Feig Electronic OBID i-scan ID ISC.DAT User manual
MONTAGE
INSTALLATION
final
public (B)
2008-09-18
M40401-4de-ID-B.doc
OBI
D
i-scan
®
ID ISC.DAT
Dynamic Antenna Tuner
(deutsch / english)
OBID i-scan®Montage ID ISC.DAT
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Inhalt
1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen 5
2 Leistungsmerkmale des dynamischen Antennentuners ID ISC.DAT 6
3 Anschluss und Montage 7
3.1 Maße und Montage der Leiterplatte.............................................................................7
3.2 Anschlussbuchsen und Stiftleisten.............................................................................8
3.2.1 X1: Readeranschluss und Spannungsversorgung..........................................................9
3.2.2 X2: Boot Loader Interface ...............................................................................................9
3.2.3 X3: Ausgänge OUT1-3..................................................................................................10
3.2.4 X6, X7: Anschluss des Antennenleiters ........................................................................11
4 Bedien- und Anzeigeelemente 12
4.1 LEDs .............................................................................................................................12
4.2 Jumper JP1 und JP2: Einstellung der Güte..............................................................12
4.3 Jumper JP3: Einstellung Antennenschalter.............................................................12
5 Inbetriebnahme 14
5.1 Voreinstellung der Abgleichkapazitäten...................................................................14
5.2 Einstellung der Güte ...................................................................................................19
5.3 Anschluss und Abgleich.............................................................................................20
5.3.1 Spannungsversorgung ..................................................................................................20
5.3.2 Abgleichen der Antenne................................................................................................21
5.4 Betrieb ohne Spannungsversorgung........................................................................21
6 Technische Daten 22
6.1 Zulassung (CE)............................................................................................................23
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1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen
•Das Gerät darf nur für den vom Hersteller vorgesehenen Zweck verwendet werden.
•Die Bedienungsanleitung ist zugriffsfähig aufzubewahren und jedem Benutzer auszuhändigen.
•Unzulässige Veränderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zusatzeinrichtungen,
die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände,
elektrische Schläge und Verletzungen verursachen. Solche Maßnahmen führen daher zu
einem Ausschluss der Haftung und der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung.
•Für das Gerät gelten die Gewährleistungsbestimmungen des Herstellers in der zum Zeitpunkt
des Kaufs gültigen Fassung. Für eine ungeeignete, falsche manuelle oder automatische
Einstellung von Parametern für ein Gerät bzw. ungeeignete Verwendung eines Gerätes wird
keine Haftung übernommen.
•Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden.
•Anschluss-, Inbetriebnahme-, Wartungs-, und sonstige Arbeiten am Gerät dürfen nur von
Elektrofachkräften mit einschlägiger Ausbildung erfolgen.
•Alle Arbeiten am Gerät und dessen Aufstellung müssen in Übereinstimmung mit den
nationalen elektrischen Bestimmungen und den örtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
•Beim Arbeiten an dem Gerät müssen die jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften beachtet
werden.
•Es ist darauf zu achten, dass verschiedene Teile des Gerätes heiß werden können.
•Vor Berührung der Platine ist stets die Spannungsversorgung abzuschalten und durch
Nachmessen sicherzustellen, dass das Gerät spannungslos ist. Das Verlöschen einer
Betriebsanzeige ist kein Indikator dafür, dass das Gerät vom Netz getrennt und spannungslos
ist.
Achtung! An dem Antennen-Tuner und dem Antennenleiter liegen Spannungen bis zu
1kV an.
•Besonderer Hinweis für Träger von Herzschrittmachern:
Obwohl dieses Gerät die zulässigen Grenzwerte für elektromagnetische Felder nicht über-
schreitet, sollten Sie einen Mindestabstand von 25 cm zwischen dem Gerät und Ihrem Herz-
schrittmacher einhalten und sich nicht für längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Geräts bzw.
der Antenne aufhalten.
