Forum: HF, Funk und Felder Katzenklappe - RFID-Implantate auslesen


von Sebastian W. (wangnick)


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Liebe Leute,

wir haben vor kurzem einen Fremdkater im Haus gehabt, und möchten den 
vergrämen.

Zugang der Katzen zum Haus ist über einen Katzentunnel durch die 50cm 
Außenwand mit zwei Katzenklappen Staywell 30 (ohne Stromversorgung, 
immer offen) an beiden Seiten. Im Winter bauen wir an dieser Stelle 
immer ein Winterquartier für unsere Kübelpflanzen aus Stegplatten auf, 
und dort ist an einer Seitenplatte auch noch eine pendelnde Katzenklappe 
eingebaut. Ganz schön mutig von dem Fremdkater, sich dadurch zu 
manövrieren, nur um an das Geleefutter von DM zu kommen!

Unsere zwei Katzen sind gechipt, die ISO Transponder 1.4*8mm IG sind von 
tierchip.de (Herstellercode 934). Die Staywell-Klappen haben jeweils 
eine Transponder-Lesespule mit 1.65mH und 13.2Ω (gemessen mit dem 
Transistortester) verbaut. Ich möchte nun in einem ersten Schritt die 
Transponder unserer zwei Katzen auslesen, wenn sie durch die Klappen 
gehen. Wenn das funktioniert, würde ich versuchen, den Chip des 
Fremdkaters beim Zugang in das Winterquartier zu lesen, und dann bei 
Erkennung Licht anzumachen und/oder eine Sirene zu aktivieren. Sollte 
der Fremdkater kein RFID-Implantat tragen, muss ich mir dann eine andere 
Methode der Erkennung ausdenken.

Ich habe in meinem Bastelvorrat 5*EM4095 
(https://www.emmicroelectronic.com/sites/default/files/products/datasheets/em4095_ds.pdf) 
gefunden, an die Spule einer der Staywell-Klappen die 
Standard-Leseschaltung nach Fig. 8 auf einem Steckbrett aufgebaut, und 
werte die Daten mit einem ESP32 aus. Die Erkennung eines 
EM4100-Transponders aus dem Fundus funktioniert schon ganz gut.

Allerdings habe ich erkannt, dass ich mit der Antennenspannung bzw. dem 
Antennenstrom nicht zu zaghaft sein darf. Aktuell verwende ich Rser=12Ω 
und Cres=820pF, Cdv1=11pF und Cdv2=1nF. Nach den Formeln im Appendix 
ergäbe dies einen Antennenstrom von Iant=204mA und eine Antennenspannung 
Vantpp=584V.

Tatsächlich messe ich eine Antennenspannung Vpp von 264V. Dies 
entspräche einem Antennenstrom Iant von 92mA bzw. Irms von 65mA. Und das 
Labornetzteil zeigt eine Stromaufnahme der Schaltung von 53mA an. Wie 
erklärt sich diese Diskrepanz?

Ich muss jetzt unter Umständen Rser noch weiter verkleinern, um das 
Magnetfeld der Spule zu vergrößern, so dass ich auch die winzigen 
Implantate unserer Katzen zuverlässig lesen kann. Aber auf welche 
Randbedingungen muss ich dabei achten? Das Datenblatt nennt einen 
maximalen Antennenstrom von 250mA und eine gewisse thermische 
Belastbarkeit des IC. Aber was ist mit der Antennenspannung? Ich benutze 
zur Zeit THT-Kerkos für Cres, Cdv1 und Cdv2, die sind doch nicht 
beliebig durchschlagsfest. Und worauf muss ich noch achten?

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Dieter S. (ds1)


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Sebastian W. schrieb:
>
> Ich habe in meinem Bastelvorrat 5*EM4095

Und der soll ISO 11784 bzw. ISO 11785 der üblichen Tier-Transponder 
können?

von Sebastian W. (wangnick)


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Dieter S. schrieb:
> Und der soll ISO 11784 bzw. ISO 11785 der üblichen Tier-Transponder
> können?

Wenn die Transponder FDX-B nutzen, dann sollte doch nichts dagegen 
sprechen, oder? Na ja, werde ich ja sehen ...

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Warum ersetzt du nicht einfach eine der vorhandenen Klappen durch eine 
Katzenklappe mit RFID-Funktion? Die Dinger laufen mit Batterie-Betrieb 
>1 Jahr, bevor die Batterien gewechselt werden müssen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Oliver S. (oliverso)


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Sebastian W. schrieb:
> wir haben vor kurzem einen Fremdkater im Haus gehabt, und möchten den
> vergrämen.

Es gibt überhaupt nur Fremdkater...

https://www.der-postillon.com/2019/11/nur-150-katzen.html

Oliver

von Sebastian W. (wangnick)


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Thorsten O. schrieb:
> Warum ersetzt du nicht einfach eine der vorhandenen Klappen durch eine
> Katzenklappe mit RFID-Funktion? Die Dinger laufen mit Batterie-Betrieb
>>1 Jahr, bevor die Batterien gewechselt werden müssen.

Das wäre zu einfach. Ich will ja etwas über Serienschwingkreise und 
Antennentechnik lernen.

LG, Sebastian

von Dieter S. (ds1)


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von Sebastian W. (wangnick)


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Dieter S. schrieb:
> Da hast Du schon reingeschaut?

Jetzt gerade auf deinen Rat hin. Meine Fragen zu Rser und C0 beantwortet 
der Thread dort nicht, enthält aber wieder maximale Bleiwüste zu auch 
damals ungefragten Themen. Zeitveschwendung.

LG, Sebastian

von Dieter S. (ds1)


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Sebastian W. schrieb:
>
> Jetzt gerade auf deinen Rat hin. Meine Fragen zu Rser und C0 beantwortet
> der Thread dort nicht, enthält aber wieder maximale Bleiwüste zu auch
> damals ungefragten Themen. Zeitveschwendung.

Dort gibt es u.a. Verweise auf fertige Projekte, Schaltpläne und auf 
diverse App Notes zu der Thematik. Aber gut, ist ja nur 
Zeitverschwendung. Genauso wie hier für mich (ich schreibe das nicht 
nochmal extra für Dich was ich dort geschrieben habe).

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Sebastian W. schrieb:
> muss ich mir dann eine andere Methode der Erkennung ausdenken.

Musst du nicht.

Kein Transponder erkannt, Klappe bleibt verriegelt.

Ja, dazu muss die Klappe einen elektrisch auslösbaren Riegel bekommen.

Vergiss die Sirene.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Sebastian W. schrieb:
> Sollte der Fremdkater kein RFID-Implantat tragen, muss ich mir dann
> eine andere Methode der Erkennung ausdenken.

Nur der Bewegungsmelder reagiert.

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael B. schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> muss ich mir dann eine andere Methode der Erkennung ausdenken.
>
> Musst du nicht.
> Kein Transponder erkannt, Klappe bleibt verriegelt.

Ohne Stromversorgung arbeiten die Sensoren nicht.

> Ja, dazu muss die Klappe einen elektrisch auslösbaren Riegel bekommen.
> Vergiss die Sirene.

Geht auch beides nicht ohne Stromversorgung.
Ein Dilemma.😊
Ggf. könnten sich Katzenhalter/innen oder Personal an die Katzenklappen 
setzen, solange diese entsperrt sind.

von Michael B. (laberkopp)


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Ralf X. schrieb:
> Ohne Stromversorgung arbeiten die Sensoren nicht.

