Ich hab den Beitrag im Platinen Forum schon einmal erstellt, habe allerdings das Gefühl dass er hier besser aufgehoben ist da das Problem mittlerweile spezifischer ist und ich im anderen Unterforum nicht wirklich Antworten erhalten habe. Ich bin derzeit dabei einen 13,56MHz RFID Reader nachzubauen um die UID von Mifare Karten auszulesen. Der RFID Reader basiert auf dem MFRC522 Chip und dem PCB Layout was ich hier gefunden habe: https://easyeda.com/editor#id=f076342567d24af8999e3259b095ce89|c707591c445b4876b50ca13be500ca76|!4ae72131ea164c4eaa485dbca419e290 Als Komponenten habe ich folgende verwendet: https://www.mouser.de/ProjectManager/ProjectDetail.aspx?AccessID=47d9366fa4 Die Platine habe ich bei JLCPCB mit 1oz/sqft Kupferstärke fertigen lassen und selber bestückt. (Voltera V-One Lötpasten Dispenser inklusive reflow Bett) Manchmal hatte ich Probleme dass die winzigen Pins beim MFRC522 miteinander verbunden waren aber es letztendlich doch hinbekommen (glaube ich zumindest). Anbei mal ein Bild von der Platine. Wenn ich das Board an ein ESP32 Devkit anschließe wird der MFRC522 Chip Ordnungsgemäß erkannt. Allerdings passiert leider nichts wenn ich eine Karte auflege. Jetzt würde ich gerne herausfinden wieso das ganze noch nicht funktioniert, daher hab ich mal mit einem Multimeter die Frequenz an der Antenne gemessen. Multimeter de Frequenz an der Antenne gemessen bei den gekauften readern Bei fertig gekauften RFID Reader welche ich bisher verwendet habe, beträgt diese 13,563-13,562 MHz Bei meinem selbst gebauten Reader "nur" 13,55MHz es es möglich dass diese Freuenzabweichung der Grund ist weshalb mein Reader nicht funktioniert oder sollte diese Abweichung noch egal sein? Viele Grüße Alexander
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Das Datenblatt meint:
1 | The clock applied to the MFRC522 provides a time basis for the |
2 | synchronous system’s encoder and decoder. The stability of the |
3 | clock frequency, therefore, is an important factor for correct |
4 | operation. |
Wenn bei einer Quarzbestückung die Frequenz so stark abweicht, dann wäre zu befürchten, dass der Quarzoszillator nicht vernünftig läuft.
Hallo Jörg, verstehe ich dich richtig dass du denkst dass die Genauigkeit von dem verwendeten Quarz nicht ausreichend ist oder was genau meinst du? Ich bin mir halt noch nicht einmal sicher ob die geringe Frequenzabweichung der Grund dafür ist dass ich keine Karten lesen kann.
Wenn mit einem Quarz die Frequnz so stark abweicht, läuft der nicht richtig. Alternativ hast du den MFRC falsch konfiguriert (oder für einen anderen Quarz als eingesetzt).
Schonmal die Selbsttests des ICs durchgeführt und gemessen? Insbesondere RxActive?
Alexander F. schrieb: > Hallo Jörg, verstehe ich dich richtig dass du denkst dass die > Genauigkeit von dem verwendeten Quarz nicht ausreichend ist oder was > genau meinst du? Irgendwas stimmt mit dem Quarz nicht. Die Arbeitsfrequenz ist ja die halbe Quarzfrequenz, und wenn ein 27-MHz-Quarz 20 kHz (740 ppm!) neben der Frequenz liegt, dann ist entweder der Quarz kaputt (immer dran denken: Quarze sind mechanische Bauteile) oder die Lastkapazitäten passen hinten und vorn nicht. Der Generator läuft dann nicht mehr sauber als Quarzgenerator, sondern schwingt irgendwie wild in der Nähe der Quarzfrequenz herum.