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2 Leistungsmerkmale des dynamischen Antennentuners ID ISC.DAT
Der dynamische Antennentuner ID ISC.DAT eignet sich zum automatischen Ab- und Nachgleichen
von RFID-Antennen mit einer Betriebsfrequenz von 13,56MHz. Die Messung der Parameter zum
Einstellen der Antenne erfolgt auf der Platine unter Betriebsbedingungen. Der Antennentuner ist
zusätzlich in der Lage, bis zu einer bestimmten Leistung (siehe 6 Technische Daten, Antennen-
schalter) den Antennenkreis über einen elektronischen Schalter aufzutrennen.
Die Ansteuerung des Antennentuners ID ISC.DAT und erfolgt über die HF-Verbindung. Der Anten-
nentuner funktioniert somit als sog. Funktionseinheit1.
Gemessene Parameter oder der Abgleichstatus können an den Host über die HF-Verbindung ge-
sendet werden.
In Bild 1 sind die wichtigsten Komponenten des Antennentuners ID ISC.DAT mit Antennenschleife
in einem Blockschaltbild dargestellt.
Bild 1: Blockschaltbild Antennentuner ID ISC.DAT
1Funktionseinheit gemäß Handbuch Kommunikation FU: H30701-x-ID-B
Antennenschleife
ID ISC.DAT
X1
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3 Anschluss und Montage
3.1 Maße und Montage der Leiterplatte
Der dynamische Antennentuner ist für die Montage in ein Gehäuse konzipiert. Zur Befestigung
befinden sich an den Rändern der Leiterplatte vier 3,2mm Bohrung (siehe Bild 2). Zur Befestigung
der Antennenschleife siehe 3.2.4 X6, X7: Anschluss des Antennenleiters.
Bild 2: Masse und Befestigungsbohrungen
Die maximale Bauhöhe der Platine ist in Bild 3 dargestellt:
Bild 3: Maximale Bauhöhe
118
90
25
1040
84
112
4x3,2
18,3
14,2
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3.2 Anschlussbuchsen und Stiftleisten
In Bild 4 sind alle Anschlussbuchsen und –klemmen, Einstellelemente, Jumper und das Anzeigeteil
(LEDs) dargestellt.
Bild 4: Anschlussbuchsen und –klemmen, Einstellelemente und LED
JP2 JP1
X7
X6
X1
JP26
JP24
JP22 JP21
JP23
JP25
JP14
JP12
JP11
JP13
X3
X2
LED
JP3
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3.2.1 X1: Readeranschluss und Spannungsversorgung
Der Anschluss der HF-Leitung und der Spannungsversorgung erfolgt, wie in Bild 5 dargestellt, über
die SMA-Buchse X1. Der dynamische Antennentuner arbeitet mit einer Gleichspannung von
7 - 12V.
Bild 5: Anschluss HF-Leitung und Spannungsversorgung
Die Spannungsversorgung von 7 –12 VDC liegt als Gleichspannungsoffset mit auf der HF-Leitung.
Siehe auch Kap. 5.3.1 Spannungsversorgung.
3.2.2 X2: Boot Loader Interface
Zum Durchführen eines Firmware Updates ist das Updatekabel ID CAB.RS-B auf die Stiftleiste X2
zu stecken (s. Bild 6). Die Spannungsversorgung erfolgt wie im Betrieb des Tuners über das An-
tennenkabel an Buchse X1. Siehe auch Kap. 5.3.1 Spannungsversorgung.
Bild 6: Anschluss Updatekabel
Die Durchführung des Firmware Updates ist in der entsprechenden Application Note ID ISC.DAT –
Firmware Update (N50801-xe-ID-B) genau beschrieben.
X1
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3.2.3 X3: Ausgänge OUT1-3
Die Ausgänge OUT1-3 können an der Stiftleiste X3 abgegriffen werden. Die Ausgänge können
jeweils bis zu einem Strom von Imax = 15mA belastet werden (siehe Bild 7). Das Aktivieren aller drei
Ausgänge gleichzeitig ist nicht möglich.
Bild 7: Ausgänge OUT1-3
Hinweis:
Der Vorwiderstand von OUT3 beträgt 0
Ω
. Es ist darauf zu achten, dass auch hier ein Strom
von 15mA nicht überschritten wird!