Eben. Er braucht Strom zum Auslesen der Transponder, also hat er auch 
Strom zum entriegeln der Klappe.

von Rainer Z. (netzbeschmutzer)


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Oliver S. schrieb:
> Es gibt überhaupt nur Fremdkater...
>
> https://www.der-postillon.com/2019/11/nur-150-katzen.html

Suuuper!! :))

von Sebastian W. (wangnick)


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Gerade ist eine unserer Katzen durch die wieder eingebaute Antennenspule 
hereingerauscht. Und wie vermutet reicht die Stärke des Feldes zwar aus, 
um chaotische Signale zu demodulieren, aber noch nicht, um dem 
Transponder mit meiner Testschaltung erkennbare Daten zu entlocken.

Daher also noch einmal meine konkreten Fragen: 1. Wie klein darf ich 
Rser machen, und wovon hängen dabei die Grenzen ab? 2. Kann ich die 
vorhandene Lesespule verbessern, und wenn ja, worauf sollte dabei mein 
Augenmerk liegen?

LG, Sebastian

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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"eine andere Methode der Erkennung ausdenken."

Wie wäre es, wenn Du Deinen Katzen die Bedienung eines Zahlenschlosses 
mit 5-Tastern (3-stellige Kombination) beibringen würdest um die Klappe 
zu öffnen?

Damit wäre das Problem intelligent gelöst.

von Sebastian W. (wangnick)


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Hier die Aufzeichnung von DEMOD_OUT und RDY/CLK beim etwas 
gemächlicherem Durchgang unserer Katze "Vanta" durch die Antennenspule, 
im Saleae-Logic2-Format.

Ich kann da noch kein sauberes FDX-B erkennen, aber es scheint ganz 
knapp davor zu sein.

Wenn ich jetzt nur wüsste, wie hoch ich die Antennenleistung durch 
Verringerung von Rser aufdrehen kann, ohne dass irgendetwas abraucht ...

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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So wie jeder Mensch einen anderen Schritt hat, ist das auch bei Katzen. 
Es waere daher moeglich mit einer KI die Laufgeraeusche durch die 50cm 
Roehre der Katzen zu unterscheiden.

Noch einfacher waere eine Wildkamera mit Sensor aufzustellen, die bei 
jeder hereinlaufender Katze ein Bild macht.

von Sebastian W. (wangnick)


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Dieter D. schrieb:
> So wie jeder Mensch einen anderen Schritt hat, ist das auch bei Katzen.
> Es waere daher moeglich mit einer KI die Laufgeraeusche durch die 50cm
> Roehre der Katzen zu unterscheiden.
>
> Noch einfacher waere eine Wildkamera mit Sensor aufzustellen, die bei
> jeder hereinlaufender Katze ein Bild macht.

Dieter, das Thema hier ist das Auslesen der RFID-Implantate. Darum ist 
auch das Forum "HF, Funk und Felder" gewählt.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Sebastian W. schrieb:
> Dieter, das Thema hier ist das Auslesen der RFID-Implantate.

Das passt sehr gut dazu.
Hat dabei nichts geklingelt?

Statt der Katzenlaufgeraeusche kommt Dir die Idee das Signal der RFID 
Aufzeichnungen zum KI Training zu nehmen.

Die Kamera brauchst Du, damit Du die Aufzeichnungen der richtigen Katze 
zuordnen kannst.

von Sebastian W. (wangnick)


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Dieter S. schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> Jetzt gerade auf deinen Rat hin. Meine Fragen zu Rser und C0 beantwortet
>> der Thread dort nicht, enthält aber wieder maximale Bleiwüste zu auch
>> damals ungefragten Themen. Zeitveschwendung.
>
> Dort gibt es u.a. Verweise auf fertige Projekte, Schaltpläne und auf
> diverse App Notes zu der Thematik. Aber gut, ist ja nur
> Zeitverschwendung. Genauso wie hier für mich (ich schreibe das nicht
> nochmal extra für Dich was ich dort geschrieben habe).

Ok, ich habe mich jetzt doch noch einmal durch diesen Thread gewühlt. 
Und in der Tat zwischen und unter den inzwischen üblichen 
Privatabschweifungen einiges Interessantes gefunden. So zum Beispiel, 
dass nur Cref und Cdv1 der Antennenspannung standhalten müssen. Aber vor 
allem, dass zur Modulierbarkeit der Trägerwelle die Güte der 
Antennenspule nicht zu hoch sein sollte, für FDX-B so bei 15. Und die 
Spule in meiner Katzenklappe (wie gesagt 1.65mH und 13.2Ω) hat bei 
134.2kHz eine Güte von 105.

Das könnte daran liegen, dass die Bitrate des EM4100-Protokolls (das die 
Halsbänder der Klappe wohl benutzt haben) anscheinend nur die Hälfte des 
FDX-B-Protokolls beträgt. Zumindest ist bei meinem 
EM4100-Beispieltransponder, der einem RFID-Leseset beilag, ein Halbbit 
32 Trägerzyklen lang. Und für das FDX-B-Protokoll wird von einer Länge 
eines Halbbits von 16 Trägerzyklen gesprochen.

Um meine Katzen nicht zu verärgern habe ich mir jetzt separat so einen 
1.4x8mm FDX-B-Transponder geordert, der morgen geliefert werden soll. 
Dann werde ich mir dafür passend eine geeignete Lesespule wickeln.

Ich lese mich auch gerade durch 
https://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/51115f.pdf durch. Dort 
steht auf Seite 70: "the reader antenna circuit needs a bandwidth of at 
least twice of the data rate". Und so wie ich es verstanden habe, ist 
hier die Symbolrate des manchesterkodierten Datenstroms ausschlaggebend, 
und da die bei FDX-B 1/16 der Trägerfrequenz beträgt, muss die 
Bandbreite mindestens 1/8 der Trägerfrequenz betragen, und also darf die 
Güte nicht größer als 8 sein. Da sollte ich wohl zu einem recht dünnen 
Draht greifen ...

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Nachtrag: Die Halsbandanhänger der Katzenklappe können auch ein ganz 
anderes Protokoll als EM4100 benutzt haben. Leider sind die nach so 
vielen Jahren nicht mehr auffindbar. Sie haben mit diesen Klappen damals 
auch nie wirklich gut funktioniert.

von Dieter S. (ds1)


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Das hier stand wohl noch nicht in dem anderen Thread, könnte aber 
hilfreich sein ("FDX-B (pet microchip) and EM4100 RFID Reader for 
ESP32"):

https://github.com/s60sc/ESP32_RFID_Reader

von Thomas R. (thomasr)


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Wir nutzen diese und sind zufrieden: https://petwalk.at/

Die liest und erkennt die eigenen Tiere und hält die Klappe bei 
Fremdtieren einfach zu (massive Dreipunktverriegelung)

von Dieter S. (ds1)


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Thomas R. schrieb:
>
> Die liest und erkennt die eigenen Tiere und hält die Klappe bei
> Fremdtieren einfach zu (massive Dreipunktverriegelung)

Wobei implantierte RFID Chips wohl nicht ganz unproblematisch sind (u.U. 
geringe Reichweite):

https://petwalk.at/pages/info-center__funktion-von-rfid-chips

von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> Wie
> erklärt sich diese Diskrepanz?

Ich würde Deiner Berechnung und Messung eher glauben. Die 
Schwingkreisgüte ist 56, mit 5V angesteuert kommen ca 5 * 56 = 280V 
raus.

