Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik UART Drathlos im Nahbereich


von Jens Klafs (Gast)


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Guten Morgen,

Kurz:
Datenübertragung per Funk aber wirklich nur im Nahbereich (NFC)!

Vorgeschichte:
Ich habe in meiner Studienarbeit einen kleinen Ferngesteuerten Lastwagen 
automatisiert. Dieser bekommt in seiner Ladestation seine "Payload" in 
Form von Daten. Diese Daten werden ihm per IrDa über eine Distanz von 
ca. 3cm drathlos geladen.

Nun fährt der kleine Kerl eine vorbestimmte Strecke und lädt seine Daten 
im Ziel wieder per IrDa ab.

Also quasi ein Lastwagen für Daten! .-) Das ganze ist für 
Demonstrationszwecke einer Be- und Entladestation damals geplant und 
gebaut worden, funktioniert auch seit Jahren tadellos und tut auf Messen 
seinen Dienst...

Problem:
Nun möchte ich die IrDa Strecke die im wesentlichen aus uC+MCP2155+TFBS 
besteht durch eine moderne NFC (Funk) ersetzten, habe aber das Problem 
den richten Einstigspunkt in diese Thematik zu finden. Suchbegriffe bei 
google wie "uart per nfc" oder "daten per nfc übertragen" liefern nur 
Smartphone quastsch...

Die Kommunikation soll wirklich nur im Nahfeld funktionieren, also max. 
10cm oder so... daher scheiden Klassische Funkmodule aus meiner Sicht 
aus.

Wer kann mir Stichworte liefern wie ich hier ein replacment zu meinem 
MCP2155 finden kann, wäre Euch echt sehr dankbar!

Jens

von GPIO (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> Wer kann mir Stichworte liefern ...

RFID

von Jens Klafs (Gast)


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Da komme ich aber immer nur bei Tags raus... so ne richtige Point zu 
Point UART is das ja nicht...

Inzwischen bin ich auf den M24LR04E-R gestoßen, darüber denke ich gerade 
nach...

Gibt es keine Chipsätze die einfach UART im Nahfeld drathlos machen?

Jens

von THOR (Gast)


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Man könnte ne simple FSK machen und ne Leiterplattenantenne dazu. Und 
das dann zweimal wenns bidirektional sein soll.

Entweder man baut das selbst oder nimmt sowas wie den RF12B IC.

Wenn es möglichst einfach sein soll: ESP8266 + esplink, UART over Wifi.

Allerdings eliminiert das den Zweck des Lastwagens, denn die Reichweite 
ist vermutlich größer als die Strecke, die der fährt ;)

von Jens Klafs (Gast)


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Danke THOR,

zusätzlich darf die eigentliche Kommunikation auch nur im Nahfeld (max. 
10cm) funktionieren, denn wenn die Reichweite zu groß ist, keine 
einfache Unterscheidung mehr möglich ist, ob an der Be- oder 
Entladestation gerade geparkt ist! :(

Jens

PS: Eine Anforderung damals war: Nach 30cm darf von der Kommunikation 
nichts mehr zu hören sein.

von Mitlesa (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> denn wenn die Reichweite zu groß ist, keine
> einfache Unterscheidung mehr möglich ist

Das kann man mit Adressierungen lösen!

von Jens Klafs (Gast)


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Wie kann ich unterscheiden wenn beide Basisstation in Reichweite des 
Lastwagens sind?

von Mitlesa (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> Wie kann ich unterscheiden wenn beide Basisstation in Reichweite des
> Lastwagens sind?

Mitlesa schrieb:
> Das kann man mit Adressierungen lösen!

von Baldrian (Gast)


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Wie groß sind die Datenmengen die zu übertragen sind? Welchen µC hast 
du?

von TestX (Gast)


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Schau dir mal im detail das NFC protokoll an...damit kannst du auch 
datenblöcke übertragen

von THOR (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> PS: Eine Anforderung damals war: Nach 30cm darf von der Kommunikation
> nichts mehr zu hören sein.

Es ist sicher möglich, den ESP8266 so dämlich zu montieren/verstümmeln 
dass das gegeben ist.

Mitlesa schrieb:
> Jens Klafs schrieb:
>> denn wenn die Reichweite zu groß ist, keine
>> einfache Unterscheidung mehr möglich ist
>
> Das kann man mit Adressierungen lösen!

Das ist tatsächlich richtig.

Wenn du auf SPI umsteigen kannst, dann gibts den Arduino NFC Shield:

https://www.reichelt.de/?ARTICLE=191287&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&gclid=Cj0KCQjwkN3KBRCuARIsADT_flotlCOiT5NXv13HsnyAs_D71CCUePNgX_QP4ZaLbZzmeOscpX-Wd_oaAo5bEALw_wcB

von Harald A. (embedded)


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Wie wäre es mit dem Drahtlos-Ladestandard namens Qi? Damit kann man laut 
Wikipedia bis zu 2kbit/sec übertragen. Vor der eigentlichen 
Energieübertragung findet ja auch ein Austausch zur Verifizierung statt.

Chipsätze und Spulen gibt es zu Hauf bei TI, Würth und Co.

von Jens Klafs (Gast)


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@Baldrian:
Aktuell wird eine Datenraten von 9k6 8N1 verwendet, das be- und entladen 
dauert ca. 3 Sekunden. Also beides klein... :-)

Im Lastwagen ist ein AVR Mega128 verbaut, in den Basisstationen ein FPGA 
von Xilinx.

