Passiver Filter -> Detektor -> Schaltung einschalten

[N. K. (bennjo)]

Hallo allerseits,

ich suche nach Schaltungskonzepten für folgendes Problem:

Eine kleine uC Schaltung soll eingeschaltet werden, wenn sie in die Nähe 
einer 13,555MHz Induktionsschleife gebracht wird. Ansonsten sollte die 
Schaltung aber so gut wie keinen Strom aus der Batterie ziehen. Ziel 
ist, dass eine kleine Lithium Batterie (240mAh) für min 5 Jahre im 
Standby hält. Ich komme auf ca 3uA maximalen Standbystrom.

Wichtig ist, dass der Detektor die Schaltung wirklich nur bei 13,555MHz 
aktiviert, ansonsten würde bei ständiger Aktivierung z.B. durch Radio 
oder GSM sehr schnell die Batterie aufgebraucht.

Bisher denke ich an einen auf 13,555mHz abgestimmten Schwingkreis hinter 
der Empfangswicklung, dann eine Diode + C und dann ggf. einen extrem low 
power OPAmp (immer an) der einen P-Kanal Mosfet einschaltet.

Stomverbrauch des Opamps ist wohl dabei der Knackpunkt. Mir fehlt 
derzeit irgendwie das richtige Suchwort, bin über jeden Tip dankbar.

Gruß,
Nikias

[B e r n d W. (smiley46)]

So machts ja im Prinzip ein RFID Chip. Er erhält die Energie aus dem 
Schwingkreis und kann dann die Antwort senden. Stichwort 
Energie-Harvesting.

Schwingkreis -> Schottky-Diode -> Kondensator -> Mosfet

Der Mosfet schaltet bei erreichen einer Mindestspannung durch und 
aktiviert z.B. einen kurzen Pieps.

Allerdings kann ein deutlich stärkeres Feld einer anderen Frequenz die 
Schaltung auch aktivieren. Es ist aber fraglich, ob das im normalen 
Umfeld vorkommt.

[ah. (Gast)]

nanopower OpAmps :

MCP6041 mit 600nA.
TLV3701 mit 560nA.

Andere Anforderungen darf man dann nicht mehr stellen.

[Werner M. (Gast)]

B e r n d W. schrieb:
> Er erhält die Energie aus dem Schwingkreis und kann dann die Antwort
> senden.
Senden tut nur der RFID Reader. Das Smart-Tag moduliert nur seine 
Antenne (Absorption/Reflektion der Energie).

[B e r n d W. (smiley46)]

> Das Smart-Tag moduliert nur seine Antenne

Der RFID-Chip benötigt aber Energie und kann erst antworten, wenn er 
selber versorgt ist. Er muss erst die Antwort aufbereiten und dann 
sequentiell aufmodulieren. Die Energie dazu bekommt er vom Reader.

PS
Ich mag den Begriff "Smart" im Bezug auf Technik überhaupt nicht.

[N. K. (bennjo)]

Hallo allerseits,

vielen Dank soweit für die Antworten. Ich habe bezüglich OpAmps auch 
schon recherchiert und den LT6003 bzw. den LPV521 ins Auge gefasst. 
Einfacher wäre es natürlich direkt auf einen MOSFet zu gehen. Nur wie 
bekomme ich den Pegel im Schwingkreis passiv hoch genug? Bin ja 
eigentlich schon froh, wenn die Schottky-Diodenspannung überhaupt mal 
zusammen kommt.

Eine weitere Anforderung ist, dass die Reaktion auf das 13,55MHz Feld 
einigermaßen Zügig (<5ms) stattfinden soll. Das wird mit den nanopower 
OpAmps schon eng.

Unterschied zu passiven RFID-Tags in meiner Anwendung ist sicherlich, 
dass ich die Batterie nicht unnötig belasten will, wenn ich einer 
anderen Frequenz ausgesetzt bin. Den RFID-Tags ohne Batterie ist das ja 
herzlich egal.

Noch eine blöde Frage am Rande: Kennt Ihr vllt. irgendwo im Netz Infos 
zur direkten Kopplung der Empfangswicklung mit dem Schwingkreis? Ich 
stelle mir vor, man könnte die Empfangs(luft)spule ggf. sogar direkt für 
den Schwingkreis verwenden !? Kennt jemand dafür ein Stichwort?

Gruß,
Nikias

[B e r n d W. (smiley46)]

> man könnte die Empfangs(luft)spule ggf. sogar direkt für
> den Schwingkreis verwenden

Ja, genau so! Ein Schwingkreis saugt aus seiner Umgebung die Energie 
regelrecht ab. Auf diesem Effekt basiert z.B. ein Dip-Meter. Zwei 
Schwingkreise in überkritischer Kopplung haben als Bandfilter nur eine 
Durchgangsdämpfung von wenigen dB.

Wie groß soll denn die Reichweite sein und welcher max. Durchmesser 
steht für den Sende- und Empfangsschwingkreis zur Verfügung?

[N. K. (bennjo)]

Distanz: 1-2m
Sendeschleife Rechteck: 8mx0,6m
Empfangswicklung Durchmesser: 25mm Ausrichtung allerdings nicht 
unbedingt optimal

[B e r n d W. (smiley46)]

Wenn man sich das Verhältnis der Flächen der beiden Schwingkreise 
anschaut

 0,625e-3 m2 / 4,8 m2 = 1,3e-4

Dann kommt da wahrscheinlich nicht mehr viel hinten an. Das reicht 
zumindest nicht für den Schwellwert einer Diode.

> Distanz: 1-2m, Ausrichtung allerdings nicht unbedingt optimal

Dann rechne mal im ungünstigsten Fall nochmal mit einer Größenordnung 
weniger.

Für mich sieht das nach einer Zeitmessung für Sportveranstaltungen aus. 
Wie wäre es, die Stromversorgung mit einem kleinen Tilt-Sensor zu 
aktivieren? Nach einer Erschütterung noch 10 Sekunden Nachlaufzeit, dann 
wird die Batterie nur während der Benutzung belastet.