Ich habe vor kurzer Zeit auch mit 134KhZ - Tierchips experimentiert. 
Dass die Güte nicht zu hoch sein darf habe ich am Signal hinter dem 
Demodulator gemerkt - es wird mit mit abnehmender Bandbreite unförmiger 
(i.e. dreieckiger).
Daraus schließe ich dass Du den Imax deines EM4095 gar nicht nutzen 
kannst.

Mit den Chips E675-1.58-FDX-B von i-keys und elektrisch vergleichbarer 
Spule (ca 1.1mH, 12 Ohm) habe ich nicht mehr als 4 cm Reichweite 
erreicht.
Deutlich wurde auch die dahinter stehende Physik - bei quer stehendem 
Chip findet gar keine Koppelung statt. Kein Wunder, dass Petcare usw. 
schöne disclaimer schreiben...

Wie ist denn die Spule bei deiner Klappe angebracht? Läuft die Katze 
durch sie hindurch oder streicht sie mit der Schulter daran vorbei?

Gruß,
Harald

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Sebastian W. schrieb:
> Da sollte ich wohl zu einem recht dünnen
> Draht greifen ...

Harald schrieb:
> Dass die Güte nicht zu hoch sein darf habe ich am Signal hinter dem
> Demodulator gemerkt - es wird mit mit abnehmender Bandbreite unförmiger
> (i.e. dreieckiger).

Ich habe mir jetzt eine Rundantenne mit 150mm Durchmesser und 35 
Windungen aus 0.1mm Kupferlackdraht gewickelt. Sie hat 0.7mH und 
37.5Ohm, also bei 134.2kHz eine Güte von 16. Mit dieser Spule und ihrer 
hohen Signalbandbreite kann ich RFID-Karten im Kreditkartenformat mit 
EM4100-Protokoll super auslesen, DEMOD-OUT liefert sehr scharfe Flanken.

Allerdings erreiche ich nur noch Vantpp von 62V. Und dabei liefert mein 
kleiner 3x14mm EM4100-Testtransponder kein erkennbares Signal mehr 
zurück. So geht es also auch nicht ...

Um das Ganze besser verstehen und messen zu können, und mich auch von 
den Beschränkungen des EM4095 lösen zu können, sollte ich die Schaltung 
wohl mal diskret aufbauen. Allerdings erwartet mich dann wohl dieses:

Andreas M. schrieb:
> Ich habe inzwischen eine kleine
> Platine geätzt. Dort verwende für den Spulentreiber die Schaltung
> entsprechend dem WL-134. Der Analogteil der AM Demodulaiton tut leider
> nicht so richtig was er soll. Ich habe da nochmal ein paar Veränderungen
> vorgenommen. Leider passen Simulation und Realität nicht so richtig
> zusammen :-), die Realität ist komplexer, wer hätte es gedacht.

LG, Sebastian

von Sebastian W. (wangnick)


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Ich hab mir jetzt so ein WL-134-Dingens bestellt. Soll morgen ankommen. 
Da hab ich dann eine Beispielschaltung, mit der ich mit größerer 
Spannung als 5V arbeiten und die Innereien des Demodulators vermessen 
kann.

LG, Sebastian

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Sebastian W. schrieb:
>Ich habe mir jetzt eine Rundantenne mit 150mm Durchmesser und 35
>Windungen aus 0.1mm Kupferlackdraht gewickelt. Sie hat 0.7mH und
>37.5Ohm, also bei 134.2kHz eine Güte von 16. Mit dieser Spule und ihrer
>hohen Signalbandbreite kann ich RFID-Karten im Kreditkartenformat mit
>EM4100-Protokoll super auslesen, DEMOD-OUT liefert sehr scharfe Flanken.

>Allerdings erreiche ich nur noch Vantpp von 62V. Und dabei liefert mein
>kleiner 3x14mm EM4100-Testtransponder kein erkennbares Signal mehr
>zurück. So geht es also auch nicht ...

Du kannst auch einen dickeren Draht nehmen und einen Widerstand
in Reihe schalten. Wo der ohmsche Widerstand herkommt, ob
vom Draht oder von einen zugeschalteten Widerstand spiel
hier keine Rolle. Wenn der zugeschaltete Widerstand einstellbar
ist, also ein Trimmer, kannst du durch probieren den besten
Wert finden. Wie groß ist denn der Schwingkreiskondensator,
ergibt daß denn mit der Spule eine Resonanz auf 134.2kHz?

von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> WL-134-Dingens bestellt

Da bin ich auch gespannt ob das an die versprochenen 18cm Reichweite 
rankommt.

Ich habe meine Schaltung in LTSpice simuliert, falls Du Interesse hast 
kann ich die rauskramen.

von Dieter S. (ds1)


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Harald schrieb:
>
> Da bin ich auch gespannt ob das an die versprochenen 18cm Reichweite
> rankommt.

Ein Exemplar des WL-134 Modul ergab folgendes:

Beitrag "Re: Erbitte Hilfe bei RFID Projekt Tierchip von Streunerkatzen auslesen"

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Hoffen wir für den TO, wenn er die Futterdiebin oder den Futterdieb 
ausfindig gemacht hat, es nicht in einem Nachbarschaftsstreit mündet, 
der sogar tödlich enden könnte.

Wobei das vielleicht eine nette Idee für einen Bestsellerroman werden 
könnte. ;)

Gestern war's der "Leberkäs Junkie" und morgen wird's der "Katzenfutter 
Junkie".

von Sebastian W. (wangnick)


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Sebastian W. schrieb:
> Ich habe mir jetzt eine Rundantenne mit 150mm Durchmesser und 35
> Windungen aus 0.1mm Kupferlackdraht gewickelt. Sie hat 0.7mH und
> 37.5Ohm, also bei 134.2kHz eine Güte von 16. Mit dieser Spule und ihrer
> hohen Signalbandbreite kann ich RFID-Karten im Kreditkartenformat mit
> EM4100-Protokoll super auslesen, DEMOD-OUT liefert sehr scharfe Flanken.
>
> Allerdings erreiche ich nur noch Vantpp von 62V. Und dabei liefert mein
> kleiner 3x14mm EM4100-Testtransponder kein erkennbares Signal mehr
> zurück. So geht es also auch nicht ...

Aktueller Stand ist wie folgt:
1. Ich habe einen FDX-B-Testtransponder 1.4x8mm erhalten.
2. Ich habe eine neue Rundspule gewickelt, ⌀=150mm N=80 d=0.3mm, 
gemessen 2.54mH 9.6Ω.
3. Mit dieser Antenne und einem Serienwiderstand von 12Ω erreiche ich 
Vantpp=308V. Die Güte ist natürlich so, dass die Modulation stark 
gehemmt wird. Der EM4095 erkennt dennoch die Modulation sowohl des 
EM4100- als auch des FDX-B-Protokolls! Eventuell wird nicht der Betrag 
der Hüllkurve ausgewertet, sondern dessen zeitlicher Trend?

Meine nächsten Schritte wären die weitere Verringerung des 
Serienwiderstands, bis Vantpp nicht mehr ansteigt, die Inbetriebnahme 
des heute zusammen mit einer quadratischen Antennenspule erhaltenen 
WL-134, und die Planung der Montage einer geeigneten Spule am 
Katzentunneleingang.

