RFID avläsning, taggar, slinga m.m.

[ConnyWesth]

Jag håller på med att lära mig lite om ARDUINO och RFID.

Jag har nu lyckats bygga en ARDUINO-lösning där jag använder en avläsare för RFID som heter RDM6300 (pyttelitet kretskort som kostar 5,50 USD på AliExpress). Det finns en liten lindad slinga som fungerar som "antenn".

RFID-Taggarna är 125 KHz och ser ut som nyckelringar och har inbyggt batteri som håller för 10 000 avläsningar. Avläsningsavstånd är ca 3 cm. Man måste hålla taggen över slingan någon sekund innan den "uppfattas" av avläsaren.

Den nuvarande slingan för avläsning är ca 3x4 cm och lindad okänt antal många varv.

Den nuvarande lösningen bygger på komponenter för öppning av dörrar m.m. så den räcker inte för vad jag har tänkt att göra, kontroll av förbipasserande fordon.

Jag har ett fungerande program för ARDUIONOn och ett C#-program som läser av en COM-port och visar taggens data i en console på PCn. PC och ARDUINO kommunicerar via USB.

Detta är en mycket enkel konstruktion som i stort sett följer ett läroboksexempel.

Vad jag nu vill åstadkomma är:

- Att ha längre läsavstånd mellan tag och slinga (ca 50 cm)
- Avläsningshastighet ökas till 120 Km/tim (dvs ca 34,7 m/sek)
- Taggarna har extern strömkälla
- Jag är öppen för att använda andra frekvenser som 13,6 MHz, 433 MHz, eller 900 MHz eller Whatever....
- Jag vill ha en slinga (endast 1 varv) för avläsning som är ca 20 meter tråd (kanske med ett 470 Ohms motstånd på mitten)
- Slingan ska ligga nergrävs ca 5 cm under marken i ett befintligt kabelrör av plast
- Superbra om jag kan bygga allt från grundläggande standardkomponenter

Tips hur jag kommer vidare sökes.

Jag förstår att det är en del intressanta utmaningar i detta och jag har letat men inte hittat någon befintlig lösning beskriven med ritning/kretslayout. Det gör det extra spännande för mig (som är nybörjare på detta).

Finns det billiga taggar att köpa så är det ju bra men jag drar mig inte för att bygga ersättare för RDM6300 och även taggar om det behövs. Jag gör detta för att lära mig så att köpa färdiga RFID-system, för dyra pengar, är inte aktuellt.

[LaRdA]

För det första , är du säker på att taggarna innehåller ett batteri?
För normalt brukar vad jag vet 125kHz taggarna vara passiva, dvs att dom får sin energi induktivt från läsaren?

[Icecap]

Först och främst är RFID inte bra till detta! Ska det kunde lösas är det i grunden inte så svårt men RFID är inte svaret i vilket fall som helst.

Tänk som följer: På varje fordon finns det en ASK-sändare. Den sänder ut en specifik moduleringsfrekvens som identifierar varje fordon. Passerar fler bilar samtidig mätpunkten blir deras signal blandat ihop men det är inget problem heller, ett shiftregister kan lösa den biten!

Rent logisk gör man så att det mottagna signal shiftas in i ett shiftregister med många steg. Sedan kollar man 3 uttag med rätt avstånd, om alla 3 är aktiva samtidig är en specifik frekvens aktiv.

Detta kan göras i mjukvara på en µC med en hygglig hastighet.

Vad ska du mäta? Hastighet eller närvaro eller tid mellan avläsningarna (varvtid)?

[Andy]

För det första , är du säker på att taggarna innehåller ett batteri?
För normalt brukar vad jag vet 125kHz taggarna vara passiva, dvs att dom får sin energi induktivt från läsaren?

Instämmer, jag är ganska säker på att det inte finns några med batteri, jag har aldrig sett några sådana iaf och det finns ingen anledning.

[Josty Kid]

Ni har aldeles rätt, det finns inger batteri i RFID taggar för 125khz - 13,56mHz. Det är just det som är hela vitsen med det hela, inget underhåll och det går att bygga tåliga taggar relativt billigt.

Energisn induceras via antennen till en motsvarande antenn i taggen och skapar enegi som används av ett chip som communicerar tillbka med hjälp av den mottagna energin - kortfattade varianten. Det är också därför räckvidden är begränsad, elfält försvagas fort med avståndet.

[ConnyWesth]

Det är viktigt att avläsningshastigheten blir hög, så det går att läsa av taggarna/transpondrarna i hög fart (ca 120 km/tim) med hög noggrannhet Noggrannheten behöver vara ca 0,005-0,001 sekunder när man läser av tidstämpel i hela systemet.

Avläsningsavståndet måste vara ca 50 cm.

Fordonet har tillgång till tillräcklig elkraft för att driva en elförsörjd tagg/transponder, utan några som helst problem (dvs ca >5 Ah med >7 Volt.

För att nå tillräcklig noggrannhet behöver taggen/transpondern spruta ur sig åtminstone hundratals informationspaket i sekunden. Avläsaren läser av alla dessa informationspaket och sedan beräknas ett genomsnitt av tidstämpeln för varje.

Taggen/transpondern behöver dock bara lämna ifrån sig sitt globalt unika ID. Resten (dvs tidstämpeln) räknas ut av andra delar i systemet.