Dr. MCU schrieb: > Schonmal die Selbsttests des ICs durchgeführt und gemessen? Insbesondere > RxActive? Nein hab ich noch nicht (wusste auch nicht das es sowas gibt) werde ich dann als nächstes mal einlesen, gibt es noch weitere Selbsttests? Was meinst du mit Konfigurieren des MFRC522, außer der Schaltung kann man doch nichts machen oder? Glaube eigentlich nicht dass es am Quarz liegt (außer das Bauteil an sich ist schon falsch) habe es mit mehreren probiert. Ich hab halt keine Ahnung ob die ganze Schaltung so richtig ist, hab diese einfach kopiert und mich an die Werte gehalten die oben im EASYEDA link stehen. Vielleicht könnte ja mal jemand mit Ahnung kurz drüber schauen. Kann es daran liegen dass die Antenne z.B für andere Kupferdicken der Platine ausgelegt ist? Schon einmal vielen Dank für die Antworten, bin ohne euch echt ein wenig aufgeschmissen da man durch eigene Recherche bei einem so speziellen Thema nur schwer weiter kommt. Viele Grüße Alexander
Alexander F. schrieb: > Ich hab halt keine Ahnung ob die ganze Schaltung so richtig ist, hab > diese einfach kopiert und mich an die Werte gehalten die oben im EASYEDA > link stehen. Ein Quarz wird für eine bestimmte Lastkapazität gebaut. Nur mit der schwingt er auf der passenden Frequenz. Wenn die Kapazitäten etwas abweichen, ändert sich die Frequenz. Das geht aber nur bis so vielleicht 100 ppm gut, bei größeren Abweichungen wird die ganze Sache dann einfach instabil. Kurz gesagt: deine Last-Kondensatoren (und die restliche Schaltung) müssen zum Quarz passen. Es genügt also nicht, einen x-beliebigen 27,12-MHz-Quarz da einzusetzen und dann 2 x 12 pF (oder 2 x 22 pF oder was auch immer) da dran zu hängen, weil das ja genau so im Schaltplan stand. > Kann es daran liegen dass die Antenne z.B für andere Kupferdicken der > Platine ausgelegt ist? Nein, du hast ein Problem mit deiner Grundfrequenz. Alles andere kommt später.
Jörg W. schrieb: > Kurz gesagt: deine Last-Kondensatoren (und die restliche Schaltung) > müssen zum Quarz passen. Es genügt also nicht, einen x-beliebigen > 27,12-MHz-Quarz da einzusetzen und dann 2 x 12 pF (oder 2 x 22 pF oder > was auch immer) da dran zu hängen, weil das ja genau so im Schaltplan > stand. Okay da kommen wir der Sache schon näher und ich hab wieder etwas gelernt bin davon ausgegangen dass nur die Frequenz entscheidend ist. Also die Quarze die ich bestellt habe haben 8pF sowie 18pF hab aber bisher nur eine der beiden Varianten getestet (welche muss ich gucken wenn ich nächstes mal im Labor bin). Die Last Kondensatoren (C1 und C2) sind mit 15pF angegeben, welche Ladekapazität vom Quarz wäre dafür geeignet? Oder anders rum welche Kondensator Werte würden z.B für ein 27,12MHz Quarz mit 8pF Ladekapazität passen? Hab auf die schnelle gefunden dass man so für die Kondensatoren PI mal Daumen 2*Quarz rechnen kann dann würden 8pF und 15pF ja eigentlich schon passen. Aber die richtige Rechnung ist wohl etwas komplizierter da müsste ich mich wohl mal in ruhe einarbeiten. Viele Grüße Alexander
Alexander F. schrieb: > Also die Quarze die ich bestellt habe haben 8pF sowie 18pF Die Lastkapazität ist alles, was extern dran ist: die Reihenschaltung der beiden Cs, die du dranhängst, denen aber die Schaltungskapazitäten (einschließlich der des ICs) parallel liegen. Für 8 pF brauchst du also schätzungsweise 2 x 12 pF, für 18 pF dann 2 x 33 pF (ungefähr). Die 8-pF-Quarze sollten mit deinen 2 x 15 pF aber zumindest halbwegs brauchbar schwingen.