LG, Sebastian

von Harald (hasanus)


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Dieter D. schrieb:
> Gestern war's der "Leberkäs Junkie" und morgen wird's der "Katzenfutter
> Junkie"

Hehe. Falls der Plot einen roten Kater vorsieht: Sein Name sei Rudi!

Sebastian W. schrieb:
> Meine nächsten Schritte wären die weitere Verringerung des
> Serienwiderstands

Du meinst sicherlich die Verringergung der Güte durch Erhöhung des Rs.

von Sebastian W. (wangnick)


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Harald schrieb:
> Ich habe meine Schaltung in LTSpice simuliert, falls Du Interesse hast
> kann ich die rauskramen.

Das würde mich interessieren.

Ich habe jetzt Messungen der Erkennungsabstände mit verschiedenen Spulen 
gemacht, sowohl mit der EM4095-Schaltung als auch mit der 
WL134-Schaltung. Die WL134-Schaltung erlaubt tatsächlich wesentlich 
größere Erkennungsabstände. Mit der Eigenbaurundspule 150mm/N=80/d=0.3mm 
erkennt die EM4095-Schaltung den 1.4x8mm FDXB-Transponder genau in der 
Mitte nur sporadisch und kann selbst am Rand nicht alle Telegramme 
dekodieren. Die WL134-Schaltung dagegen erkennt den Transponder ab 110mm 
Entfernung sporadisch und ab 100mm Entfernung zuverlässig.

Ein Schaltplan der WL134-Schaltung ist auf 
https://www.circuitsonline.net/forum/view/162693 bzw. 
https://www.circuitsonline.net/forum/file/99300 zu finden. Anbei ein 
Bild des Verhaltens der WL134-Schaltung bei Benutzung der 
Staywell-Spule. Das Signal auf A1 (genannt "Antenna Hull IC2.2") ist 
tatsächlich der Punkt zwischen C15, C16 und R13.

Mich würde eine Erläuterung der hier vorliegenden Opamp-Beschaltung 
interessieren. Welche Art der Rückkoppelung vollführt IC2B durch R13, 
R14 und C17, und was bewirken R15, R16, C18 und C19 um IC2A herum? Hier 
wird ja anscheinend nicht nur verstärkt, sondern auch differenziert und 
integriert, oder?

Denn die Güte der Spulen lässt ein sauberes Rechteck auf der Hüllkurve 
des Trägersignals ja nicht zu.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> Denn die Güte der Spulen lässt ein sauberes Rechteck auf der Hüllkurve
> des Trägersignals ja nicht zu.

Eventuell wertet der uc die steigenden bzw fallenden Flanken aus, dazu 
passt dann auch der Differenzierer.

Dein "Antenna Hull" - Signal ist erstaunlich. Ich habe an Spule nie ein 
so hoch moduliertes Signal gesehen, auch wenn der Transponder in der 
Mitte der Spule saß. Wo hast du denn die Transponder her?

Anbei mein Elaborat. Das gibts nur als Simulation, also mit Vorsicht zu 
genießen. Anders als meine bisherigen Versuche (134k mittels rpi 
gewonnen) ist der Sender ein selbstschwingender Oszillator, und sollte 
eigentlich eine Sinusspannung erzeugen. R13 ist aber nicht beschaltet - 
Der Empfänger arbeitet mit dem verzerrten Signal besser (?)
Der Empfänger spuckt getrennte Signale für steigende und fallende 
Flanken aus.

Die Modellierung des Transponders ist eher zufällig. Keine Ahnung wie 
klein der Koppelfaktor sein könnte, oder welche Werte die winzige Spule 
haben könnte.

Schönen Gruß,
Harald

von Andreas M. (amesser)


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Oh hier tut sich ja inzwischen einiges. Muss ich mir auch erstmal zu 
Gemüte führen. Ich komme mit meiner Spule übrigens auf ca 7cm Reichweite 
in der Mitte der Antenne bei guter Ausrichtung (30 Wdg. ca 400µH) Das 
Signal des (Glas-)Transponders ist bei mir am Oszi im Schwingkreis kaum 
zu sehen, erst nach den Filtern/Verstärkern...

von Sebastian W. (wangnick)


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Harald schrieb:
> Dein "Antenna Hull" - Signal ist erstaunlich. Ich habe an Spule nie ein
> so hoch moduliertes Signal gesehen, auch wenn der Transponder in der
> Mitte der Spule saß. Wo hast du denn die Transponder her?

Nein, was man dort sieht sind leider die verbliebenen 50mVpp 
Trägerrauschen bei 134.2kHz, nicht die Modulation. Die Modulation ist so 
winzig, ich kann sie dort am Eingang der Verstärkerstufen gar nicht 
erkennen.

Ich habe jetzt die WL-134-Schaltung (ohne zusätzlichen Serienwiderstand) 
an die 1.65mH-13.2Ω-Spule der Staywell-Katzenklappe angeschlossen. 
Betrieben wird die Schaltung z.Zt. mit meinem KA3005P bei 9V. Bei guter 
Einstellung der Schwingkreiskapazität erreiche ich dabei eine 
Antennenspannung von 315Vpp. Angeschlossen ist zudem ein ESP32-Devkit, 
dass die Telegramme seriell entgegennimmt und über WLAN/MQTT 
veröffentlicht, und außerdem kurz nach jedem Telegramm oder hilfsweise 
alle 100ms der WL-134-Schaltung einen RST-Impuls sendet. Auf dem 
Werktisch wird ein Testtransponder ab 6cm Abstand von der Spulenfläche 
sporadisch und am 4.5cm andauerns erkannt. Die Katzenklappe ist jetzt 
wieder vor dem Tunnel montiert, und ich beobachte sie außerdem mit einer 
Wildkamera. Die Transponder unserer eigenen Katzen werden damit sehr 
häufig erkannt.

Allerdings scheitert die Erkennung bisher manchmal bei dem Ausgang einer 
unserer Katzen, die dabei ihr Köpfchen so hält, dass der Transponder 
sich fast genau in der Mitte der Spule befindet. Die sporadisch 
scheiternde Erkennung könnte (neben der supoptimalen Spule) daran 
liegen, dass sich die Schaltung im Betrieb "verstimmt" und dann die 
Antennenspannung schnell auf nur so 200Vpp fällt.

Ich überlege daher, über den ESP32 die optimale Antennenspannung durch 
das Zu- und Abschalten von Trimmkondensatoren zu "tracken". Wie nennen 
sich solche Schaltungen im Funkbereich? Switched Capacitors?

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Wobei dieses Zu- und Fortschalten der Trimmkondensatoren ja die recht 
hohen Antennenspannungen verkraften müsste, oder?

LG, Sebastian

von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> Allerdings scheitert die Erkennung bisher manchmal bei dem Ausgang einer
> unserer Katzen, die dabei ihr Köpfchen so hält, dass der Transponder
> sich fast genau in der Mitte der Spule befindet.

Ich denke die Transponder werden in der Nähe des Schulterblatts 
eingeimpft. Daher sollte die Haltung des Kopfes keine große Rolle 
spielen. Wurde die Katze vielleicht mal operiert und hat jetzt dämpfende 
Metallteile intus?

Ansonsten könnte der Einbruch der Spannung auch auf sehr gute Koppelung 
hinweisen: der Chip der Katze hat 'nen Treffer und entzieht dem 
Schwingkreis viel Energie und moduliert nicht mehr.

