Hallo liebes Forum, ich bin Student der Technischen Hochschule Köln
(Fachrichtung Allgemeiner Maschinenbau) und habe mich im Rahmen mehrerer
Projekte viel mit dem Thema RFID Reader Netzwerkkommunikation und
Arduinos auseinander gesetzt.
Momentan benutzen wir für unsere Anwendung diesen RFID Reader:
https://joy-it.net/de/products/SBC-RFID-RC522
Dieser basiert auf dem Nxp mfrc 522 und wird an einen Netzwerkfähigen
Arduino angeschlossen welcher die gelesenen Daten an einen Server
sendet.
Das Versuchsmuster funktioniert soweit zufriedenstellend soll aber
später irgendwann mal in einer kleinen bis mittleren Stückzahl
produziert werden da kann ich nicht jedes Ding einzeln verlöten etc. und
vom Arduino möchte ich eigentlich auch weg.
Ziel ist es für diese Anwendung im Rahmen einer Bachelorarbeit eine
eigene Platine zu entwickeln welche die bisherigen Komponenten
vollständig ersetzt.
Ich besitze gewisse Grundlagen der Elektrotechnik und Programmierung,
mit der Platinen Entwicklung hab ich bisher allerdings nichts zu tun
gehabt.
Ich versuche mit diesem Thread erstmal einen groben Überblick darüber zu
erhalten ob dieses Vorhaben im Rahmen meiner Abschlussarbeit machbar ist
und was alles benötigt wird oder problematisch werden könnte.
Die Mikrochips (sowohl ESP32 als auch MFRC522) liegen ja bei nur etwa 4€
und sind dementsprechend günstig zusätzlich kommen nach ein paar
Kleinteile wie SMD Widerstände Spannungswandler Micro USB Büchse etc.
dazu 2 RGB LED's sollen ebenfalls mal auf der Platine platz finden.
Falls es gut läuft und möglich ist soll sogar noch Anschluss für ein
optionales Display sein.
Die Programmierung des ESP32 trau ich mir dabei zu (sollte ja auch nicht
viel schwerer als ein Arduino sein).
Ich werde im Rahmen der Hochschule Zugang zu einem Voltera V-One kriegen
bin mir aber noch nicht ganz sicher ob dieser für meinen Anwendungsfall
geeignet ist aufgrund der sehr kleinen Pinabstände insbesondere beim
MFRC522.
Ansonsten müsste ich die Platinen Extern fertigen lassen,
mit welchen kosten kann man da ungefähr rechnen ?
Die verwendeten Komponenten sollten ja nicht teurer als 15€ pro Board
sein.
In Kleinserien von 1-100 Stück ?
Einen kompletten RFID Reader von neu aufzubauen übersteigt denke ich
meine Kompetenzen weshalb ich weitesgehend die bisherigen vorhandenen
nachbauen würde (die paar Komponenten darauf sind ja eigentlich ein
Witz).
Bei unvorhergesehen Problemen würden sich sicher innerhalb der
Hochschule ein paar Leute finden die noch tiefer in der Materie drin
sind und mir helfen könnten.
Jetzt wollte ich von euch mal folgende Sachen wissen:
1. Haltet ihr das ganze vorhaben im rahmen meiner Abschlussarbeit für
umsetzbar wäre eine Solche Platine für den permanenten Dauerbetrieb
geeignet?
2. Welche Probleme könnten sich ergeben?
3. Gibt es noch andere Foren die sich besser für meine (bisher noch
unkonkreten) Fragen eignen können oder bin ich hier richtig aufgehoben?
4. Wo kann ich mir Grundlagen der Platinen und Schaltplan Erstellung
aneignen?
5. Gibt es Dinge die ich bisher vielleicht noch gar nicht bedacht habe?
Viele Grüße
Alexander
Willst du das nachher verkaufen oder wozu die hohen Stückzahlen?
Wenn du es verkaufen willst, musst du dich auf hohe Kosten gefasst
machen. Rfid und esp32 sind funkende Systeme, da kommt also neben CE,
EMV, Rohs und Altgeräteentsorgung noch die Funkzulassung auf dich zu.
Alles notwendige Gesetztesanforderungen, die du als Produzent und
Verkäufer erfüllen müsstest.
