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Forum: HF, Funk und Felder RFID Antenne in Metallumgebung / Simulation


Autor: Max (Gast)
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Hallo zusammen,

sitze an einem Projekt, wo es darum geht ein RFID-System in eine 
Metallschublade zu integrieren. Das System arbeitet auf 13,56 MHz mit 
induktiever Kopplung und ich bin so weit, dass ich meinen Schwingkreis 
gut auf die Umgebung abstimmen kann, und erste Erfolge in Sachen 
Transponderlesen sind auch recht zufriedenstellend. Allerdings bereitet 
das "Antennendesigne" mir noch recht große Probleme. Habe schon einige 
Formen ausprobiert, z.B. eine klassische Leiterschleife in Rechteck- 
oder Kreisform. Auch kombinationen aus versch. Formen, aber mein Ziel, 
eine homogene Ausleuchtung der gesamten Schublade, scheint noch in 
weiter Ferne.

Nun meine Frage: Welche Simulationssoftware ist hier geeignet?

Suche ein Programm, welchem ich meine verschiedenen Umgebungsfaktoren 
vorgeben kann, was mir dann eine Optimierung ausspuckt.

Habe da schonmal in verschiedenen Amateurfunkforen gesucht, allerdings 
gehts hier ja naturgemäß um große Reichweiten, dementsprechend ums 
Fernfeld. Bei mir gehts aber um Lesereichweiten von einigen Zentimetern 
(ca. 0 bis 20cm), also Nahfeld.

Gruß Max

Autor: 6645 (Gast)
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Solange die Spule von Nichtmetall umgeben ist, kann man's selbst 
rechnen, Induktionsgesetz und ueber die Drahtlaenge integrieren. Ich hab 
mal was geschrieben, ist aber schon viel zulange her.

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, Max,

Du: "ein RFID-System in eine Metallschublade zu integrieren".

Die Metallschublade hat entscheidenden Einfluß.
Wenn ich mir eine Schublade vorstelle mit Boden und Seitenflächen aus 
Metall, dann sieht die RFID-Antenne überall eine Kurzschlußwindung, und 
das RF-Feld endet in Wirbelströmen und Wärmeentwicklung.

Du: "eine homogene Ausleuchtung der gesamten Schublade.."

Unmöglich. Was sieht der Transponder, der an einer Seitenfläche liegt? 
Er liegt neben einer Kurzschlußwindung.

Dann kannst Du ein Feld nur dort aufbauen, wo kein Kurzschluß besteht.
Möglicherweise quer zur Schublade. Möglicherweise in der Öffnung, durch 
welche die Schublade hineingeschoben wird.

Die Dämpfung der metallenen Seitenwand und Boden wächst exponentiell mit 
der Annäherung der Transponderantenne zum Metall.
Eine Bodenlage aus Wellpappe dürfte schon etwas bringen.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Klaus W. (Gast)
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Mit HFSS von Ansoft kann man so eine Situation bestens berechnen.



Klaus

Autor: 6645 (Gast)
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Das Metall muss weg, ob man's rechnen kann oder nicht ist erst mal egal. 
Was spricht gegen Kunststoff ?

Autor: Max (Gast)
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Zunächst schonmal vielen Dank für Eure Antworten. Der Problematik, mit 
der Kurzschlusswindung aus sicht eines Transponders in unmittelbarer 
Nähe zum Metall, bin ich mir bewusst.

Vielleicht zunächst eine kleine Info zum Stand der Dinge:
- als Antenne verwende ich normalen Kupferdraht (4mm²)
- der Draht ist auf einer 5 mm dicken Holzplatte aufgeklebt
- diese Holzplatte liegt auf dem Metallboden der Schublade
- die Schublade ist 60 x 60 cm groß und hat eine Höhe von ca. 10 cm
- in die Schublade werden Kunststoffbehälter verschiedener Größe gesetzt 
(diese befinden sich also über der Antenne)
- in diesen Behältern befinden sich die Teile mit den Tags


Gegen Kunststoffschubladen spricht der Wille des Auftraggebers ;-)

Wenn ich Transponder in ISO-Kartengröße benutze, werden diese in ca. 5-6 
cm Abstand zur Antenne gelesen, wenn sie direkt auf der Holzplatte 
liegen, also ca. 5 mm über dem Metallboden. Von daher sehe ich 
eigentlich nicht so das große Problem in der Kurzschlusswindung aus 
Sicht der Transponder. Im späteren Betrieb des Systems kommen die Tags 
nicht mehr als 2-3 cm in die Nähe von Metallboden oder Metallwandungen. 
Nach oben hin habe ich sogar Lesereichweiten von bis zu 60 cm über der 
Schublade.

Problem ist halt eine günstige Form des Antennendrahts zu finden, so das 
ich eine optimale Feldstärkeverteilung bekomme. Wenn ich bsp. eine 
rechteckige Leiterschleife verwende, habe ich in den 90° Winkeln eine 
klasse Feldstärke, dafür in der anderen Richtung Auslöschung. Eine 
kreisrunde Leiterschleife bringt mir in den Ecken zu wenig Feldstärke.

Vielleicht ist das Problem noch einmal deutlicher geworden.

Werde mir jetzt mal HFSS anschauen, was damit zu machen ist. Danke!!!

Gruß Max

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Danke für die Zusatzinformationen, Max,

Hast Du es schon mit einer Spirale versucht?
In einer Ecke anfangen, immer 1/2cm nach innen die nächste Windung?

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Petrus Wille (petrus)
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HAllo
ich hoffe zu dem  Thema hier einen kleinen Spezi zu finden.
Wir haben eine Platine okmplett mit smartcard und wollen uns in rfid 
einfuchsen. Hat einer von Euch Profis sourcen für einen Atmel ?
Wir wollen dann unsere Anwendung/Platine behalten. Wir bedanken uns auch 
mit einer Spende. DAnke für Eure schnelle Hilfe.
Petrus

Autor: Herbert (Gast)
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Könnt ihr Eure scheiss DA nicht mal selber versuchen?

Autor: Max (Gast)
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Hallo Herr Bert,

halt Dich doch einfach in einer vernünftigen Diskussion an die 
Spielregeln, dann braucht keiner ausfällig zu werden. Wenns Dich zu sehr 
aufregt, dann lies doch erst gar nicht in den Foren, ist dann besser für 
Dich und uns!

Gruß Max

Autor: Max (Gast)
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Hallo Wolfgang,

wie meinst Du das genau mit der Spirale?

Gruß Max

Autor: Matthias (Gast)
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Er meint ein spiralförmige Antenne, rund oder eckig ausgeführt.

Autor: Jens (Gast)
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Ja ja, der dt. Ing.-Nachwuchs, ein Lacher.

Leute, vielleicht ist BWL eine Alternative?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jens wrote:

> Leute, vielleicht ist BWL eine Alternative?

Für deinen Quark ist eher der Kindergarten eine Alternative.

Bitte lass deinen Müll im /dev/null-Forum ab.

Autor: Max (Gast)
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Hallo nochmal,

habe zur Simulation das Programm 4NEC2 benutzt. Hat im magnetischen 
Nahfeld recht brauchbare Ergebnisse geliefert. Ist zwar für meinen Zweck 
mehr oder weniger ein Schätzeisen, aber ich konnte damit schnell und 
günstig verschiedene Antennenformen ausprobieren und die meisten 
"Vorhersagen" des Programms bestätigte dann auch der praktische Aufbau.

Gruß Max

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