Sebastian W. schrieb:
> Ein Schaltplan der WL134-Schaltung ist auf
> https://www.circuitsonline.net/forum/view/162693

Fehlerfrei ist der wohl nicht. R11 ließe mit 680 Ohm niemals 340Vpp 
Resonanz zu.

Sebastian W. schrieb:
> Wobei dieses Zu- und Fortschalten der Trimmkondensatoren ja die recht
> hohen Antennenspannungen verkraften müsste, oder?

Du könntest eine Sekundärwicklung mit wenigen Windungen anbringen und 
die Kondensatoren dort aufschalten.

von Andreas M. (amesser)


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Harald schrieb:
> Du könntest eine Sekundärwicklung mit wenigen Windungen anbringen und
> die Kondensatoren dort aufschalten.

Sebastian W. schrieb:
> liegen, dass sich die Schaltung im Betrieb "verstimmt" und dann die
> Antennenspannung schnell auf nur so 200Vpp fällt.

Ich verstehe nicht so ganz, was du damit meinst? Ich denke das µr von 
Wasser sollte vernachlässigbar sein. Da verstimmt sich nix. Das Problem 
wird eher die Lage des Transponders sein. Wenn der genau in der Mitte 
ist und parallel zur Spule (=Senkrecht zu den Feldlinien) Dann gibts 
keine Kopplung ans Magnetfeld. Wenn ich den GlasTag bei mir in die Spule 
tauche, dann sieht man da am Oszi gar nix an der Amplitude. Ist auch 
kein Wunder, die Spule hat einen Querschnitt von ca 176 cm² der Glastag 
gerade mal so 0.02cm². Der Ferit im Tag hilft natürlich ein wenig die 
effektive Fläche zu vergrößern aber.


Was für Kondensatoren verwendest du im Schwingkreis?
Das müssen NP0/C0G oder Folienkondensatoren sein. Auf gar keinen Fall 
irgendwelche Kallse 2 Dielektrika. Die ändern ihrer Kapazität mit der 
Spannung derartig stark das die für solche Schwingkreise nicht taugen.

: Bearbeitet durch User
von Andreas M. (amesser)


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Nachtrag: Ein Schwanken der Amplitude habe ich tatsächlich nur mit 
meinem Tag-Dummy festgestellt. Dafür habe ich eine Filterspule aus einem 
alten PC Netzteil recycelt (etwa 5mm Durchmesser, 10 Windungen). Da dran 
einen passenden Kondensator für die 134kHz Resonanz. Wenn man das Teil 
in die Spule taucht sieht man auf dem Oszi was. Parallel zu dem 
Kondensator dann noch eine kleine Led mit Vorwiderstand, die leuchtet 
dann sogar. (Und noch einen Taster mit weiterem Kondensator um die 
Modulation zu simulieren)

von Dieter S. (ds1)


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Harald schrieb:
>
> Fehlerfrei ist der wohl nicht. R11 ließe mit 680 Ohm niemals 340Vpp
> Resonanz zu.

R11 hat 680 Ohm.

von Sebastian W. (wangnick)


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Andreas M. schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> liegen, dass sich die Schaltung im Betrieb "verstimmt" und dann die
>> Antennenspannung schnell auf nur so 200Vpp fällt.
>
> Ich verstehe nicht so ganz, was du damit meinst?

Harald schrieb:
> Ansonsten könnte der Einbruch der Spannung auch auf sehr gute Koppelung
> hinweisen: der Chip der Katze hat 'nen Treffer und entzieht dem
> Schwingkreis viel Energie und moduliert nicht mehr.

Andreas M. schrieb:
> Was für Kondensatoren verwendest du im Schwingkreis?
> Das müssen NP0/C0G oder Folienkondensatoren sein. Auf gar keinen Fall
> irgendwelche Kallse 2 Dielektrika.

Was ich meine, ist nicht, dass sich die Antennenspannung beim Durchgang 
der Katze verändert, sondern dass die Antennenspannung über die Zeit 
nicht bei 315Vpp festgenagelt bleibt, sondern anscheinend manchmal peu a 
peu aus dem Maximum herausdriftet. Eventuell hängt das von der 
Temperatur ab. Für eine zukünftige Platine werde ich auf NP0/C0G achten, 
danke. Der aktuelle Aufbau ist allerdings zur Zeit Breadboard, Die 
Schwingkreiskondensatoren sind hauptsächlich 1n-THT-Kerkos von anno 
dunnemals mit einem kleinen blauen Punkt und der Aufschrift "1nOS", und 
ich "trimme" die Schaltung durch hinzufügen bzw. entnehmen von kleinen 
Kerko-Kapazitäten aus einem THT-China-Sortiment ohne 
Dielektrikum-Spezifikation.

Harald schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> Ein Schaltplan der WL134-Schaltung ist auf
>> https://www.circuitsonline.net/forum/view/162693
>
> Fehlerfrei ist der wohl nicht. R11 ließe mit 680 Ohm niemals 340Vpp
> Resonanz zu.

Ich messe R11 als 675Ω. Dort wirkt er ja nicht als Serienwiderstand. 
Aber ja, der Schaltplan entspricht an anderen Stellen nicht der 
Schaltung. Ich habe folgende Abweichungen festgestellt:
1.  Es befinden sich bei mir zwei zusätzliche 220R zwischen Q1 und 
IC1A.1 (R+1) und zwischen IC1B.9 und C4/C5 (R+2) des Schaltplans.
2. R12 des Schaltplans ist bei mir 680k.
3. Ein zusätzlicher 22k (R+3) befindet sich parallel zu D11 zwischen 
C14/C15 und GND.
4. Der RST-Eingang ist direkt mit U2.4 verbunden.
5. C6 und C23 sind mit 107C beschriftet und also 100u/16V-Kondensatoren.
6. C24 ist mit 337C beschriftet und also ein 330u/16V-Kondensator.
7. Um IC1 herum befindet sich ein weiterer Abblockkondensator (C+1).
8. Die erste Verstärkerstufe besteht aus den Pins 1, 2 und 3 des IC2, 
und die zweite Stufe aus den Pins 5, 6 und 7.
9. C18 hat 150n, nicht 47p.

Harald schrieb:
> Du könntest eine Sekundärwicklung mit wenigen Windungen anbringen und
> die Kondensatoren dort aufschalten.

Wie meinst du das? Würde ich dann quasi zwei Spulen parallel betreiben, 
oder wie wäre das zu verschalten?

LG, Sebastian

von Andreas M. (amesser)


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Sebastian W. schrieb:
> 2. R12 des Schaltplans ist bei mir 680k.

Ja, der Wert scheint mir vernünftiger. Sieht man auch an dem Foto der 
Platine in dem Forum.

Sebastian W. schrieb:
> 3. Ein zusätzlicher 22k (R+3) befindet sich parallel zu D11 zwischen
> C14/C15 und GND.

Ja, der bildet einen Hochpass mit "C14" aus dem Schaltplan von dem Link. 
Die Dioden begrenzen den Spannung am Hochpass

Sebastian W. schrieb:
> 5. C6 und C23 sind mit 107C beschriftet und also 100u/16V-Kondensatoren.
> 6. C24 ist mit 337C beschriftet und also ein 330u/16V-Kondensator.

Ja, sieht man auch in dem Foto von der Platine. Die Beschriftung der 
Widerstände im Schaltplan dort passt in Teilen auch nicht zu dem Foto...

Sebastian W. schrieb:
> 9. C18 hat 150n, nicht 47p.