Det är dels:

- avläsningstid (varvtid),
- inloggningstid och närvarokontroll

som systemet ska användas till.

I teorin ska 20 fordon kunna passera samtidigt, men det sker sällan eller aldrig.

[AndLi]

Varför inte titta på EMIT system för tidtagning?
http://www.emit.no/sv

[RRacer]

Låter som kart eller RC-bilar.
Det som används mest i de sammanhangen är väl AMB:s system?
http://www.mylaps.com/en/our-systems
De är ju iofs ganska dyra, så jag förstår om du letar efter an alternativ lösning.

[ConnyWesth]

Det är helt ointressant att köpa in ett färdigt system!!!!!

Detta är för att jag ska lära mig hur saker och ting fungerar!!!

Men jag har valt att bygga ett system som ligger nära min andra hobby; radiostyrda bilar.

Det är som sagt fullkomligt ointressant att "köpa in" ett färdigt system, hela syftet med detta projekt är att lära mig hur elektronik och RFID fungerar, samtidigt som jag bygger något användbart i min hobby.

Min klubb har redan ett Varvräkningssystem från AMB/MyLaps.

[Icecap]

Om detta är för att lära dig RFID är det helt fel projekt att jobba med. RFID är inte till för snabba avläsningar på detta vis.

[ConnyWesth]

Då undrar jag som nybörjare vad som skulle passa som teknik, för tillämpningen så jag kan söka mig vidare.

Eftersom jag är nybörjare på elektronik så gissar jag mig fram och testar om det funkar, funkar det så är det kanonbra, annars får jag ompröva mina tankar och funderingar.

Jag vet att den nuvarande tekniska lösningen använder aktiva induktiva transpondrar med extern energiförsörjning. En transponder kostar idag 700-1000 kr per styck i konsumentledet. Min tanke med RFID var att hitta en lösning med betydligt lägre kostnad för transpondrar.

En decoder (avläsare och tolkare) kostar idag drygt 20 000 kr. Med programvara kommer man upp i en kostnad på minst 25000 kr för att ööver huvud taget komma i gång. Till det kommer installation och en del annat runt omkring.

Tanken med RFID var att hitta en enklare och billigare lösning som jag som amatör kan bygga själv. Men som ändå klarar att läsa av varvtiderna från en RC-bil.

Jag hade tänkt att en transponder/tagg i fordonet kontinuerligt kan skicka ut informationspaket som läses av när fordonet passerar slingan. Precis som dagens system fungerar.

Vad är lämplig teknik för att lösa detta?

[Icecap]

Om det rör sig om RC-bilar hade jag direkt vald IR!

Varje fordon har en uppåtriktat IR-LED som sänder pulser med en fast frekvens - men olika frekvenser per fordon. Och inte harmoniska av varandra, detta kan bli det största problem att räkna ut.

Över mätstationen placerar man en mottagarstation med ett antal IR-mottagare, sedan är resten bara en fråga om att sortera ut signalerna och för det behövs i grunden bara ett shiftregister och lite klurighet.

Sändarna blir mycket billiga, kan drivas på körströmmen och drar knappast något ström och väger mycket lite. Det svåraste är nog att få dom stabila i frekvensen men det kan lösas också.

Mottagaren bli mycket billig - men det ska tänkas en del när mjukvaran ska lösas.

Strömsnålt, billiga komponenter, ingen specialkomponenter, låg vikt, enkel teknik. Vad mer önskar du?

[ConnyWesth]

IR har vi provat, funkade inte alls bra. Det var väldigt beroende av att ha direkt optisk kontakt mellan sändare och mottagare.

IR är dessutom extremt känsligt för smuts och lera som det finns massor av inom denna verksamhet.

Induktion är en beprövad teknik som används i klubbens nuvarande varvräkningssystem.

Men jag var nyfiken på om RFID skulle vara en användbar teknik, RFID bygger väl även den på radio/RF/Induktionsteknik så den ligger närmare rent tekniskt så jag är mer inne på det spåret.

Finns det verkligen ingen möjlighet att använda RFID för denna typ av avläsning? Om inte RFID funkar så är jag mer inne på att pröva induktion med vanlig RF-teknik så jag kan använda en vanlig enkel antennslinga i marken (som det funkar idag).

Jag har tyvärr inte kunskap om frekvens och om man använder AD/DA-omvandlare m.m. för att få fram en digital signal som kan läsas av av avläsaren.

Det finns en RFID-bok till ARDUINO:n som man kan köpa från tidningen Elektor som jag funderar på att skaffa. Jag skulle vilja pressa sista musten ur RFID-spåret innan jag överger det.

[Magnus_K]

Har aldrig sysslat med RFID själv men här har dom byggt något som verkar kunna få en korrekt utläsning vid en hastighet av 113 km/h. -> Youtube

Sen om detta är något du kan tillämpa eller har nytta av har jag ingen aning om.

[ConnyWesth]

Strålande, då har jag något att arbeta vidare med.....

Tack för tipset.

Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/ISO/IEC_15693

http://www.msoos.org/largefiles/rfid_soos_pres.pdf

There are a multitude of standards for contactless ICs:
ISO14443 for proximity contanctless cards
ISO15693 for vicinity contactless cards
ISO18000 set of standards for RFIDs
EPCglobal Class 1 Gen 2 (=18000-6C)