निष्क्रिय एचएफ आरएफआईडी रीड रेंज को बढ़ाने के लिए मैं क्या कर सकता हूं?

Question

मैं एक प्रोटोटाइप पर काम कर रहा हूं, जिसका एक कार्य यह पता लगाना है कि क्या कोई वस्तु कुछ सेमी तक "रेंज में" है। अभी मैं सिर्फ एक Arduino और एक सस्ते Mifare RC-522 किट का उपयोग कर रहा हूँ जो 13.56 MHz पर काम करता है:

मैंने सफलतापूर्वक टैग का पता लगाने के लिए इसे प्राप्त कर लिया है, लेकिन केवल 3-4 सेमी की दूरी पर जब टैग एंटीना के समानांतर उन्मुख होता है।

मेरे सीमित शोध के अनुसार , एचएफ बैंड निष्क्रिय टैग, एंटीना आकार, टैग आकार और अभिविन्यास और ट्रांसीवर शक्ति जैसे कारकों के आधार पर 10 सेमी और 1 मीटर के बीच की सीमाओं को पढ़ने की अनुमति देता है।

मुझे लगता है कि यह सस्ता पाठक के रूप में काम करने के लिए नहीं है, लेकिन मैं कुछ ऐसा बनाने में दिलचस्पी रखता हूं जो 15-20 सेमी की सीमा को पढ़ता है।

कुछ मानदंड:

• कई टैग पढ़ने की जरूरत नहीं है; केवल एक टैग सीमा में है या नहीं।
• टैग को लिखने की आवश्यकता नहीं है।
• सक्रिय टैग का उपयोग नहीं किया जा सकता।

मैं आरएफआईडी रीडर निर्माण (अभी तक) के साथ अनुभव नहीं कर रहा हूं, लेकिन मुझे यह जानने में दिलचस्पी है कि मुझे क्या करना चाहिए।

यहाँ कुछ चीजें हैं जिन पर मैंने विचार किया है:

• सस्ते आरएफआईडी रीडर पर एम्बेडेड ऐन्टेना खाई और अपने खुद के, बड़े एंटीना का निर्माण करें। मुझे यह देखने की आवश्यकता होगी कि क्या ऑनबोर्ड MFRC522 अतिरिक्त शक्ति प्रदान करने के कार्य तक है।
• एक अलग आईसी की तलाश करें जिसके चारों ओर स्क्रैच से एक रीडर बनाना है।
• एक (अधिक लागत प्रभावी) बनाने की कोशिश करने के बजाय एक तैयार समाधान खोजें।
• सरल निकटता का पता लगाने के लिए आरएफआईडी के अलावा कुछ और का उपयोग करें।

मैं माइक्रोकंट्रोलर और बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ अनुभव कर रहा हूं, और ऑडियो और लाइटिंग परियोजनाएं बनाई हैं, लेकिन यह आरएफआईडी के साथ पहली बार है। चूँकि मुझे कई टैग्स पढ़ने की ज़रूरत नहीं है, जो कि RFID के लिए उपयुक्त है, मैंने शायद किसी प्रकार के चुंबक और हॉल-इफेक्ट सेंसर पर विचार किया है, लेकिन सीमा पर्याप्त नहीं लगती है। मैंने एक अल्ट्रासोनिक निकटता डिटेक्टर का उपयोग करने पर विचार किया था, लेकिन आवेदन में किसी भी व्यक्ति को अनदेखा करते हुए टैग की गई वस्तु का पता लगाने के लिए कॉल किया गया था (अल्ट्रासोनिक असंगत वस्तुओं पर झूठी सकारात्मक का उत्पादन करेगा)। मैंने वस्तु पर रखी गई किसी प्रकार की परावर्तक सतह पर विचार किया है, और परावर्तित प्रकाश का पता लगाया है, लेकिन संरेखण बनाए रखने के लिए वस्तु अभिविन्यास पर्याप्त विश्वसनीय नहीं है।

इसलिए, संक्षेप में, मैं अपने मौजूदा पाठक के लिए क्या संशोधन कर सकता हूं, या एक निष्क्रिय टैग वाली वस्तु का 15-20 सेमी पता लगाने के लिए मुझे किस वैकल्पिक तकनीक का अनुसरण करना चाहिए?