Kosten für die Platinen hängen von der Größe und den gewählten
Technologien ab. Zudem auf vom Fertiger. Wenn du mit einfachen
technischen Vorgaben zurecht kommst ist China eine günstige
Anlaufstelle. Zum Beispiel jlcpcb. Musst dich dann aber mit dem Import
und der Steuer rumschlagen. In Europa kannst du bei at&s alles
verwirklichen lassen, was heute möglich ist. Zahlst aber auch
entsprechend.
Ich habe meine Reader mit einem X-Port netzwerkfaehig gemacht.
Das ging mit dem X-Port NDK recht einfach.
Die laufen schon einige Jahre ohne Aussetzer, Abstuerze oder
Ausfaelle. Da ich nur CE-konforme Komponenten verbaut habe,
dass ganze in Alu eingehaeust ist, wird es wohl auch hinreichend
normenkonform sein.
Wenn auch manche 13.56 MHz noch nicht fuer wirkliche HF halten,
das was augenscheinlich einfach aussieht, ist es nicht.
Das wirst du auch noch merken.
Das beginnt schon bei der Genauigkeit der Komponenten,
und reicht bis zur passenden Dieelektrizitaetskonstanten des
verwendeten Materials.
Soll zunächst in Testphasen in mehreren Laboratorien bei uns getestet
werden, danach falls die Testphasen erfolgreich waren auch verkauft
werden.
CE Kennzeichnung und der ganze kram sind erstmal untergeordnet für meine
Bachelorarbeit (sind auch mehrere Leute die an dem ganzen Projekt
arbeiten).
Auf welche Probleme kann ich denn noch stoßen beim Nachbau des RFID
readers?
Komponenten sind ja soweit eigentlich alle klar, Antenne und dann ggf.
noch Material der Platine könnten dann also problematisch werden?
Ne eigene Software oder so läuft nicht auf dem NXP MFRC522 nehme ich an?
Hab mir die Platine heute unter dem Mikroskop angeguckt sieht mir jetzt
nicht danach aus als wären hohe Genauigkeiten nötig sah doch alles sehr
simpel aus.
Für spätere größere Serien kann ich die Platinen auch in China bestellen
aber würde zum Beispiel gerne zum Abschluss meiner Bachelorarbeit 10-15
Platinen in unserem Labor verwenden und daher einen Hersteller in
näherer Umgebung vorziehen damit es auch rechtzeitig fertig wird.
Die Anforderungen halte ich dabei für sehr überschaubar (da es ja fast
schon mit dem Voltera One klappen könnte bin ich mir noch nicht ganz
zicher).
Viele Grüße
Angesichts der Tatsache, daß du noch nie eine Platine entworfen hast,
ist etwas mit Funk für den Einstieg vielleicht etwas hoch gegriffen.
Besonders wenn du das auch noch verkaufen willst. Wenn du Pech hast,
drehst du ein paar Runden, ehe du die Platine durch die Funkzulassung
kriegst.
eRFrIeD schrieb:> Ich habe meine Reader mit einem X-Port netzwerkfaehig gemacht.> Das ging mit dem X-Port NDK recht einfach.> Die laufen schon einige Jahre ohne Aussetzer, Abstuerze oder> Ausfaelle. Da ich nur CE-konforme Komponenten verbaut habe,> dass ganze in Alu eingehaeust ist, wird es wohl auch hinreichend> normenkonform sein.
Nö... Glaube alleine macht die Dinge nicht Normkonform, die Erfahrung
zeigt das da auch ein profundes Wissen dazu nötig ist wie die Teile
zusammengeschustert wurden.
Das ist so wie wenn Du gute Zotter-Schokolade, Essiggurkerl und einen
tadellosen Rotwein und ein köstliches Ayver - jedes für sich eine
Köstlichkeit - in einer Silberschale zusammenschüttest, ein englisches
"Schwarzbrot" dazu servierst und glaubst damit einem Haubenkoch
nachzugeraten...
Bei Deinem Einzelstück ist es jedoch tatsächlich vollkommen egal ob Du
konform zu irgendwas bist solange die Teile keinen Personenschaden
verursachen.
Ist die Funkzulassung für so etwas simples wie einen RFID Reader mit
einer extrem geringen Leistung wirklich so ein Problem?
Gibt ja zich verschiedene fertige RFID Reader ich will halt nur alles
auf eine Platine bekommen.
