Ermitteln Der Optimalen Sendeleistung - Balluff BIS U-4A7-082-01C-07-S4 Betriebsanleitung

BIS U-4A7-082- _1C-07-S4
Industrial RFID-System – Schreib-/Lesekopf
5
Applikationsplanung (Fortsetzung)
5.9

Ermitteln der optimalen Sendeleistung

Datenträger benötigen eine gewisse Energie. Bei passiven
RFID-Datenträgern muss diese Energie dem elektromag-
netischen Feld entnommen werden, das vom UHF-RFID
Schreib-/Lesekopf bzw. dessen Antenne bereitgestellt
wird. Der Strom und die Spannung, mit der sich der
Datenträger versorgt, hängt direkt von der Feldstärke ab.
Erst wenn die Feldstärke eine gewisse Schwelle über-
schreitet, beginnt der Datenträger zu arbeiten.
Der Wert der elektrischen Feldstärke, der hoch genug ist,
um den Datenträger mit ausreichend Energie zu versorgen,
wird als Ansprechfeldstärke bezeichnet. Da die Feldstärke
nicht ohne weiteres gemessen werden kann, wird die
Sendeleistung bzw. die Antennenleistung als Maß zur
Beschreibung der Feldstärke verwendet.
Bild 5-11 beschreibt das Ansprechverhalten eines passi-
ven UHF-RFID-Datenträgers in Abhängigkeit der eingestell-
ten Sendeleistung und soll lediglich den Zusammenhang
verdeutlichen. Die tatsächlich benötigte Sendeleistung
hängt unter anderem vom verwendeten Datenträger, dem
Abstand zum Schreib-/Lesekopf und der Umgebung ab.
Antennenleistung ERP in dBm
Bild 5-11: Ansprechfeldstärke – Erfassungen in Abhängigkeit der
Sendeleistung
In der Einrichtung einer RFID-Applikation ist der Wert der
Ansprechfeldstärke zwar bedeutend, letztlich einzustellen
ist aber die benötigte Sendeleistung. Zum Ermitteln der
benötigten Sendeleistung wird diese zunächst auf einen
niedrigen Wert eingestellt und stufenweise erhöht, wobei
dann jeweils versucht wird, den Datenträger anzuspre-
chen. Eine Antwort vom Datenträger wird empfangen,
wenn durch die eingestellte Sendeleistung die charakteris-
tische Ansprechfeldstärke erreicht oder überschritten wird.
An der Grenze kann die Zuverlässigkeit noch schwanken,
mit höherer Leistung und damit Feldstärke sollte sich der
Datenträger dann stabil auslesen lassen. Bei dieser bot-
tom-up-Herangehensweise nähert man sich von unten an
die optimale Sendeleistung an. Auf jeder Leistungsstufe
sollten mehrere Versuche (z. B. 100) unternommen wer-
den, um die Zuverlässigkeit abzuschätzen.
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Würde nun die kleinste Leistung, bei der der Datenträger
zu 100 % erfasst wird, dauerhaft verwendet, könnten
kleinste Änderungen der Umgebungsbedingungen dazu
führen, dass der Lesevorgang nicht prozesssicher erfolgt,
wie z. B. durch folgende Faktoren:
– Versetzung der Datenträger vor der Antenne
– Schwankungen der elektrischen Parameter der Daten-
träger
– unterschiedliche Materialien in Behältern oder in der
Nähe
– Personen oder Fahrzeuge, die sich in der Nähe bewe-
gen
Daher sollte die Sendeleistung um eine Sicherheitsmarge
von ca. 2 bis 5 dBm erhöht werden. Sind mehrere Daten-
träger zu erfassen, sollte die Sicherheitsmarge auf die
Leistung gegeben werden, ab der alle Tags erfolgreich
erfasst werden.
Die Sendeleistung sollte jedoch nicht zu hoch eingestellt
werden, da sich dies negativ auf die Funktion des RFID-
Systems auswirken kann (siehe Kapitel 5.8 auf Seite 16).
Zusätzlich können so auch weiter entfernte Datenträger
erfasst werden, deren Erfassung nicht vorgesehen ist. Die
optimale Sendleistung lässt immer einen Abstand von
mehreren dBm zu der Leistung, an der ungewollte Erfas-
sungen stattfinden (siehe Bild 5-12).
Antennenleistung ERP in dBm
Bild 5-12: Betriebsbereich der Sendeleistung – Erfassungen in
Abhängigkeit der Sendeleistung
Die Funktion AutoSetup des Schreib-/Lesekopfs (siehe
Kapitel 8.3.2 auf Seite 36) versucht, in der Applikation
eine optimale Einstellung für die Erfassung eines einzelnen
Datenträgers im Erfassungsbereich des Schreib-/Lese-
kopfs zu finden (nur Single-Tag-Betrieb). Wenn dabei eine
minimale Sicherheitsmarge für den zu erfassenden Daten-
träger und ein ausreichender Abstand zu eventuell weite-
ren Datenträgern ermittelt werden konnte, wird das Auto-
Setup erfolgreich abgeschlossen und die Einstellung der
Sendleistung automatisch angepasst. Zusätzlich wird auch
ermittelt, inwieweit die Leistung gegebenenfalls erhöht
werden muss, um auch Schreibvorgänge durchzuführen.
Ist das AutoSetup nicht erfolgreich oder sollen viele Daten-
träger erfasst werden, kann eine manuelle Einstellung mit
der oben beschriebenen bottom-up-Vorgehensweise
genutzt werden, um eine optimale Einstellung zu erreichen.
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