Ja das passt auch besser zur Kombi aus C15/C16 von dem Schaltplan der 
Stufe davor. Beide Verstärker sind übrigens Bandpässe. Die Kombi aus 
1.2k + 47p ergibt 6kHz obere Frequenz für beide Stufen. Der erste Stufe 
hat ca 4kHz untere Grenzfrequenz, die zweite 1kHz. Möglicherweise 
versucht man damit die Güte der Spule etwas auszugleichen indem die 
tieferen Frequenzen etwas schwächer verstärkt werden als die höheren(?) 
(Zielfrequenzbereich wären ja 2 bis 4 kHz) Außerdem ist die 
Gleichtaktunterdrückung der ersten Stufe so besser. (Gleichtakt hier 
alles unter 2k Hz)

Was mich auch mal interessieren würde, welchen OPV die da benutzen. Der 
ist ja leider abrasiert.

: Bearbeitet durch User
von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> Harald schrieb:
>> Du könntest eine Sekundärwicklung mit wenigen Windungen anbringen und
>> die Kondensatoren dort aufschalten.
>
> Wie meinst du das? Würde ich dann quasi zwei Spulen parallel betreiben,
> oder wie wäre das zu verschalten?

Oh, sorry BS, da war ich im komplett falschen Film!
Ich wollte das Zuschalten  von Festkapazitäten erwähnen. Mittels Relais 
vom ESP gesteuert, in binärer Abstufung wie 100p  220p  390p / 820p... 
wär halt ein großer Aufwand.

Sebastian W. schrieb:
> sondern dass die Antennenspannung über die Zeit
> nicht bei 315Vpp festgenagelt bleibt, sondern anscheinend manchmal peu a
> peu aus dem Maximum herausdriftet

Gut möglich bei der hohen Schwingkreisgüte, ein paar KHz Versatz ändern 
die Amplitute schon merklich.
Du könntest zum Verifizieren einen LC - Oszillator mit der Staywell - 
Spule und dem fraglichen C bauen und dann den Temperturgang beobachten.

von Harald (hasanus)


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Andreas M. schrieb:
> Was mich auch mal interessieren würde, welchen OPV die da benutzen. Der
> ist ja leider abrasiert.

Bestimmt einen LM324. Die Schaltung ist anspruchslos, er ist billig und 
hat zudem eingebaute Tiefpässe, genau was wir brauchen.

von Sebastian W. (wangnick)



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Liebe Leute,

die in der Katzenklappe schon vorhandene Spule hat eine zu geringe 
Leseleistung. Ich habe daher nach diversen Experimenten mit 
verschiedenen Spulen und Leseleistungen (und bisher war die Güte der 
Spulen dabei nie ein Faktor) jetzt eine Spule in Form des Klappenpendels 
(nach unten hin zulaufend) gewickelt mit N=60, d=0.3mm, Rser=8.4Ω und 
L=1.68mH. Damit erreiche ich Vantpp=350V und mit meinem Testtransponder 
eine Verdoppelung der Lesedistanz.

ESP32 und WL134 werden jetzt aus einem 9V-Steckertrafo über einen LM314 
(hatte nur den im Vorrat) mit 8.7V versorgt. Es sind nun zwei 
Bewegungsmelder verbaut, und die Versorgung der WL134-Schaltung wird 
durch den ESP32 nur bei erkannter Bewegung über einen 
P-FET/N-FET-Schalter freigegeben. Stromversorgung und Antennenabstimmung 
sind jetzt mit dem WL134 verlötet. Die Schwingkreiskondensatoren sind 
weiter hin drei zu 0.67nF verschaltete 1nF-THT-Keramikkondensatoren mit 
unbekanntem Dielektrikum, und die Feinabstimmung erfolgt über einen 
Trimmkondensator mit gemessenen 17pF-170pF. Optional verbinde ich 
außerdem noch GND der Schaltung über einen 10n-Kondensator und eine 
Krokoklemme mit dem PE-Kontakt der Steckdose.

Allerdings kommt es immer noch vor, dass von Zeit zu Zeit beim Durchgang 
einer unserer Katzen deren Transponder nicht gelesen werden kann. Es 
könnte an der GND-PE-Verbindung liegen. Ich habe diese jetzt wieder 
entfernt und werde einige weitere Tage beobachten. Eventuell werde ich 
noch einige Windungen mehr auf die Spule auflegen.

In der Zwischenzeit versuche ich gerade, die Schaltung besser zu 
verstehen. Anbei die Aufzeichnung des Empfangs und der Weitergabe eines 
Telegramms, und dann Details einiger weniger Flanken. Ich kann auf Kanal 
A2 (also direkt hinter dem ersten Koppelkondensator, C14 im Schaltplan) 
eine winzige Schwankung der Durchschnittsspannung von vielleicht 3mV im 
Takt der Datenhalbbits (jeweils 16 Vollwellen des 134.2kHz-Trägers) 
erkennen. Diese winzigen Schwankungen werden durch die erste OpAmp-Stufe 
schon zu einem Hub von 0.6V verstärkt und auf einen Durchschnitt von 
2.5V angehoben, und gleichzeitig wird die Trägerfrequenz auf einen Hub 
von knapp 0.5V abgeschwächt (siehe Kanal A3 am Ausgang von OpAmp1. Und 
die zweite OpAmp-Stufe zusammen mit R20 und C20 macht daraus ein 
ziemlich sauberes Lade-Entlade-Signal fast ohne Trägeranteile, dass dann 
zur digitalen Auswertung geeignet ist (Kanal A4, Pin 18 des uC).

Allerdings verstehe ich die genauen Zusammenhänge zwischen A2 und A3 und 
dann zwischen A3 und A4 noch nicht. Da muss ich mir noch mehr Kenntnisse 
zu Operationsverstärkern anlesen.

LG, Sebastian

PS: In einem weiteren Bild jetzt auch noch der Kanal A5 direkt am 
Ausgang des zweiten OpAmp. Dadurch wird das Verhalten nun doch 
wesentlich klarer; R20 (4k7) und C20 (10n) verschleifen das Signal am 
Ende doch schon um einiges ...

PPS: Hier noch ein Bild der ersten 13 Bits (0000000000111) einer 
Situation, wo der Testtransponder gerade eben so einmal erkannt wurde. 
Es ist schon erstaunlich, was die Aufbereitung da aus dem Rauschen 
herausholt. Ich frage mich allerdings, ob der uC auf der WL134-Schaltung 
tatsächlich digital arbeitet, oder aber doch das Signal mit einem ADC 
abtastet. Denn bei einer angenommenen digitalen Schaltschwelle von 1.8V 
könnte die Erkennung dieses Signals mit einem Hub von oft nur 1.5Vpp um 
2.5V herum schon kaum noch gelingen ...

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Sebastian W. schrieb:
> LM314 (hatte nur den im Vorrat)

Ach ja, ich habe mir als besseren Ersatz jetzt bei TME einen 
LM2940CS-9.0 rausgesucht 
(https://www.tme.eu/de/details/lm2940cs-9.0_nopb/ldo-festspannungsregler/texas-instruments/). 
Ist der eine gute Wahl hinter einem ungeregelten 9V/1A-Trafo, der 
unbelastet 12.5V ausgibt? Ich brauche im Durchschnitt so 170mA ohne 
WL134 und gut 200mA mit, und der ESP32 braucht ja von Zeit zu Zeit für 
sein WLAN ein gutes halbes Ampere. Oder gäbe es da bessere für diesen 
Anwendungsfall? Es sollten halt Störungen auf der Bitfrequenz (also so 
zwischen 1kHz bis 8kHz) möglichst gut glattgebügelt werden ...