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Ersetze bitte mal 1 oder 2 Lastkondensatoren durch Trimmer und versuche die Frequenz auf ihren Normwert zu ziehen, wnn das nicht klappt,liegt der Fehler woanders. mfg
Ich habe anscheinend momentan tatsächlich den 18pF Quarz verbaut, kann ich dann nächstes mal mit den richtigen Kondensatoren ausprobieren / oder den Quarz tauschen. Hallo Lotta was genau meinst du mit "Trimmer" ich bin noch nicht so lange dabei und muss mich wirklich in fast alles einarbeiten. Viele Grüße Alex
Alexander F. schrieb: > was genau meinst du mit "Trimmer" Mit Werkzeug verstellbare Kondensatoren. Wir allerdings beim SMD-Aufbau eine Herausforderung, ohne die Pads dabei abzureißen.
Achso wusste gar nicht dass es sowas gibt. Kann ja auch einfach testweise Litzen an die Pads löten und daran dann die Trimmer. Würde was gegen die Trimmer sprechen? https://www.reichelt.de/trimmerkondensator-4-5-70pf-gelb-trimmer-31659-p21766.html?&trstct=pol_1&nbc=1
Alexander F. schrieb: > Kann ja auch einfach > testweise Litzen an die Pads löten und daran dann die Trimmer. Ist recht fummelig. Hast du eine Heißluftstation? Dann würde ich lieber zwei- oder dreimal die Cs tauschen. > Würde was gegen die Trimmer sprechen? Nichts, außer dass du sie gerade gar nicht da hast und dass sie groß und teuer sind. ;-)
Alexander F. schrieb: > Manchmal hatte ich Probleme dass die winzigen Pins beim MFRC522 > miteinander verbunden waren Da hilft viel Flussmittel weiter. Hoffentlich nicht mit verbundenen Pins Spannung angelegt? Alexander F. schrieb: > daher hab ich mal mit einem Multimeter die Frequenz an der > Antenne gemessen. Wie genau ist denn die Frequenzmessung mit einem Multimeter? Rückwirkungen durch die Lastkapazität des Multimeters? Spannungsversorgung durch "schmutziges" Schaltnetzteil? Grüße von petawatt
Horst S. schrieb: > Rückwirkungen durch die Lastkapazität des Multimeters? Naja, bei der Messung an der Antenne sollte da nicht so viel passieren: die muss ohnehin mit Lastschwankungen klar kommen. Intern wird ja offenbar diese Frequenz durch eine 2:1-Teilung aus dem 27,12-MHz-Quarz erzeugt, schon allein dadurch sollte die Rückwirkung auf dem Oszillator sehr gering sein.
Heißluftlötstation haben wir bisher nur eine alte sehr billige für die auch noch die aufsetze fehlen hab damit schon 1-2 Komponenten neu gelötet bin aber nicht sicher ob ich die damit komplett grille. Kann allerdings über unser Labor eine neue Heißluftlötstation bestellen da wir eigentlich eh mal eine brauchen, habe dabei an die QUICK 861DW gedacht. Die Platine lasse ich von unserem Voltera V-One mit Lötpaste bestreichen welche ich dann auch gleich als Reflow Bett benutze. Wie genau würde ich da vorher noch Flussmittel ins spiel bringen einfach vor der Lötpaste auf die Kontakte aufbringen? Wäre sowas hier dann geeignet? https://www.reichelt.de/flussmittel-fl-33-fluxi-no-clean-8-ml-fl-33-p98663.html?&trstct=pol_0&nbc=1 Ansonsten war mein Plan bei den Pads des MFRC etwas weniger Paste vom Voltera dispensen zu lassen. Die verbundenen Pads hab ich mit Lötkolben und Entlötlitze bisher einfach wieder befreit (waren auch nur so 2-3 Pads). Ehrlich gesagt hab ich bei der Frequenzmessung nicht wirklich ne Ahnung was ich überhaupt gemacht habe. Multimeter auf Mega-Hertz gestellt und dann mit einem Anschluss auf das Kondensator Pad welches direkt an der Antenne anliegt gedrückt die Werte scheinen ja zumindest realistisch. Stromversorgung erfolgt über USB vom Computer über ein ESP32 Devkit. Ok dann würde ich als nächstes einfach mal paar Kondensatoren in der Größe bestellen und auf der Platine austauschen das sollte ich noch hinkriegen. Viele Grüße Alexander
