RC522 op eigen printplaat

Goedemiddag,

Ik ben bezig geweest met het ontwerpen van een eigen MFRC-522 module voor op een eigen printplaat. Dit ontwerp heb ik vanuit google voorbeelden en projecten nagemaakt en via China laten maken / solderen.

Helaas reageert de RFID scanner niet op de druppel. Het probleem is dat ik geen idee heb waarom niet en waar ik moet beginnen met oplossen van het probleem.

Is er iemand die aan de hand van het schema al direct kan zien waarom dit niet werkt of me op weg kan helpen met het vinden van de oplossing?

Ik kan losse modules kopen en die erop solderen maar ik zou dit heel graag op de eigen printplaat hebben.

Alles wordt aangestuurd via een ESP32. In het schema staan bepaalde "IO" connecties, dit zijn de GPIO pinnen van de EPS32 WROVER

Alvast bedankt!

Zonder nog naar het schema te hebben gekeken: de antenne (spoel) is kritisch. Of iig het netjes “tunen” ervan op de juiste resonantiefrequentie (en Q, eventueel, al vond ik het mooi genoeg als het OV chipkaarten kon lezen).

Heb je iets om de resonantiefrequentie van je antennekring mee te meten?

(Desnoods kun je op de gok in stapjes 5 of 10 pf meer of minder proberen tot het werkt)

[Bericht gewijzigd door Lucky Luke op 22 oktober 2021 16:13:59 (13%)]

Eluke.nl // Backwards Lightspeed Bus: i*i=-1, so iic=-c.

Wat heb ik daarvoor nodig, een oscilloscoop of denk ik dan verkeerd?
De antenne was een bestaand project in een gemaakte library in EASYEDA (door een ander persoon).

Dit heb ik gebruikt in mijn ontwerp. Of dit goed is durf ik niet te zeggen:
https://easyeda.com/components/COIL-RFID-RC522_e76657af8e984f779a492cd…

PS: Ik heb het schema geupdatet. Ik had per ongeluk een "oudere" versie geupload

mel

Golden Member

Er is hier iemand op CO die professioneel met die dingen bezig is, ik dacht Blackdog. Moet je hem maar eens vragen.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Bedankt, ik weet niet hoe ik het hem kan vragen maar misschien dat hij het topic ziet en mij wil en kan helpen.

Dus de klacht is: hij doet het niet. Tja.

Wat heb je al wel gecontroleerd en kan je uitsluiten als foutoorzaak?

Is dc alles OK?
Post je layout eens.
Alle opschriften van de halfgeleiders zijn correct? Gepolariseerde componenten goed om gemonteerd?

Heb je een (El cheapo) spectrum analyzer daar?

Ik kan weinig uitsluiten omdat ik niet weet wat precies wat moet doen. De rest van de pcb (EPS32, scherm, leds etc) doen het wel maar hebben weinig met dit gedeelte te doen.

DC ok? Je bedoeld de voeding? Het wordt via een usb gevoed en omgezet naar 3.3v, eigenlijk op dezelfde manier dan dat een "origineel" mfrc522 printplaatje gevoed wordt.

De printplaat is door JLCPCB gesoldeerd dus ik ga ervanuit dat zij de componenten juist om solderen?

Een spectrum analyzer heb ik niet helaas.

De layout is een tijdelijk board. Zie foto

pa3gws

Golden Member

Op 22 oktober 2021 16:48:05 schreef mel:
Er is hier iemand op CO die professioneel met die dingen bezig is, ik dacht Blackdog. Moet je hem maar eens vragen.

Ik dacht dat fatbeard dat was.
https://www.circuitsonline.net/forum/user/46678

Ik ben gestopt met roken nu mijn schakelingen nog.
mel

Golden Member

mag ook :P
Ik haal die 2 altijd door elkaar ;)

[Bericht gewijzigd door mel op 22 oktober 2021 17:30:50 (63%)]

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

De antenne was een bestaand project in een gemaakte library in EASYEDA (door een ander persoon).

Da's gewoon de standaard antenne uit de application note van NXP... (zou dus moeten werken)
Om te testen en vergelijken kun je ook een kant en klare print op Ali bestellen voor 88 cent... https://nl.aliexpress.com/item/32803014822.html?src=google&aff_fci…

Ik zou tijdens gebruik van de RFID wel de WiFi disablen, dat heeft mogelijk invloed op elkaar als ze zo dicht bij elkaar zitten...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Deze print heb ik en werkt prima. Het ligt dus echt aan mijn ontwerp / componenten.

