수동형 HF RFID 판독 범위를 늘리려면 어떻게해야합니까?

저는 프로토 타입을 만들고 있는데, 그 기능 중 하나는 물체가 몇 cm 정도 "범위 내에"있는지 여부를 감지하는 것입니다. 지금 은 13.56MHz에서 작동 하는 Arduino와 저렴한 Mifare RC-522 키트 를 사용하고 있습니다.

태그를 감지하는 데 성공했지만 태그가 안테나와 평행을 이루는 경우 약 3-4cm 거리에 있습니다.

제한된 연구 에 따르면 , HF 대역은 안테나 크기, 태그 크기 및 방향, 송수신기 전력과 같은 요소에 따라 수동 태그에 대해 10cm에서 1m 사이의 판독 범위를 허용합니다.

나는이 저렴한 리더가있는 그대로 작업을 수행한다는 것을 알고 있지만, 15-20cm의 읽기 범위를 달성하는 무언가를 만드는 데 관심이 있습니다.

몇 가지 기준 :

• 여러 개의 태그를 읽을 필요가 없습니다. 하나의 태그가 범위 내에 있는지 여부
• 태그에 쓸 필요가 없습니다.
• 활성 태그를 사용할 수 없습니다.

RFID 리더 구성에 대해서는 아직 경험이 없지만 무엇을 추구해야하는지 알고 싶습니다.

다음은 내가 고려한 사항입니다.

• 저렴한 RFID 리더에 내장 안테나를 버리고 내 자신의 더 큰 안테나를 구성하십시오. 온보드 MFRC522 가 추가 전원 공급 작업에 적합한 지 확인해야합니다 .
• 처음부터 독자를 구축 할 다른 IC를 찾으십시오.
• 솔루션을 구축하는 대신 기성품 솔루션을 찾으십시오 (보다 비용 효율적입니까?).
• 간단한 근접 감지를 위해 RFID 이외의 다른 것을 사용하십시오.

저는 마이크로 컨트롤러와 기본 전자 장치에 대해 경험이 있고 오디오 및 조명 프로젝트를 만들었지 만 RFID를 사용한 첫 번째 프로젝트입니다. RFID에 적합한 여러 태그를 읽을 필요가 없기 때문에 일종의 자석 및 홀 효과 센서를 고려했지만 범위가 적절하지 않은 것으로 보입니다. 초음파 근접 탐지기를 사용하는 것을 고려했지만 태그가 지정되지 않은 물체는 무시하면서 태그가 붙은 물체를 감지해야합니다. 물체에 놓인 반사 표면을 고려하고 반사광을 감지했지만 물체 방향이 정렬을 유지하기에 충분히 신뢰할 수 없습니다.

간단히 말해서, 기존 독자에게 어떤 수정을 할 수 있습니까? 또는 수동적으로 태그가 지정된 물체를 15-20cm 감지하기 위해 어떤 대체 기술을 추구해야합니까?

SPI를 사용하여 근접 센서가 무엇이든 마이크로 컨트롤러에 연결하려고합니다.

나는 내 경험 만 연관시킬 수 있습니다 :-

먼 거리에서 정상적으로 전원이 공급되지 않는 수동형 태그 를 감지 하려면 훨씬 더 큰 자기장에서 해당 태그로 전원을 공급해야합니다. 자기장을 강하게하는 것이 내가 알 수있는 유일한 방법입니다. 이 힘의 일부를 복구하는 데 태그를보다 효율적으로 만드는 것도 거래의 일부입니다. 태그에 필요한 에너지를 더 작게 만드는 것도 거래의 일부입니다.

"패시브"태그가 해당 자기장에서 충분한 에너지를 수신하면 RF 신호를 전송하여 존재를 알릴 수 있습니다. 매우 약한 전력이기 때문에 수백 마이크로 와트 이상을 전송하지 못할 수도 있습니다. 이 전송은 전력을 공급하는 일반적인 자기장과 전투를 벌일 필요가 없습니다. 전력 자기장과 연결되지 않은 반송파 주파수에 있어야 가장 효과적입니다. 이를 위해서는 전력 자기장을 생성하는 고정 물체가이 RF 신호를 수신 할 수 있어야합니다.

따라서 이제 최대 거리를 원하는 경우 두 가지 전송 (태그에 전원을 공급하는 전송과 ID 데이터가 포함 된 태그에서 전송)이 있습니다.

약 4 인치 (내가 밀면 5 인치)에 내가 개발 한 시스템은 정상적으로 전원이 공급되지 않는 장치의 존재를 감지 할 수 있습니다. 그러나 장치가 전력을 필요로하는 다른 작업을 수행했기 때문에 간격을 가로 질러 약 1 와트를 전송해야했습니다. 축에서 회전하고 전선이 작동하지 않습니다. 사용 된 FM 송신기는 80MHz이고 약 1mW로 전송되었습니다. 수신기는 약 1m에서이를 감지 할 수 있지만 4 인치 이상 감지하도록 특별히 설계되지 않았습니다. 그것이 생성 한 자기장은 상당히 커서 사용 된 코일은 Litz 와이어로 감겨져있었습니다. 나는 약 3uH였으며 600kHz에서 피크를 가로 지르는 약 400 볼트의 피크를 가졌습니다 (자신을 위해 전류를 계산하십시오 !!). 에서는 13MHz에서 자기장을 운영 할 수더 나은 그러나 그것은 당신의 상황에서 "검출 영역"이 커지기를 원하기 때문에 트레이드 오프가되기 시작합니다. 이것은 큰 직경의 코일을 의미하며 더 큰 범위의 더 넓은 필드를 생성하기 위해 그것을 통해 최대 전류를 원합니다. 코일의 인덕턴스에 맞서 싸우고 있습니다. 자기장을 생성할수록 코일에 전류가 필요하고 더 좋습니다.

이 전류를 얻기 위해 250 가닥 Litz 와이어와 병렬 튜닝을 사용하여 코일의 순환 전류를 발전기의 구동 전류보다 훨씬 크게 만들었습니다. 이것은 물론 발전기를 더 쉽게 설계 할 수있게합니다.

요컨대, 원거리에서 태그에 전력을 공급하려면 큰 코일 을 생각하고 litz 와이어 를 생각하고 최대 효율을위한 병렬 튜닝을 생각하십시오. 전력 수신 코일은 또한 손실이 매우 적었고 최대 거리에서 설정했을 때 가능한 한 많은 전압을 얻도록 높게 조정되었습니다. 이것이 내 의견에 집중해야 할 사항입니다.