Alexander F. schrieb: > Die verbundenen Pads hab ich mit Lötkolben und Entlötlitze bisher > einfach wieder befreit Das ist schon die richtige Lösung. Verwende zusätzlich zur Entlötlitze noch ein Flussmittel. Dabei spielt die Art des verwendeten Flussmittels eine untergeordnete Rolle wenn man hinterher die Stelle reinigt. Alexander F. schrieb: > Stromversorgung erfolgt über USB vom Computer über ein ESP32 Devkit. Möglichst alle zusätzlichen HF-Quellen vermeiden, und Schaltung über Batterie oder Linearnetzteil versorgen. Grüße von petawatt
Alexander F. schrieb: > Kann allerdings über unser Labor eine neue Heißluftlötstation bestellen > da wir eigentlich eh mal eine brauchen, habe dabei an die QUICK 861DW > gedacht. Ich würde zu einer JBC raten, die hat genug Wumms um auch größere Bauteile gleichmäßig zu erhitzen.
Alexander F. schrieb: > Heißluftlötstation haben wir bisher nur eine alte sehr billige für die > auch noch die aufsetze fehlen Für ein bisschen Hühnerfutter wechseln sollte das aber genügen.
Wenn die Frequenz mit einem DMM gemessen wurde, ist das doch sowieso nur eine Fahrkarte. Ich glaube nicht, dass das das Problem ist.
Aus der Rubrik "Blöde Fehler": Es gab tatsächlich schon Fälle, wo jemand unter der Spule eine durchgehende Masse hatte, das funktioniert dann natürlich nicht.
Quarzi schrieb: > Wenn die Frequenz mit einem DMM gemessen wurde, ist das doch > sowieso nur > eine Fahrkarte. Ich glaube nicht, dass das das Problem ist. Kann gut sein dass das Problem wo anders liegt hab halt 3 gekaufte RFID Reader probiert da lag die Frequenz wie gesagt immer bei 13,562 und 13,563. Bei meinem waren dann 13,55 MHz ob die Ergebnisse genau sind keine Ahnung aber waren zumindest reproduzierbar. Aber was anderes machen außer try and error kann ich ja sowieso nicht. Also würde ich nächstes die Kondensatoren tauschen gucken ob die Frequenz dann passt und wenn es dann immer noch nicht läuft mal in die erwähnten Selbsttests des IC's einarbeiten. Übrigens die RFID Platine ist der erste Schritt für eine eigene Platine auf die dann noch das ESP32 Devkit sowie ein paar LED's etc. kommen sollen. Am Ende soll dann alles über normale Handy Ladegeräte mit Strom versorgt werden und gleichzeitig über Wlan 2,4Ghz laufen als auch RFID Chips mit 13,56MHz auslesen. Meint ihr es wäre nötig die Stromversorgung des DEVkits für den Betrieb an billigen 5V Ladegeräten (über micro USB) noch irgendwie zu optimieren? https://dl.espressif.com/dl/schematics/esp32_devkitc_v4-sch.pdf Ansonsten würde ich jetzt ein paar Kondensatoren / Quarze bestellen und mich in ein paar Tagen ggf. nach Ostern melden ob das zum Erfolg geführt hat oder nicht. Volker M. schrieb: > Aus der Rubrik "Blöde Fehler": Es gab tatsächlich schon Fälle, wo > jemand > unter der Spule eine durchgehende Masse hatte, das funktioniert dann > natürlich nicht. Meinst du im PCB Design (Das siehst du ja ganz oben) oder die Stelle wo ich das Lesegerät drauf lege?
