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Wireless Charging and Data Transfer

Kontaktloses Aufladen der Batterie und Aktualisierung von Firmware

Viele portable Elektronikmodule sind Batterie betrieben und in einem hermetisch dichten Gehäuse untergebracht, geschützt vor Staub und Wasser. Muss jedoch die Batterie ersetzt oder die Software aktualisiert werden, so ergeben sich Einschränkungen in der Gehäusekonstruktion oder durch Steckkontakte. Das ZSN hat eine alternative auf dem RFID Standard ISO-15693 basierende Lösung entwickelt. Das Modul kann dabei ungeöffnet an einer Dockingstation seine Batterie nachladen und zeitgleich Updates der Firmware empfangen.

Im Elektronikmodul befinden sich eine kleine Ladeschaltung mit Power Management und ein RFID Tag mit Dual Interface. Dual Interface bedeutet, dass neben dem drahtlosen RFID Interface zur Dockingstation auch ein I2C Interface zur Elektronik besteht, über welches sich ein Firmware Update abwickeln lässt. In der Dockingstation befindet sich ein RFID Reader welcher für den korrekten Ladevorgang als auch den sicheren Transfer von Firmware oder Daten über die RFID Schnittstelle besorgt ist. Die Übertragung von Firmware Updates geschieht blockweise. Als RFID Chip wird der M24LR64 von ST mit einer Memorygrösse von 64 kbit verwendet. Der Ladestrom, welcher an den Akku abgegeben werden kann liegt in der Grössenordnung von 10 mA bei Einsatz von portablen 200 mW Readern. Neben Ladefunktion und Firmware Aktualisierung steht auch die komplette RFID Funktionalität nach ISO 15693 zur Verfügung: Identifikation, Tracking... Die Lösung besteht aus drei Komponenten: Tablet/PC [1], HF- RFID- Reader [2] und mikroprozessorgesteuerter Tag mit Akku [3].

Anwendungen

  • Aufladen von NiMH oder Lithium Ionen Akku in vergossen dichten Modulen
  • Aufladbare Logger Sensoren z.B. in der Kühlkette
  • Update von Firmware, Software oder Parameter in einem hermetisch verschlossenen Modul
  • Auslesen von Messwerten aus einem Logger Modul
  • Aufladbare Elektronikmodule mit integrierter Device Identifikation

Kenndaten Referenzdesign

Übertragungsfrequenz
13.56 MHz
Sendeleistung HF-Reader
200 mW
Lesereichweite
typisch 1...5 cm (für angegebene Sendeleistung und Antennengrösse)
RFID Protokoll
ISO-15693
RFID Chip
ST M24LR64
Abmessung Reader Antenne
50x30 mm
Abmessung Tag Antenne
30x20 mm
Ladespannung
3.7 V
Ladestrom
10 mA