Soll meine Bachelorarbeit aber auch nicht aufhalten ist ja eh erstmal
nur für interne Zwecke.
Kurzum, ja.
Funkzulassung muß von einem akkreditierten Labor durchgeführt werden. In
der EU gilt seit einiger Zeit die RED Richtlinie. Diese prüft nicht nur
den Sender, sondern auch den Empfängerteil deiner Schaltung. Da braucht
es meistens SW mit bestimmten Testmodi. Die Schaltung muss die
Grenzwerte für die Abstrahlung einhalten, auch in den Oberwellen. Der
Empfänger muss entsprechend störfest sein. Außerdem hast du ja
geschrieben, daß du auch nen ESP verbauen willst. Also gleich noch WLAN,
welches mit homologiert werden muss. Das du ein fertiges Modul
verwendest ist an der Stelle egal. Das mag ansich schonmal zugelassen
worden sein, aber zumindest die ESP haben nur eine Zulassung für die USA
und auch nur, wenn man die mit integrierter Antenne verwendet.
Alex3124134 schrieb:> (die paar Komponenten darauf sind ja eigentlich ein> Witz).
Es ist und bleibt leider so: Wer wenig Erfahrung mit einem Thema hat
überschätzt sein können, wer viel Erfahrung hat unterschätzt sein
können.
Die paar Komponenten sind eben kein Witz. Das weisst Du wohl auch selbst
wenn du schreibst:
> Einen kompletten RFID Reader von neu aufzubauen übersteigt denke ich> meine Kompetenzen
Mir fehlt bei deiner Arbeit der eigentliche Anspruch einer
Ingenieursarbeit: Analysieren, berechnen, auslegen, testen.
Zu guter letzt hat das viel mit Nachrichtentechnik oder Informatik zu
tun. Aber:
> (Fachrichtung Allgemeiner Maschinenbau)
scheint mir das am wenigsten zu sein.
Da würde ich für den bestehenden Aufbau etwa folgendes Erwarten:
Gehäuseentwurf, Vandalismussicher und trotzdem Funktauglich (Resonanzen,
Abschirmung, evtl. Erwärmung durch ungewollte Dämpfung der HF),
angesichts der aktuellen Situation: desinfizierbar, beständig gegen
Putzmittel aller Art (organsiche Lösungsmittel, Laugen und leichte
Säuren)
Berechnung der möglichen Verlustleistung, ggf. Kühlkonzept.
Kosteneffiziente Fertigungsverfahren für verschiedene Stückzahlen unter
Berücksichtigung aktueller Fertignungskonzepte wie die verschiedenen 3D
Druckverfahren.
nur mein persönlicher Eindruck
hauspapa
Ja es stimmt dies ist nicht die klassische Maschinenbauaufgabe, ich gebe
allerdings zu bedenken dass der klassische Maschinenbau von früher immer
weiter abnimmt.
Themen wie Digitalisierung und Vernetzung gerade im Zuge der Industrie
nehmen immer weiter zu. Innovative Fertigungsverfahren wie 3D Druck sind
weiter auf dem Vormarsch. Des Weiteren hat man noch eigene Möglichkeiten
sich im Rahmen von Wahlprojekten und Fächern selber in eine bestimmte
Richtung weiterzubilden
Die Idee die BA über die Platinenentwicklung ging nicht von mir sondern
meinem Betreuer aus wobei ich da schon bock drauf hätte da wir dies so
oder so machen müssen. Solange Betreuer und Prof dahinter stehen ist das
also absolut in Ordnung. Die Anspruch einer Ingenieursmässigen Arbeit
sehe ich bei dem Projekt übrigens trotzdem gegeben.
Sachen wie FDM 3D Druck beherrsche ich mittlerweise aus dem FF das ist
kein Problem und wir sind auch schon fleißig weitere Prototypen für
Gehäuse am entwickeln und halten dabei weitere Fertigungsverfahren wie
Vakuumgießen und SLA 3D Druck im Blick.
Wie gesagt ich möchte ja keinen kompletten RFID Reader neu konstruieren.
Alex3124134 schrieb:> Komponenten sind ja soweit eigentlich alle klar, Antenne und dann ggf.> noch Material der Platine könnten dann also problematisch werden?
Wenn du die nötigen Messmittel hast, ist die Antenne kein wirkliches
Problem.
http://www.ti.com/litv/pdf/sloa135