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Quarzi schrieb: > Wenn die Frequenz mit einem DMM gemessen wurde, ist das doch sowieso nur > eine Fahrkarte. Das ist 'ne Hausnummer, aber wenn die Hausnummer einen ganzen Straßenzug von anderen abweicht, darf man das schon als Hauptverdächtigen vermuten.
Alexander F. schrieb: > Meinst du im PCB Design (Das siehst du ja ganz oben) oder die Stelle wo > ich das Lesegerät drauf lege? Ich meinte das PCB, aber direkt auf einer Metallfläche würde es auch nicht funktionieren. Das Magnetfeld der Spule darf nicht massiv gestört werden.
Volker M. schrieb: > Es gab tatsächlich schon Fälle, wo jemand unter der Spule eine > durchgehende Masse hatte, das funktioniert dann natürlich nicht. Hatten wir mal irgendwie irgendwann bei einem Design mit einer UHF-Chip-Antenne: war eine Mehrlagenplatine, und das Entfernen der GND-Innenlage war vergessen worden. Für einen ersten Test habe ich dann die Platine von der Rückseite abgefräst, bis die GND-Lage runter war. ;-)
Alexander F. schrieb: > Kann es daran liegen dass die Antenne z.B für andere Kupferdicken der > Platine ausgelegt ist? ... oder für anderes Basimaterial der Platine. Das ändert aber nichts an der Frequenz deines Oszillators. Welche Güte hat deine Antenne? Für RFID sollte die <=30 sein. Hast du mal in die AN142522 von NXP rein geguckt?
Die RFID-Aufkleber sind ein Billigprodukt und haben keine genau abgeglichene Resonanzfrequenz im Antennenkreis. Das würde auch keinen Sinn machen, da sich bereits nach Aufkleben auf einen Gegenstand die Resonanzfrequenz ändert. Da sollte die hier gemessene Oszillatorfrequenz kein Problem darstellen. Grüße von petawatt
Wolfgang schrieb: > Alexander F. schrieb: >> Kann es daran liegen dass die Antenne z.B für andere Kupferdicken der >> Platine ausgelegt ist? > > ... oder für anderes Basimaterial der Platine. Das ändert aber nichts an > der Frequenz deines Oszillators. Für diese 13MHZ RFID-Spulen ist beides nicht kritisch.
Bei einer Schwingkreisgüte von <=30 kommte es sowieso auf 10kHz nicht an.
Damit nicht mehr nur spekuliert wird, hier 2 Doks mit Fakten: Antenna design guide for MFRC52x, PN51x and PN53x: https://my.eng.utah.edu/~mlewis/ref/NFC/AN1445.pdf mifare® (14443A) 13.56 MHz RFID Proximity Antennas: https://forum.arduino.cc/index.php?action=dlattach;topic=199983.0;attach=178517
Dr. MCU schrieb: > Damit nicht mehr nur spekuliert wird Es geht aber hier überhaupt (noch) nicht um die Antenne …
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Also, ich glaube ja nicht, daß es an der Hardware liegt... haben wir schon über die Software gesprochen? Laut Blockschaltbild und meinen Erinnerungen an den PN512 braucht man noch eine Software, die die Register des MFRC522 für die geplanten Tags konfiguriert, Modulationsart, Power, RX-Threshold etc., dann den FIFO bedient, das Timing der Tags beachtet und und und. Von NXP gibt's gewöhnlich eine Lib als Vorlage, die man entsprechend aufbohren kann. Ich lese oben nur, daß der MRFC an einem ESP32 DevKit erkannt wurde, also als SPI-Slave o.ä.? Gruß... Bert