LG, Sebastian

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wenn es wirklich zuverlässig gehen soll, dann geht das nur über einen 
Eingang der durch eine Helmholtz-Spule führt.

Das ist eine spezielle Anordnung von Spulen aus der Physik, die leicht 
abgewandelt hier als Antenne dienen kann und es erlaubt die 
Empfindlichkeit zu erhöhen.

von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> Allerdings verstehe ich die genauen Zusammenhänge zwischen A2 und A3 und
> dann zwischen A3 und A4 noch nicht.

So wie der Schaltplan es zeigt, sind beide Opamps als invertierende 
Verstärker geschaltet. Die Verstärkung beträgt z.B R16 / R15 = 466. Die 
untere Grenzfrequenz wird durch C18 und R15 definiert: 159  150  1.2 = 
0.9kHz.
Die Obere Grenzfrequenz wird hier durch R16 und C19 und vor allem durch 
den Opamp begrenzt.

Sebastian W. schrieb:
> Allerdings kommt es immer noch vor, dass von Zeit zu Zeit beim Durchgang
> einer unserer Katzen deren Transponder nicht gelesen werden kann.

Die magnetische Koppelung ist ja von der Position der Spulen zueinander 
abhängig. Somit ist die Lage des implantierten Chips wichtig. Je nach 
Laune des Tierarztes beim Reinhauen könnten die schon mal schief liegen.

Sebastian W. schrieb:
> PS: In einem weiteren Bild jetzt auch noch der Kanal A5 direkt am
> Ausgang des zweiten OpAmp

Das zeigt auch dass noch viel HF verstärkt wird. Der Opamp ist also 
recht schnell, ein LM324 ist das nicht.

von Sebastian W. (wangnick)


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Harald schrieb:
> So wie der Schaltplan es zeigt, sind beide Opamps als invertierende
> Verstärker geschaltet. Die Verstärkung beträgt z.B R16 / R15 = 466. Die
> untere Grenzfrequenz wird durch C18 und R15 definiert: 159  150  1.2 =
> 0.9kHz.
> Die Obere Grenzfrequenz wird hier durch R16 und C19 und vor allem durch
> den Opamp begrenzt.

Ok, werde ich mal nachlesen.

Harald schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> Allerdings kommt es immer noch vor, dass von Zeit zu Zeit beim Durchgang
>> einer unserer Katzen deren Transponder nicht gelesen werden kann.
>
> Die magnetische Koppelung ist ja von der Position der Spulen zueinander
> abhängig. Somit ist die Lage des implantierten Chips wichtig. Je nach
> Laune des Tierarztes beim Reinhauen könnten die schon mal schief liegen.

Sicher spielt die Lage des Transponders mit hinein. Und tatsächlich wird 
unser Kater öfter erkannt als unsere Katze. Aber selbst für dieselbe 
Katze weichen die Leseergebnisse stark voneinander ab, ohne dass auf der 
Wildkamera große Unterschiede in Körperhaltung oder 
Durchtrittsgeschwindigkeit zu erkennen wären.

Ich habe jetzt den 680k R12 durch eine Kombi 680k+10k ersetzt (in 
Dachform verlötet), und führe den Firstkontakt an einen der ADC-Pins des 
ESP32, und überwache damit Vantpp. Ich habe mir auch noch eine kleine 
Trimmhilfe aus einer grünen und einer roten Led gebaut, die jeweils 
aufleuchten wenn Vantpp steigt bzw. sinkt. Mir scheint nämlich die 
zeitweilig schlechte Erkennung der Transponder doch an einer Verstimmung 
des Schwingkreises zu liegen. Außerdem hatte ich bisher den Schwingkreis 
mit dem Oszilloskop auf größtes Vantpp getrimmt, und dessen Eingang hat 
13pF, deren Wegfall auch schon einiges an Vantpp ausmacht.

Ich suche auch noch nach einem Sortiment 630V-C0G/NP0-SMD-Kerkos in 
verschiedenen Kapazitäten. Aber bisher bin ich da nicht fündig geworden.

To be continued.

LG, Sebastian

von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> Mir scheint nämlich die
> zeitweilig schlechte Erkennung der Transponder doch an einer Verstimmung
> des Schwingkreises zu liegen.

Glaube ich nicht. Ich spiele mit einer Schaltung mit selbstschwingendem 
(Colpitts) Oszillator. Da wird der Schwingkreis nicht vom UC angestoßen, 
sondern die Frequenz nur durch L der Antennenspule und die 
Parallelkapazität bestimmt. Selbst mit dem wackeligen Steckbrettaufbau 
ist die Frequenz sehr stabil. Kurzzeitig schwankt sie höchstens um 200 
Hz, Langzeitdrift konnte ich noch nicht feststellen. Bei in etwa 
gleichem L / C - Verhältnis sollte das bei dir nicht anders sein.

Zudem habe ich festgestellt dass meine Implantate sehr breitbandig 
sind. Laut Händler sind es 134kHz - Modelle. Allerdings habe maximalen 
Pegel bei 125kHz. Serienstreuung oder einfach Falschlieferung!?


Sebastian W. schrieb:
> Es sind nun zwei
> Bewegungsmelder verbaut, und die Versorgung der WL134-Schaltung wird
> durch den ESP32 nur bei erkannter Bewegung über einen
> P-FET/N-FET-Schalter freigegeben.

Die Schaltung braucht ein paar ms um den Arbeitspunkt einzustellen. 
Vielleicht ist diese Katze einfach zu schnell...
Allerdings sind für den Fall dass die Antennenspannung tatsächlich 
schwankt die Zeitkonstanten relevant. Vielleicht bringen kleinere Werte 
von C13 und C18 Verbesserung. Oder eine Verkleinerung der Verstärkung 
der Opamps. Es könnte ja sein das die fragliche Katze eine besonders 
gute Koppelung bringt und dann der UC nicht mehr mitkommt. Ich habe 
dieses Szenario simuliert, siehe Bild. Zwar nicht mit einer echten 
Datenfolge sondern nur An/Aus - Modulation. Der Effekt des Gleichanteils 
ist wohl unrealistisch hoch, jedoch muss die SW hohe (rot) und 
niedrigere Signale verarbeiten können, zumal der Pegel ja beim Annähern 
der Katzen steigt.


Sebastian W. schrieb:
> Ich frage mich allerdings, ob der uC auf der WL134-Schaltung
> tatsächlich digital arbeitet, oder aber doch das Signal mit einem ADC
> abtastet.

Bestimmt per ADC, der Tiefpass am Ausgang macht das Signal noch analoger 
als es eh schon ist. IMO wäre ein Schmitt - Trigger als letzte Stufe 
angebrachter.

Übrigens ist meine Schaltung nicht an einen UC angebunden. Ich teste sie 
nach Gehör: Am Ausgang der letzten Stufe ist eine Piezo - Scheibe 
angeschlossen. So kann ich die Qualität des Signals einschätzen. Das 
klappt erstaunlich gut - meine drei Testchips klingen tatsächlich 
unterschiedlich.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Dieter D. schrieb:
> Statt der Katzenlaufgeraeusche kommt Dir die Idee das Signal der RFID
> Aufzeichnungen zum KI Training zu nehmen.

