Elektrizitätslehre

Elektromagnetische Induktion

RFID-Transponder

  • Wie funktioniert ein Elektromotor?
  • Wie erzeugt ein Dynamo elektrischen Strom?
  • Was bewirkt eine Spule?

RFID-Transponder

Vielseitige Einsatzmöglichkeiten von RFID

RFID-Systeme (radio-frequency identification) und RFID-Transponder als Weiterentwicklung einfacher RF-Diebstahlschutzsysteme werden heutzutage in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt:

aktiver RFID-Transponder als Schlüssel
Abb.
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Aktiver RFID-Transponder als Schlüssel

  • Moderne Schließanlagen arbeiten mit RFID-Transpondern anstelle von analogen Schlüsseln.
  • Autos nutzen in zündschlüssellosen Systemen wie "Keyless Go" ebenfalls RFID-Transponder.
  • Ohrmarken von Haus- und Nutztieren arbeiten mit RFID.
  • Bei der Leerung werden Mülltonnen mittels RFID registriert und gezählt.
  • Zeiterfassung kann sowohl im Büro als auch beim Marathonlauf mittels RFID erfolgen.
  • Reisepässe enthaltenen einen RFID-Chip und können digital ausgelesen werden.
  • Skipässe, Eintrittskarten und auch berührungslose, bargeldlose Zahlungsmöglichkeiten beruhen auf RFID - hier jedoch zumeist auf der Sonderform NFC (Near Field Communication), die nur im Abstand weniger Zentimeter funktioniert und verschlüsselt kommuniziert.

Passive und aktive RFID-Transponder

Alle RFID-Transponder bestehen grundlegend aus einer Spule, die gleichzeitig als Antenne dient und aus einem Computerchip, auf dem beliebige Daten gespeichert werden können. Man unterscheidet jedoch zwischen aktiven und passiven RFID-Transpondern. Aktive Transponder wie in Abb. 1 besitzen eine eigene Energiequelle und können daher von sich aus Daten senden. Dies macht solche Transponder jedoch teurer. Einfache passive RFID-Labels besitzen hingegen keine Batterie. Passive RFID-Labels können ihre Daten also nicht einfach so an einen Empfänger senden. Du benötigst ein entsprechendes Lesegerät (Terminal), um den Chip auszulesen.

Funktionsprinzip von passiven RFID-Transponder

RFID-Lesegeräte erzeugen mithilfe einer Spule und einer Wechselspannung ein bestimmtes elektromagnetisches Feld. Wird ein passiver RFID-Transponder in dieses Feld gebracht, so wird durch das Feld Energie zum Transponder übertragen und dort in einem Kondensator gespeichert. Diese Energieübertragung registriert zum einen das Lesegerät. Zum anderen kann der auf dem Transponder befindliche Chip mit der gespeicherten Energie arbeiten und bspw. Schaltungen durchführen, die seine Energieaufnahme (seinen Widerstand/seine Resonanzfrequenz) verändern. Auch diese Änderung registriert das Lesegerät. So gelangen Informationen vom RFID-Label zum Lesegerät ohne das das Label selbst aktiv Informationen sendet. Auch wird keine getrennte Sender- und Empfängerspule benötigt.

Funktionsprinzip der Datenübertragung bei RFID (passives Label)
Abb.
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Funktionsprinzip der Datenübertragung bei RFID (passives Label)

Es gibt allerdings auch RFID-Labels, die im starken Feld eines entsprechenden Lesegerätes selbst zu Sender werden (modulierte Rückstreuung). Dies führt zu höheren Reichweiten, benötigt aber auch ein stärkeres Feld des Lesegerätes.

Datenspeicherung auf einem RFID-Label

Auf den Chips (EEPROM) der RFID-Labels können fortlaufend Daten gespeichert oder die vorhandenen Daten angepasst werden. Dies ermöglicht insbesondere im Bereich der Warenlogistik vielfältige Einsatzmöglichkeiten, sodass z.B. in Bibliotheken der Einsatz von RFID-Labeln sehr weit verbreitet ist. Auch an Bekleidung finden sich immer mehr RFID-Labels, sodass z.B. ein Warenhaus automatisiert den Warenbestand überwachen kann.

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