X3
+5VDC 0
330
330
OUT1
OUT2
OUT3
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3.2.4 X6, X7: Anschluss des Antennenleiters
Der Anschluss des Antennenleiters an die Leiterplatte erfolgt über die Anschlussflächen X6 und
X7.
In Bild 8 ist die Montage eines Antennenleiter aus Kupferrohr (dtube = 18mm; Enden zusammenge-
presst) und in Bild 9 die einer Antenne aus Koaxialkabel (RG214) dargestellt.
Bild 8: Antennenanschluss (Kupferrohr)
Bild 9: Antennenanschluss (Koaxialkabel RG214)
Hinweis:
Es ist darauf zu achten, dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen Antennenleiter und
Anschlussflächen besteht.
M3x12
Leiterplatte
X6
JP1
X6
RG214
M3x6
Leiterplatte
X6
JP1
Kupferrohr
(zusammengepresst)
Kontur Kupferrohr
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4 Bedien- und Anzeigeelemente
4.1 LEDs
Die grüne LED signalisiert durch blinken mit einer Frequenz von ca. 1 Hz den ordnungsgemäßen
Ablauf der internen Software.
Die rote LED signalisiert durch kurzes Aufblinken den Empfang eines Protokolls.
4.2 Jumper JP1 und JP2: Einstellung der Güte
Über die Jumper JP1 und JP2 werden die Widerstände zur Einstellung der Güte der Antenne ein-
gestellt.
Zur Güteeinstellung siehe 5.2 Einstellung der Güte
4.3 Jumper JP3: Einstellung Antennenschalter
Mit dem Jumper JP3 wird der Schalter zum Auftrennen des Antennenschwingkreises gebrückt
(siehe ). Dies ist notwendig, wenn die Antenne ohne Spannungsversorgung betrieben werden soll
oder hohe Antennenströmeauftreten. Siehe auch Tab. 1. Jede Änderung am Jumper JP3, muss
anschließend mit einem Hardware Reset (DC-Spannung aus und einschalten) abgeschlossen
werden.
Bild 10: JP3 Brücken des Antennenschalters
JP3
Schalter
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In folgender Tabelle ist die jeweils maximal zulässige HF-Leistung für verschiedene Güteeinstel-
lungen und verschiedene Antennen aufgeführt, bis zu der der Antennenschalter betrieben werden
darf.
Tab. 1: maximale HF-Leistung im Dauerbetrieb
Antenne Induktivität Gütewiderstand max. HF-Leitung
0Ω3,5 W
ID ISCANT300300
(Single-Loop: 300mm x 300mm) 0,8µH3Ω7 W
0Ω6 W
3Ω6,5 W
ID ISCANT800600
(Single-Loop: 800mm x 600mm) 1,9µH
3Ω8 W
0Ω3 W
ID ISCANT1400700
(8-Antenne: 1400mm x 700mm) 1,1µH3Ω8 W
Die maximal zulässige HF-Leistung erhöht sich, wenn die Leistung nicht dauerhaft anliegt (wie z.B.
bei der Verwendung eines Multiplexers).
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5 Inbetriebnahme
5.1 Voreinstellung der Abgleichkapazitäten
Der Antennenabgleich besteht aus einer Anpassschaltung aus Kondensatoren C1x (C11,C12) und
C2x (C21, C22) und einem Übertrager, der zur Symmetrierung des Antennenstroms als Balun ver-
schaltet ist. Die Kondensatoren sind zur Symmetrierung in C11 und C12 (für C1x) und in C21 und
C22 (für C2x) aufgeteilt. Ein Ersatzschaltbild der Anpassschaltung mit Balun ist in Bild 11 darge-
stellt.
Bild 11: Ersatzschaltbild Anpassschaltung mit Balun
Mit Hilfe der Jumper können Kondensatoren zur Voreinstellungen der Anpasskapazitäten C1x und
C2x zugeschaltet werden. (Ab Hardware Version FE575/3). Siehe Bild 12 und Bild 13.
Bild 12 Zeigt die Position der Jumper JP21...JP26 (C2x) auf der Hardware Version FE575/3
Bild 13 Zeigt die Position der Jumpers JP11...JP14 (C1x) auf der Hardware Version FE575/3
X1
C11
C12
C21
C22
Balun
R1
R2
X6
X7
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Alternativ zu den Jumpern können mit Hilfe der Lötbrücken 21..26 (C2x) und 11...14 (C1x) die Ab-
gleichkapazitäten dazugeschaltet werden. (siehe Bild 14).
