Projektowanie anteny RFID - 13,56 MHz

04.04.2012 18:27:01

Grupa: Użytkownik

Posty: 11 #911797
Od: 2012-3-19

Ilość edycji Admina: 1

Witam,

Mam za zadanie zaprojektować antenę do transpondera (karta o wymiarach ISO). Mam problem z uporządkowaniem wiedzy, prosiłbym o nakierowanie czy dobrze rozumuję, czy mój tok jest dobry oraz jak dojść do końca z jak najlepszymi wynikami.

Po pierwsze dane, które posiadam:
- częstotliwość 13,56 MHz +- 7kHz (Band),
- odległość działania 10 cm,

Swoją pracę rozpocząłem od narysowania układu zastępczego anteny:

Został on znaleziony w jakiejś książce ( dokładnie nie pamiętam już skąd). Więc tak: wg. mojego rozumowania:
L - indukcyjność (nie induktancja) cewki anteny,
R - skąd obliczyć?
Cp i Cr - zrobiłem zastępczą pojemność C, która jest zależna od indukcyjności cewki (ze wzoru na częstotliwość rezonacyjną). - chyba ze moze ktos wie jak obliczyc pojemnosc pasozytnicza cewki. Pojemność wewnetrzna rezonacyjna jest zintegrowana z obwodem chipa i wynosi okolo 16 pF.

Rl - opór obwodu związanego z chipem (skąd wziąć?)
u0 - napięcie odłożone na chipie (potrzebne do jego zadziałania, przyjalem 5V)
ui - SEM wyindukowane na cewce anteny.

Projektowanie anteny

Tutaj zgodnie ze wzorami ze strony: ERES - cewki wyliczyłem indukcyjność dla różnych geometrii anten ( co myslicie o tych wzorach z tej strony? )

Następnie obliczyłem minimalną wartość pola (napięcie chipa przyjałem 5V). Wiem, że zgodnie z normą minimum musi to być 1,5 A/m a max 7,5 A/m. W zależności od ilości zwojów (test od 1 do 10) otrzymałem kilka wyników.

Dla zmiennych:
- średnica ścieżki: 0,1cm
- odstęp między ściezkami: 0,1 cm
- straty R (przyjąłem) - 10 omów
- Opór obwodu wewnętrznego - 40k omów (wydaje mi się , że powinno to być sporo więc dlatego tyle wybrałem, nie wiem skąd obliczyć)

Otrzymałem wyniki pozytywne (minimalne natężenie pola magnetycznego) dla liczby zwojów 3-4 (w zależności od geometrii)

Jak dobrać prawidłowo to R i Rl? Prosiłbym kogoś orientującego się w temacie o wskazówki.

Pozdrawiam i dzięki!

Electra

29.04.2024 07:41:06

sp3suz

04.04.2012 21:38:02

Grupa: Użytkownik

QTH: JO72SV

Posty: 3380 #911957
Od: 2011-3-19

Temat był wałkowany juz kilka razy. Cofnij sie do tyłuo rok lub dwa to znajdziesz. Projektowanie cewek plaskich znajdziesz w Poradniku Ultrakrótkofalowca , zaglądnij tam. Poza tym warto brac pod uwagę drugą harmoniczną 27120 kHz. Ja spowodował bym zadziałanie na tej częstotliwości w drugą stronę. Wtedy masz rozwiązane ręce, posyłasz 13,560 MHz a odbierasz po transponderze 27, 120 MHz czyli drugą harmoniczną.Przy szybkim liczeniu towaru to jest bardziej pozytytwne ze względu na mozliwość interferencji przy nadawaniu i odbiorze na tej samej fx. Na GHz jest tak zrobione że urzadzenie opromieniowuje transponder dwubitowy częstotliwościa 2 GHz a otrzymuje 4 GHz. sam transponder to dwa paski folii aluminiowej! Widziałem to na stoisku z alkoholem, kazda butelka maila taki " transponder" - tanie toto jak barszcz. Jesli zrobisz podobnie na 13 MHz to twój sukces.
_________________
Pijmy piwo jedzmy śledzie , będziem silni jak niedzwiedzie!