Wie gesagt ich probiere mal andere Kondensatoren aus und wenn es daran nicht liegt können wir uns hier alle weitere Gedanken machen. (Hab heute übrigens mal 6,8pF bis 48pF bestellt) Ich bin auf jeden Fall sehr Dankbar für die doch zahlreichen Antworten hier :) Also auf den MFRC522 muss ich ja keine Software mehr aufspielen (oder liege ich hier komplett falsch falls ja steinigt mich?) Verbunden ist das ganze über SPI mit dem ESP32 wie auch auf dieser Webseite zu sehen https://www.instructables.com/ESP32-With-RFID-Access-Control/ Die gekauften RFID Reader schließe ich übrigens genau so an. Software ist die ganz normale für den MFRC522 Reader von Miguel Balboa https://github.com/miguelbalboa/rfid mit der kenn ich mich eigentlich mittlerweile schon ganz gut aus. Die Ausgabe im Serial monitor ist erstmal die gleiche wie beim gekauften Reader also sowas wie: bla bla bla bla mfrc522 firmware version = 2.0 bla bla bla falls man was falsch anschließt am ESP wird das in den meisten Fällen auch anzeigt dann steht das sowas wie "is the mfrc522 properly connected?" Also geh ich mal davon aus dass es kein Software Problem ist. Viele Grüße
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OK, aber einzelne Registerwerte in der MFRC522.h mußt Du garantiert modifizieren, wenn Du eine eigene Hardware verwendest, Du hast vermutlich eine andere Antennenanpassung und mußt die passenden Werte für RXGain, Threshold, I/Q-Config, Modulationstiefe (14443-B) ermitteln. Der Königsweg ist, den Pfad vom Reader-IC zur Antenne aufzutrennen und mit dem VNA die Anpassung zu prüfen. Die Reader-IC wollen, je nach TX-Registern, so ein R = 100 - 160 Ohm und ein wenig X, also induktiv (wird durch das Tag dann neutralisiert)sehen. Mit dieser Anpassung muß dann die RX-Auskoppelung so eingestellt werden, daß nicht zuviel RX-Gain im Register eingestelltwerden muß, da der Vorverstärker bei hohen Gains stark rauscht und das Leseergebnis beeinträchtigt. Für einen groben Test nimm doch erstmal Dein Oszi, 10:1 Tastkopf, mit der Masseklemme als Schleife zur Tastkopfspitze klemmen, als Schnüffelsonde und schau Dir die Hüllkurve des HF-Signals über der Reader-Antenne an. Das müssen je nach Abstand zum einen schon einige V HF sein, andererseits mußt Du die Modulationspulse (100% ASK bei ISO14443-A) sehen können, wenn der Leser nach einem Tag pollt. Für häufigere Messungen und Zulassungstests z.B. nach EMVCo hat man dann eine entsprechende Referenzantenne als Sonde. Gruß... Bert
Soo nachdem die Kondensatoren endlich angekommen sind habe ich heute mal die 33pF Kondensatoren verlötet. Die Frequenz hat sich dadurch leider nicht verändert und der Reader liest immer noch keine Karten. :( Weitere Ideen?
Beitrag #6655293 wurde vom Autor gelöscht.
Zur Software: hast du mal eines der billigen MFRC522-Boards von eBay/Ali an deinen µC gehängt und geschaut, ob es damit funktioniert? Das würde die SW-Themen schon mal erschlagen. Wir wissen nicht, was du deiner ESP32-Software alles erzählt hast. Mit der MFRC522-Lib sollte das Teil nach 10 Minuten rudimentär laufen. Meine Erfahrung ist, dass der Antennenabgleich ein kritisches Thema ist. Ich habe es damals nicht hinbekommen und letztendlich ein externes Board verwendet. Es gibt eine Menge Appnotes zum Thema Antennenabgleich, gefühlt hat jeder NXP-Applikationsingenieur mal eine geschrieben. Es könnte sinnvoll sein, in einen NanoVNA zu investieren und mal nachzumessen, was du da gebaut hast. Für ein Einzelstück lohnt sich das normalerweise eher nicht, aber das ist deine Entscheidung.
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Bearbeitet durch User
Was mir an dem PC Design aufgefallen ist: RX ist gar nicht mit der Antenne verbunden kann das sein? In allen Schematics die ich bisher gefunden habe ist der PIN mit der Antenne verbunden (RX ist ja auch der Input PIN oder nicht?) Also kann das Design ja so gar nicht funktionieren oder?
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