C1x:
(11-14)
C2x:
(21-26)
Bild 14: Position Lötbrücken der Anpasskondensatoren auf Unterseite
Bild 15 zeigt das Schließen der Lötbrücken mit dem Lötkolben und eine geschlossene Lötverbin-
dung:
Bild 15: Schließen der Lötbrücke 11
11
13
11
13
C1x C2x
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In Tab. 2 sind die Kapazitäten, die durch die entsprechenden Jumper bzw. Lötbrücken zugeschal-
tet werden, zusammengefasst:
Tab. 2: Jumper JP11-26
Kapazität Jumper / Lötbrücken
C11 11: 17pF 13: 33pF
C1x C12 12: 17pF 14: 33pF
C21 21: 165pF 23: 82pF 25: 41pF
C2x C22 22: 165pF 24: 82pF 26: 41pF
Hinweis:
Aufgrund der Symmetrie müssen die Werte C11 und C12, bzw. C21 und C22 immer gleich
groß sein. D.h. für C11 und C12, dass die Lötbrücken 11 und 12 bzw. 13 und 14 immer beide
verbunden oder offen sein müssen. Das gleiche gilt entsprechend für C21 und C22.
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Der Wert der Voreinstellung hängt von der Induktivität und der Güte der abzugleichenden Antenne
ab. In Tab. 3 sind die Voreinstellungen für geläufige Antennen aufgelistet. Q gibt den Gütefaktor
bei dem jeweils gewählten Widerstandswert R1 und R2 an. C1 und C2 gibt die Werte an, die nach
einem erfolgreichen Abgleichvorgang mit dem ISOStart Kommando „Get antenna values“ ausgele-
sen wurden.
Tab. 3: Voreinstellung der Kapazitäten
Jumper / Lötbrücken (geschlossen)
Feig- Standardantennen L / µHQ
(R1,R2) C1 C2 11/12 13/14 21/22 23/24 25/26
56 (0Ω)66 55 z z
ID ISCANT300300
(Single-Loop: 300mm x 300mm)
Aluminiumband 20mmx 1,5mm
0,8
10 (3Ω)43 76 z z z
50 (0Ω)26 50 z
ID ISCANT800600-DA
(Single-Loop: 800mm x 600mm)
18mm Kupferrohr
1,9
21 (3Ω)66 36 z
57 (0Ω)47 91 z
33 (1Ω)70 82 z
ID ISCANT1300680-A
(8-Antenne: 1300mm x 680mm)
10mm Aluminiumrohr Vollmaterial
1,2
16 (3Ω)38 64 z z
56 (0Ω)46 86 z z
33 (1Ω)74 79 z z
ID ISCANT1400760-A/B/C
(8-Antenne: 1400mm x 700mm)
18mm Kupferorhr 1,1 15 (3Ω)46 60 z z z
42 (0Ω)39 82
ID ISCANT1400760-
SLA/SLB
(Single Loops: 1400mm x 700mm)
18mm Kupferrohr
2,2 23 (3Ω)59 77
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Weitere Beispiele:
Jumper / Lötbrücken
(geschlossen)
Antenne L / µHQ (R1,R2) C1 C2
11/12 13/14 21/22 23/24 25/26
42 (0Ω)29 47
Kupferrohrantenne (∅18mm)
Single-Loop 1200mm x 650m 2,5 23 (3Ω)50 39
55 (0Ω)65 110 Abgleichbereich C2 zu niedrig
Koaxantenne (RG213)
Single-Loop ∅250mm 0,5 8 (3Ω)67 125 z z z z z
(0Ω)
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 250 x 250mm 0,5 (3Ω)
Abgleichbereich C1 und C2 zu
niedrig
43 (0Ω)82 56 z z z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 300 x 300mm 0,66 9 (3Ω)84 76 zzz
55 (0Ω)68 70 z z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 400 x 250mm 0,75 10 (3Ω)64 85 z z z
55 (0Ω)40 84 z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 500 x 500mm 1,36 17 (3Ω)25 60 z z
53 (0Ω)42 83 z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 600 x 400mm 1,36 16 (3Ω)28 58 z z