मैं एसपीआई का उपयोग करके माइक्रोकंट्रोलर के लिए जो भी निकटता डिटेक्टर का उपयोग करता हूं, उसे जोड़ने की योजना बना रहा हूं।

Comments

30 मिमी व्यास के साथ 13 मेगाहर्ट्ज आरएफआईडी टैग का उपयोग करने पर सीमा 50% अधिक होती है अगर मैं टैग के पीछे 10 मिमी डायम निओडीनियम चुंबक रखता हूं। यह पढ़ता है और ठीक लिखता है। मुझे पता नहीं क्यों ... लेकिन यह काम करता है।

— rfid nerd

Answer 1

मैं केवल अपने अनुभवों से संबंधित कर सकता हूं: -

यदि आप अत्यधिक दूरी पर सामान्य रूप से संचालित-संचालित निष्क्रिय प्रकार के टैग का पता लगाना चाहते हैं, तो आपको एक बड़े चुंबकीय क्षेत्र से उस टैग को शक्ति प्रदान करनी होगी। अपने चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत बनाना एकमात्र तरीका है जिसे मैं जान सकता हूं (और सिफारिश कर सकता हूं)। इस शक्ति का एक अंश वसूल करने में अपने टैग को अधिक कुशल बनाना भी सौदे का हिस्सा है। टैग द्वारा आवश्यक ऊर्जा को छोटा करना भी सौदे का हिस्सा है।

एक बार "निष्क्रिय" टैग को उस चुंबकीय क्षेत्र से पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त हो रही है, यह अपनी उपस्थिति की घोषणा करने के लिए एक आरएफ सिग्नल प्रेषित कर सकता है - क्योंकि यह केवल बहुत कमजोर रूप से संचालित होता है यह कुछ सौ से अधिक माइक्रोवेव को संचारित करने में सक्षम नहीं हो सकता है। इस ट्रांसमिशन को प्रचलित चुंबकीय क्षेत्र के साथ युद्ध नहीं करना चाहिए जो इसे शक्ति देता है - यह एक वाहक आवृत्ति पर होना चाहिए जो इसके लिए सबसे प्रभावी ढंग से काम करने के लिए बिजली चुंबकीय क्षेत्र के साथ असंबद्ध है। इसके लिए आवश्यक होगा कि विद्युत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाली स्थिर वस्तु इस RF सिग्नल को प्राप्त करने में सक्षम हो।

तो अब आपके पास दो ट्रांसमिशन हैं - ट्रांसमिशन जो टैग और पॉवर को ID डेटा वाले टैग से ट्रांसमिशन करता है - यदि आप अधिकतम दूरी चाहते हैं, तो दोनों एक ही आवृत्ति पर नहीं हैं।

लगभग 4 इंच (शायद 5 इंच अगर मैंने इसे धक्का दिया), तो एक प्रणाली जो मैंने विकसित की है वह सामान्य रूप से बिना शक्ति वाले डिवाइस की उपस्थिति का पता लगा सकती है। हालाँकि, मुझे लगभग 1 वाट के अंतर को प्रसारित करने की आवश्यकता थी क्योंकि डिवाइस अन्य चीजों को कर रहा था जो कि बिजली की जरूरत थी - यह एक शाफ्ट पर घूम रहा था और तारों से काम नहीं होगा। इसका इस्तेमाल किया गया एफएम ट्रांसमीटर 80MHz पर था और यह लगभग 1mW पर प्रसारित हुआ। रिसीवर इस बारे में 1 मी का पता लगा सकता है लेकिन इसे विशेष रूप से 4 इंच से अधिक का पता लगाने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। यह उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र काफी बड़ा था और इसका इस्तेमाल किया जाने वाला कॉइल Litz तार से घाव था - मुझे लगता है कि यह लगभग 3 uH था और 600kHz पर इसे पार करने के लिए लगभग 400 वोल्ट की चोटी थी (अपने लिए करंट बाहर !!)। 13MHz पर चुंबकीय क्षेत्र आपरेटिंग सकता हैबेहतर हो, लेकिन यह एक व्यापार बंद होना शुरू हो जाता है क्योंकि, आपकी स्थिति में आप "पहचान क्षेत्र" को बड़ा चाहते हैं - इसका मतलब है कि एक बड़ा व्यास का तार और आप इसके माध्यम से अधिकतम वर्तमान चाहते हैं ताकि बड़े और अधिक दूरगामी क्षेत्र का उत्पादन किया जा सके आप कुंडल के अधिष्ठापन के खिलाफ लड़ रहे हैं। चुंबकीय क्षेत्र और अधिक बेहतर उत्पादन के लिए आपको उस कुंडल में करंट की आवश्यकता होती है।

उस करंट को प्राप्त करने के लिए, मैंने जनरेटर से ड्राइव करंट की तुलना में कॉइल में परिसंचारी करंट को बहुत बड़ा बनाने के लिए 250 स्ट्रैंड Litz तार और समानांतर ट्यूनिंग का उपयोग किया। इससे कोर्स के जनरेटर को डिजाइन करना आसान हो जाता है।

संक्षेप में, यदि आप दूरी पर टैग को शक्ति देना चाहते हैं, तो बड़े कॉइल को सोचें और लिट्ज़ तार को सोचें और अधिकतम दक्षता के लिए समानांतर ट्यूनिंग सोचें। पावर प्राप्त कॉइल भी बहुत कम नुकसान था और अधिकतम दूरी पर सेट होने पर जितना संभव हो उतना वोल्टेज प्राप्त करने के लिए अत्यधिक ट्यून किया गया था। यह वही है जो आपको मेरी राय पर ध्यान देना चाहिए।