Harald schrieb:
> Das klappt erstaunlich gut - meine drei Testchips klingen tatsächlich
> unterschiedlich.

von Sebastian W. (wangnick)


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Harald schrieb:
> Glaube ich nicht. Ich spiele mit einer Schaltung mit selbstschwingendem
> (Colpitts) Oszillator. Da wird der Schwingkreis nicht vom UC angestoßen,
> sondern die Frequenz nur durch L der Antennenspule und die
> Parallelkapazität bestimmt. Selbst mit dem wackeligen Steckbrettaufbau
> ist die Frequenz sehr stabil. Kurzzeitig schwankt sie höchstens um 200
> Hz, Langzeitdrift konnte ich noch nicht feststellen. Bei in etwa
> gleichem L / C - Verhältnis sollte das bei dir nicht anders sein.

Wie gesagt, meine Uralt-Kerkos aus der Jugendzeit sind nicht garantiert 
C0G/NP0. Und die Abstimmung ist bei mir wirklich filigran. Ich verwende 
einen solchen 0-150pF Trimmkondensator 
https://www.amazon.de/dp/B019K2ARHO mit einem 3D-gedruckten Adapterbit 
für einen Bitschraubendreher, und es reicht der Hauch einer Verstellung 
und Vantpp sinkt vom Maximalwert von 350V auf nur noch 300V oder 
weniger, und wenn ich den Trimmkondensator nur mit zwei Fingern anfasse 
halbiert sich oft Vantpp. Es scheinen also wenige pF schon einen 
Unterschied zu machen, und insofern hat auch die Kabelführung zur Spule 
schon einen Einfluß.

Harald schrieb:
> Die Schaltung braucht ein paar ms um den Arbeitspunkt einzustellen.
> Vielleicht ist diese Katze einfach zu schnell...

Ich habe einen Testtrasponder mal in einer SPule aufgestellt und dann 
die WL134-Schaltung aktiviert. In der Saleae-Aufzeichnung sehe ich, dass 
das erste Telegramm des Transponders 36.4ms nach der Spannungsversorgung 
der Schaltung bzw. 33.9ms nach Beginn der Antennenschwingung endet. 
Und da bei mir die Telegramme 30.5ms lang sind, fängt der Transponder 
also 3.4ms nach Einsetzen des Trägers an seine Telegramme zu senden. Die 
Einstellung des Arbeitspunkts dauert allerdings in der Tag bis ungefähr 
zum Ende des ersten Telegramms, so dass frühestens das zweite Telegramm 
lesbar wäre. Tatsächlich aktiviert der uC aber erst nach 78ms seine 
serielle Schnittstelle, und beginnt erst nach 110ms mit der Übertragung 
von Daten (wohl des nach 97.5ms beginnenden vierten Telegramms). Und in 
100ms kann sich eine Katze schon recht weit bewegen. Eine möglich 
Verbesserung wäre hier eventuell die Auswertung des (analogen) 
Ausgangssignals durch meinen ESP32, oder die Abschaltung nur des 
Antennenkreises in den Pausen ohne jegliche Bewegungserkennung.

Harald schrieb:
> Es könnte ja sein das die fragliche Katze eine besonders
> gute Koppelung bringt und dann der UC nicht mehr mitkommt. Ich habe
> dieses Szenario simuliert, siehe Bild. Zwar nicht mit einer echten
> Datenfolge sondern nur An/Aus - Modulation. Der Effekt des Gleichanteils
> ist wohl unrealistisch hoch, jedoch muss die SW hohe (rot) und
> niedrigere Signale verarbeiten können, zumal der Pegel ja beim Annähern
> der Katzen steigt.

Da muss ich mich mal reinlesen, das verstehe ich so nicht ganz.

Harald schrieb:
> IMO wäre ein Schmitt - Trigger als letzte Stufe
> angebrachter.

Oder ein Komparator mit Glitchfilter, an dessen einer Seite die 2.5V der 
nicht-invertierenden Eingänge angelegt würde.

Harald schrieb:
> meine drei Testchips klingen tatsächlich unterschiedlich.

:) Aber ob ich 4kHz noch hören würde ... ?

LG, Sebastian

von Harald (hasanus)


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Sebastian W. schrieb:
> :) Aber ob ich 4kHz noch hören würde ... ?

Bestimmt, der Grundton des Gehörten ist eher im unteren Bereich. Und das 
Gezwitscher wird dich an längst vergangene Zeiten erinnern...

von Harald (hasanus)


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Dieter D. schrieb:
> Wenn es wirklich zuverlässig gehen soll, dann geht das nur über einen
> Eingang der durch eine Helmholtz-Spule führt.

Interessantes Konstrukt. Mit einigem Aufwand könnte man ein Spulenpaar 
ins Mauerwerk einlassen und die Verriegelung der innere Klappe steuern.

Der Klappenhersteller SureFlap hat ein Patent zur Reichweitenerhöhung: 
https://portal.unifiedpatents.com/patents/patent/US-10154649-B2
Die verwenden eine umschaltbare Schwinkreisgüte, so dass zur 
Energetisierung des tags eine hohe Güte und zum Lesen der Daten die 
nötige niedrige eingestellt wird!

von Harald (hasanus)


Angehängte Dateien:

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Sebastian W. schrieb:
> es reicht der Hauch einer Verstellung
> und Vantpp sinkt vom Maximalwert von 350V auf nur noch 300V oder
> weniger, und wenn ich den Trimmkondensator nur mit zwei Fingern anfasse
> halbiert sich oft Vantpp


Nach meinem Verständnis ist ein selbstschwingender LC - Oszillator 
besser geeignet als ein quarzgenau angestoßener LC - Resonanzkreis.

Daran habe ich mich versucht, sehe Schaltplan: Die Antennenspule 
bestimmt die Frequenz des Oszillators und ist somit immer auf Resonanz. 
Ein zusätzlicher Rser ist nicht nötig, die Güte kann mit dem 
Rückkoppelungsgrad (R4) eingestellt werden.

Mit der gezeigten Dimensionierung ist fres 127 kHz und VAntpp ist 450 
Volt. Amplitude und Frequenz sind stabil, Berühren oder Lage der 
Antennenzuleitungen hat keinen Effekt. Der Empfänger kommt mit relativ 
geringer Verstärkung aus. Die Reichweite wird hauptsächlich durch den 
Rauschteppich an Pin 7 begrenzt. Die Rauschquelle scheint mir der 
Oszillator selbst zu sein. Kann man den irgendwie ruhiger bekommen?

von Henrik V. (henrik_v)


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Harald schrieb:
> Nach meinem Verständnis ist ein selbstschwingender LC - Oszillator
> besser geeignet als ein quarzgenau angestoßener LC - Resonanzkreis.

Und dann hat die Katze ein Halsband mit Ferritperlen oder Schweinenasen* 
um ;)


*) Doppellochkern

OT: Ob man soetwas an esoterische Katzenhalter verscherbeln kann?
Schirmt die pösen Wellen ab...

von Keks F. (keksliebhaber)


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Sebastian W. schrieb:
> Sollte der Fremdkater kein RFID-Implantat tragen

Ist auf Kreis-Basis geregelt, es sollte aber bundesweit Chip Pflicht 
geben.

von Thomas R. (thomasr)


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Ich lese mit großem Interesse mit weil unsere (sauteure PetWalk) 
Katzenklappe unseren neuen Hund nicht zuverlässig erkennt und ich eine 
Verbesserung suche.

Allerdings absoluter "Linkshänder" bei HF ;-((

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