34 (0Ω)50 76 z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 600 x 600mm 1,7 13 (3Ω)83 65 z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 1000x300mm 1,8 33 (1Ω)48 70 z
Kupferklebeband 25mm
Single-Loop 1060x400mm 2,4 33 (1Ω)44 29 z
Kupferklebeband 25mm
8-Antenne 2 x 600x340mm 0,7 21 (1Ω)53 94 z z z
Kupferklebeband 8mm
8-Antenne 2 x 400x400mm 0,5 (1Ω)113 92 z z z
Kupferklebeband 8mm
8-Antenne 2 x 500x500mm 0,68 (0Ω)70 70 z
Kupferklebeband 8mm
Single-Loop 250 x 250mm 0,8 52 (0Ω)68 52 z z
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10 (3Ω)64 68 z z z
46 (0Ω)66 70 z
Kupferklebeband 8mm
Single-Loop 300 x 300mm 0,98 13 (3Ω)74 41 z z
46 (0Ω)48 74 z
Kupferklebeband 8mm
Single-Loop 400 x 400mm 1,4 15 (3Ω)32 51 z z
44 (0Ω)40 67 z
Kupferklebeband 8mm
Single-Loop 500 x 500mm 1,8 19 (3Ω)76 55 z
38 (0Ω)40 83
Kupferklebeband 8mm
Single-Loop 600 x 600mm 2,3 20 (3Ω)64 74
5.2 Einstellung der Güte
Die Einstellung der Güte erfolgt über die Jumper JP1 und JP2. Durch Setzen der Jumper werden
die parallel dazu bestückten Widerstände gebrückt.
In Tab. 4 sind die möglichen Widerstandseinstellungen aufgelistet.
Tab. 4: Gütewiderstand
Jumper R1+R2
JP1 und JP2 geschlossen 0 Ω
JP1 offen, JP2 geschlossen 1 Ω
JP1 geschlossen, JP2 offen 2 Ω
JP1 und JP2 offen 3 Ω
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5.3 Anschluss und Abgleich
5.3.1 Spannungsversorgung
Für den Betrieb und den Abgleichvorgang ist eine Spannungsversorgung über die HF-Leitung er-
forderlich. Die Spannungsversorgung kann über verschiedene Möglichkeiten in die HF-Leitung
eingeschleift werden:
1. Multiplexer
Wird die Antenne an einem FEIG-Multiplexer ID ISC.ANT.MUX betrieben, kann dieser so konfigu-
riert werden, dass bis zu zwei Antennentuner ID ISC.DAT gleichzeitig über die HF-Verbindung mit
Spannung versorgt werden können (siehe Montageanleitung ID ISC.ANT.MUX2). Der Antennen-
Tuner wird dann direkt an einen Ausgang des Multiplexers angeschlossen.
2. Power-Splitter
Der FEIG-Power-Splitter ID ISC.ANT.PS-B kann so konfiguriert werden, dass er eine oder zwei
angeschlossene Antennentuner ID ISC.DAT mit Spannung versorgen kann (siehe Montageanlei-
tung ID ISC.ANT.PS-B3).
3. Reader mit Gleichspannungsoffset
Verfügt der angeschlossene Reader über einen Gleichspannungsoffset von 7-12V (Stromaufnah-
me 150mA, siehe Montageanleitung Reader LR2000,LRM2000,MR200) kann der Antennentuner
ID ISC.DAT direkt an den Reader angeschlossen werden.
Sind keine der oben angeführten Möglichkeiten vorhanden, ist die Einspeisung der Gleichspan-
nung auf das HF-Kabel gemäß Bild 16 auszuführen.
Bild 16: Einspeisung Spannungsversorgung
2Montageanleitung Antenna Multiplexer M30201-xde-ID-B
3Montageanleitung Power-Splitter M40402-xde-ID-B
⇐
Reader
Antenne
⇒
C
L
7-12VDC L: 10uH Epcos SIMID03 (B82432-A1103-K)
C: 100nF
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