Wie funktioniert ein RFID Reader?
RFID steht für Radio Frequency Identification – eine Technologie, bei der über ein elektromagnetisches Feld Daten kontaktlos übertragen werden. Industrial RFID Reader (1) erzeugen folglich elektromagnetische Wellen (2), die von der Antenne des RFID Transponders (3) empfangen und in elektrische Energie umgewandelt werden, die den Chip des Transponders mit Strom versorgt. Im Anschluss sendet der RFID Chip ein Signal (4) zurück an den Reader, welcher die Informationen interpretiert und verarbeitet. RFID Reader fungieren demnach als Schreib- und Lesegeräte zugleich.
Über welche technischen Eigenschaften verfügt ein RFID Transponder?
Ein RFID Transponder (auch RFID Tag) besteht grundsätzlich aus drei wesentlichen Komponenten: Der Antenne, welche die Funkwellen des RFID Readers empfängt, dem RFID Chip, auf dem die relevanten Daten hinterlegt sind, und dem Trägermedium, das die Antenne und den Chip vor äußeren Einflüssen schützt.
Worin liegt der Unterschied zwischen aktiven und passiven Transpondern?
Passive RFID Transponder beziehen die benötigte Energie einzig aus dem elektromagnetischen Feld, das der RFID Reader aussendet. Aktive RFID Transponder hingegen verfügen über eine eigene Energieversorgung, beispielsweise durch eine im Gerät verbaute Batterie.Welche Frequenzbänder stehen für RFID-Systeme zur Verfügung?
Die erlaubten Frequenzen für produktionsnahe RFID-Schnittstellen sind weltweit fest definiert. Unterschieden wird grundsätzlich zwischen Systemen, die im Niederfrequenzbereich (LF) von 125 kHz bis 134 kHz, im Hochfrequenzbereich (HF) von 13,56 MHz und im Ultra-Hochfrequenzbereich (UHF) von 865 MHz bis 960 MHz arbeiten. In der Industrie kommen je nach Anwendung unterschiedliche Frequenzbereiche zum Einsatz. Hochfrequenz-RFID-Systeme liefern eine mittlere bis hohe Übertragungsrate und sind daher kurzen Reichweiten vorbehalten. Bei Anwendungen mit einer Reichweite von mehreren Metern werden ultra-hochfrequente RFID Reader eingesetzt.
Wodurch wird die Reichweite der RFID Reader beeinflusst?
Funkwellen breiten sich kugelförmig aus. Entfernt sich der Transponder vom RFID Reader, sinkt die Signalstärke quadratisch zur Entfernung. Verdoppelt sich folglich der Abstand des Transponders, verringert sich die wahrgenommene Energiemenge auf ein Viertel.
Was ist ein RSSI-Wert?
Die wichtige Kenngröße für die Definition des möglichen Arbeitsbereichs eines RFID-Systems ist der RSSI-Wert. Dieser beschreibt die Signalstärke der Rückantwort vom Transponder zum RFID Reader.
Welche Faktoren beeinflussen den RSSI-Wert?
- Die Größe des Transponders: Je größer, desto höher fällt der RSSI-Wert aus.
- Die Entfernung zwischen Reader und Transponder: Je größer die Distanz, desto geringer ist der RSSI-Wert.
- Metalle und sehr hohe Wasseranteile in der Umgebung des Transponders: Diese können die Funkwellen stören und so den RSSI-Wert verschlechtern.
- Systeme, die ebenfalls mit elektromagnetischen Wellen arbeiten: So können sich beispielsweise induktive Sensoren und RFID-Systeme gegenseitig beeinträchtigen.
Bedarfsgerechte Festlegung des RSSI-Werts
Über IO-Link kann am RFID Reader flexibel festgelegt werden, bei welchen RSSI-Werten der Reader reagieren soll. Dieser definierte Grenzwert gibt dann den minimalen RSSI-Wert an, der erreicht werden muss, um die Daten des Transponders zu verarbeiten. Dies ermöglicht die individuell optimierte Anwendung für eine eindeutige Zuordnung, Nachverfolgung und Identifikation innerhalb des Fertigungsprozesses.Der Wirkungsbereich der RFID Reader lässt sich in vier Zonen unterteilen, die den Arbeitsbereich des RFID Readers genauer definieren.
Welche Funktionen und Betriebsarten stehen zur Verfügung?
Alarmmodus
Die RFID Reader bieten die Möglichkeit, bis zu zwei Alarme zu konfigurieren und diese auszulösen. Als Trigger können sowohl bestimmte RSSI-Grenzwerte als auch die Mindestanwesenheitsdauer der RFID Transponder definiert werden.
Definition des RSSI-Grenzwerts
Durch die Festlegung des RSSI-Grenzwerts lässt sich der Arbeitsbereich des RFID Readers definieren. Hierdurch wird bestimmt, wie stark das Antwortsignal vom Transponder sein muss, damit der Reader die Transponderdaten ausgibt bzw. ändert.
Kommunikation über IO-Link
Unsere RFID Reader verfügen über eine IO-Link Schnittstelle. Dadurch lassen sich Parameter schnell und unkompliziert anpassen sowie Prozessdaten übertragen.
Identifikationssysteme im Vergleich: RFID Reader vs. Barcode-Scanner
Sowohl RFID-Systeme als auch Systeme mit Barcode-Scannern ermöglichen Identifikationslösungen in der Prozessautomation. Unterschiedliche Funktionsprinzipien und damit einhergehende Vorteile ermöglichen eine breite Einsatzvielfalt, die den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht wird.
Vorteile von RFID Readern für Identifikationslösungen
Schnelle Erfassung von Daten und Transponder
Durch die RFID-Technologie lassen sich Datenmengen in hoher Geschwindigkeit vollständig und zuverlässig erfassen.
Unempfindlich gegenüber Verschmutzungen
Selbst in schmutzigen und staubigen Umgebungen lassen sich Daten auslesen oder umschreiben.Eindeutige Zuordnung
Jeder RFID Chip verfügt über eine weltweit einmalige Seriennummer. Dadurch lassen sich Verwechslungen auf Produkt- und Prozessebene ausschließen.
Kontakt- und sichtlose Identifikation
Zur Identifikation des Transponders ist kein direkter Sichtkontakt notwendig. So können die RFID Transponder sichtlos, beispielsweise im Werkzeugträger oder im Produkt, hinterlegt werden.
