dobře vyladěná a dosáhnu s Mifare DESFire alespoň na těch 5cm?

btw. Zabývám se spíš vývojem kódu pro mikrokontrolery. VF elektronika je pro mě neznámá.

[MiloshCZ]

Ahoj,
jestli máš na anténě cca 2V, tak to není dobře vyladěná anténa. Soudruzi v číně udělali někde chybu. Předpokládám tedy, že to měříš osciloskopem (který je aspoň do 50MHz) a sondou která má vstupní impedanci 10MOhmů. Mifare čtečky si děláme svoje (bohužel není možnost jak bych ti jí prodal ), ale můžeš zkusit tohle:
http://obchod.hw.cz/?cls=stoitem&stiid=40814 Měl jsem v ruce nějakou jejich vývojovou verzi a jakžtakž to fungovalo (když to koupíš přes net a nebude ti to vyhovovat, tak to vrátíš ), bohužel to bude asi dražší než ta čínská verze (vím za kolik vyrábíme my naše moduly, ale součástkové náklady nejsou všechno).
Jen takové upozornění, jakékoliv kovové (vodivé) plochy v blízkosti antény výrazně snižují čtecí vzdálenost. Vzniká tam závit na krátko a odebírá to dost energie a navíc to rozlaďuje anténu (například naše čtecí moduly ladíme přímo v zařízení a mimo mají menší čtecí vzdálenost než uvnitř).
P.S. Teď jsem jen tak pro zajímavost změřil čtecí vzdálenost u jedné z našich čteček (anténa je 13mm nad plošným spojem s rozlitou mědí):
Vzdálenost karty od antény a čtení UID (unikátního ID)
ISO 14443A Mifare - 82mm
ISO 14443A Mifare DesFire - 44mm
ISO 14443A Legic JCOP (Java karta) - 35mm
ISO 15693 - 103mm

[Thommy]

Zdravím,
právě bojujeme s návrhem antény a následném vyladění pro čtečku RFID 13,56MHz.
Jak naladit rezonanční frekvenci antény atd..
Má s tím někdo zkušenosti?


Díky za odpověď

Tomáš