Sevotharte

05.04.2012 08:46:09

Grupa: Użytkownik

Posty: 11 #912156
Od: 2012-3-19

A pytanie takie ogólne, bo cos mi sie wydaje dziwne.

Czy wraz ze wzrostem ilości zwojów, a tym samym indukcyjności - rośnie minimalna moc pola magnetycznego (potrzebna do poprawnego działania układu, potrzebne indukowane napięcie)??

sp3suz

05.04.2012 15:27:15

Grupa: Użytkownik

QTH: JO72SV

Posty: 3380 #912579
Od: 2011-3-19

Sevotharte pisze:

A pytanie takie ogólne, bo cos mi sie wydaje dziwne.

Czy wraz ze wzrostem ilości zwojów, a tym samym indukcyjności - rośnie minimalna moc pola magnetycznego (potrzebna do poprawnego działania układu, potrzebne indukowane napięcie)??

Tak tylko jak przesadzisz z ilością zwojów to po pewnym czasie "odjedziesz " anteną od częstotliwości i skutek będzie odwrotny. Owszem można antenę z 13 MHz wstroić na 27 MHz kondensatorem seregowym ale w drugą strone... nie za zbytnio( jak mówia Koledzy z Poznania). Można pokusić sie o takie dopasowanie jednej cewki aby pracowała na dwóch czestotliwościach z kondensatorem szeregowym na 27 MHz a sama jako cewka na 13 MHz. Trochę z tym zabawy ale jest do zrobienia. W koncu dyplomów ukonczenia szkół elektronicznych nie daja za przyslowiowe jajka i masło. Trza popracowac i na pewno sie uda.warunekżeby odbiornika drugą harmoniczna nie przyciąć trzeba nadajnik na 13 MHz wdriverze zaopatrzyc w eliminator drugiej harmonicznej aby odbierał z transpondera a nie z własnego nadajnika bo nici ze zczytywania towaru. Zatka się własnym sygnałem.8)
_________________
Pijmy piwo jedzmy śledzie , będziem silni jak niedzwiedzie!

Sevotharte

06.04.2012 11:37:52

Grupa: Użytkownik

Posty: 11 #913211
Od: 2012-3-19

Witam ponownie.

Wykonałem kilka obliczeń dla anteny prostokątnej (prosiłbym o rzucenie okiem na te wyniki czy one mają sens). Jest co antena prostokątna o wymiarach: 5x8 [cm], drukowana, szerokość ścieżek: 0.1 [cm], odległość między ścieżkami 0.1 [cm]. Przyjąłem dobroć Q=35 i na jej podstawie obliczylem straty w antenie. Opór obwodu chipa wyznaczylem znajac maks. prad poboru przez układ (30mA) oraz napięcie chipa 5V. Przyjąłem Rl = 300 omów.

Pytanie: w jaki sposób wybrać najlepszą opcję dla takiej anteny? odległość działania ma mieć 10 cm, ale nie wiem jak to sprawdzić (wydaje mi się że to w dużej mierze zależy od czytnika i pola wytworzonego przez niego).

Ilość zwojów [N]Indukcyjność[uH] Pojemność [pF] Moc pola mag. [A/m] Straty anteny [Ω]
1 0,130 1061,557 0,741 0,316
2 0,459 300,316 0,899 1,117
3 0,966 142,754 1,142 2,350
4 1,628 84,684 1,389 3,962
5 2,424 56,882 1,623 5,898
6 3,170 43,495 1,752 7,714
7 3,802 36,269 1,792 9,251
8 4,405 31,308 1,810 10,717
9 4,908 28,097 1,788 11,941
10 5,381 25,627 1,761 13,092

Electra

29.04.2024 07:41:06