Da zusätzlich noch Statusinformationen vom Lastwagen mit übertragen 
werden sollen, reicht es nicht aus, z.B. einen RFID Tag mit den Daten zu 
beladen ihn ins Ziel zu fahren und da wieder zu entladen.

Vom Lastwagen wird aktuell z.B. Akkuladestand, Betriebsstunden, etc 
ausgelesen und Licht, Geschwindigkeit, Route gesteuert...

Zum Thema Adressierung:
Wenn ich einen Lastwagen neu auf die Strecke einsetzte, und ich ihn 
wahllos an die belade oder entladestelle setzte, er aber per Funk beide 
Basisstationen erreichen würde...

wie unterscheide ich dann Positionstechnisch wo er steht?

Jens

von Mitlesa (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> wie unterscheide ich dann Positionstechnisch wo er steht?

Ein adressierendes Übertragungsprotokoll ist prinzipiell
primär nicht dazu bestimmt eine Position des Kommunikations-
partners festzustellen / zu detektieren.

von Harald A. (embedded)


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> Jens Klafs schrieb:
>> wie unterscheide ich dann Positionstechnisch wo er steht?
>
Wäre indoor-Location möglich?

https://www.decawave.com/products/dwm1000-module

von Jens Klafs (Gast)


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@Mitlesa
Richtig! Da bin ich voll bei Dir, dann haben wir aneinander vorbei 
geschrieben...

Anhand der Basisstation muss der Lastwagen erkennen wo er steht...

von Falk B. (falk)


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@ Jens Klafs (Gast)

>Gibt es keine Chipsätze die einfach UART im Nahfeld drathlos machen?

Die gibt es.

google nfc uart

von Jens Klafs (Gast)


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Puh ok, Deine google Empfehlung hab ich durch...

Nur nochmal für mich, die da bei RFID und/oder NFC noch nicht so durch 
sind, so einfach wie bei IrDa wird das nicht? ...verstehe ich das 
richtig?

Ich hab mir jetzt mal den AS3953A von ams und ein PT501 angeschaut, aber 
irgendwie hab ich das gefühl, dass das aufweniger werden wird...

Ausserdem hab ich noch das gefunden:

http://www.schnatterente.net/technik/nfc-raspberry-pi-pn532-breakout-board

Da wird was von einem Tag emulieren geschrieben, kann ich im Moment aber 
noch nicht einschätzen?!?

Frage an die RF/HF Profi's: Könnte man ein Funkmodul RFM12 z.b. so taub 
machen, dass es innerhalb eines, sagen wir mal 30cm Radius noch 
zuverlässig genug für Datenübertragung funktioniert und ausserhalb nicht 
mehr... evtl. noch RSSI auswerten um zu sehen welche Basisstation die 
nächste ist?

Danke Jens

von Hmmm (Gast)


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Es waere einen Versuch wert, einem Funkmodul statt einer Antenne nur 
einen 50-Ohm-Abschlusswiderstand zu spendieren.

So hast Du eine sehr geringe Reichweite, ohne die Endstufe durch eine 
Fehlanpassung zu belasten.

von Harald A. (embedded)


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Was war denn an Qi oder Decawave nun so wahnsinnig falsch als das sie 
nicht einmal erwähnt werden?

von (º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· (Gast)


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Das entscheidende Stichwort waere wohl: RFID-Emulator.

Da tut eine generische CPU dann so, als waere sie ein Erfried.

Habe ich u.a. schon fuer MSP430 gesehen.

von Sebastian S. (amateur)


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Ich gehe mal einfach davon aus, dass der Transporter auch weiß wo er 
sich gerade befindet.
Irgendwer hat ihm doch gesagt: "Fahre zur Ladestation" bzw. "Fahre zum 
Entladen".

Also ist es auch der Transporter, der das Ansprechen übernimmt. Also 
sollte auch ein Adress-Byte im Datenstrom kein Problem sein.

Die End-Stationen brauchen sich dann nur noch um ihren Kram 
(Schlüsselbyte) kümmern.

von Thomas H. (flaretom)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

Es gibt auch RFID ICs mit EEProm die mit I2C am µC angeschlossen werden 
können (z.B. STM M24LR64). Da könnte der LKW-µC seine Statuswerte 
reinschreiben und die RFID Basisstation kann diese auslesen und auch den 
Rest des EEProms für den Transport benutzen.

BG, Tom

: Bearbeitet durch User
von jemand (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> funktioniert auch seit Jahren tadellos und tut auf Messen
> seinen Dienst...

NEVER CHANGE A RUNNING SYSTEM!

von Klaus (Gast)


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Jens Klafs schrieb:
> Wenn ich einen Lastwagen neu auf die Strecke einsetzte, und ich ihn
> wahllos an die belade oder entladestelle setzte, er aber per Funk beide
> Basisstationen erreichen würde...

Irgendwas optisches, wo er durch Blenden am Sender nur die eine oder die 
andere Station sehen kann?

MfG Klaus

von Uwe K. (ukhl)


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jemand schrieb:
> Jens Klafs schrieb:
>> funktioniert auch seit Jahren tadellos und tut auf Messen
>> seinen Dienst...
>
> NEVER CHANGE A RUNNING SYSTEM!

Das ging mir auch durch den Kopf.
Die jetzige Lösung funktioniert einwandfrei.
Wenn es keine Probleme gibt, gibt es keine Notwendigkeit etwas zu 
ändern.
IrDa ist ideal für die Anwendung.

Alles andere ist aufwändiger und nicht unbedingt besser.

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