Deze kant en klare print werkt ook i.c.m. wifi, in mijn geval goed genoeg iig.

Dus nu de componenten en verbindingen vergelijken tussen de twee printen... ;)
Is de firmware die je gebruikt wel xeker goed werkend?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Over welke firmware hebben we het dan? Misschien heel dom van mij maar de MFRC522 chip hoef ik niet eerst te flashen, of zit ik hier verkeerd?

Dat vergelijken en "reverse engineeren" heb ik geprobeerd maar is voor mij moeilijker dan het lijkt

Die ESP module moet toch speciale firmware inzitten als 'ie met die rc522 chip moet communiceren?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Ah okay, dat is dezelfde firmware die ik gebruik met de losse modules, en daar werkt hij

fatbeard

Honourable Member

Op 22 oktober 2021 17:30:07 schreef mel:
mag ook :P
Ik haal die 2 altijd door elkaar ;)

We lijken toch niet echt op elkaar... :P

LuckyLuke zei het al: de afstemming is kritisch. Als in: érg kritisch.
Je mag er maar 200kHz naast zitten, daarna is het gewoon bagger.
Nameten kan op verschillende manieren, je hebt in elk geval wel een afstembare HF generator nodig die deze band (10-15MHz) afdekt én een scoop die geen moeite heeft met 13.56MHz.

De grootste nono in jouw ontwerp is wel de enorme hoeveelheid koper rondom en in de antenne: zelfs met een perfecte afstemming zal het geheel niet (of op zijn best zeer slecht) werken omdat alle energie meteen door die kopervlakken wordt opgevroten...
Vuistregel: blijf met kopervlakken minimaal 6mm van de antenne af.

Voor mijn gevoel is R7 wat aan de kleine kant en R10/C10 wat aan de grote kant... Maar die combinatie zou best kunnen werken.
Bij de PN512 (een verre voorloper van de RC552) gebruikten we altijd 1k en 3k3/1n; bij de RC633 was dat zelfs 1k en 15k/1n. De latere RC5180 heeft R7 niet nodig (is ingebouwd) en voelde zich met onze antenne het best bij 2k7/1n.
Met deze onderdelen wordt de ontvangstgevoeligheid ingesteld, die hangt af van de antenne én de gebruikte tag(s). De HF spanning op de RX pin mag een zekere waarde niet overschrijden omdat dan de ontvanger overstuurd wordt, die waarde staat in de datasheet. Nameten van die RF spanning is alleen mogelijk met een speciale capaciteits-arme probe.

Het succesvol maken van een correct afgestemde antenne is bepaald geen sinecure: de zelfinductie moet binnen bepaalde grenzen liggen, de eigenresonantie van de spoel 'in z'n uppie' moet voldoende hoog liggen en de Q van het geheel mag niet te groot zijn (in verband met de te noodzakelijke bandbreedte), om de belangrijkste maar even op te noemen.
Verder moet je dan denken aan de maximale spanning en temperatuurcoëfficiënt van de afstemcomponenten, de RF verzadigingsstroom van de gebruikte spoelen L1 en L2 en een correcte aanpassing...

Er zijn vele application notes van NXP die over dit specifieke onderwerp gaan, vele chip-specifieke AN's beschrijven ook het algemene deel.
Het is allemaal wel te doen zonder spectrumanalyzer of VNA (ik heb het ook jaren zonder moeten doen), maar de benodigde tijd om een en ander tot een succesvol einde te brengen is magnituden korter mèt.
Een MiniVNA Tiny is een goede investering. Geen affiliatie, gewoon een tevreden klant.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Op 22 oktober 2021 16:17:39 schreef bbuster:
Wat heb ik daarvoor nodig, een oscilloscoop of denk ik dan verkeerd?

Ik heb er destijds met een miniVNA wat mee gespeeld, maar met een oscilloscope en een “ongeveer rond de 13 MHz instelbaar” generator werkt het ook. Functiegeneratoren houden het vaak bij lagere frequenties al voor gezien.

Op z’n goedkoop red je het misschien met een snelle MCU die je als signaalbron gebruikt. Of zou die RC522 op “continune aan” gezet kunnen worden via z’n digitale interface? (‘t ding doet zowel Spi als I2C/twi als uart, naar keuze, daarom deze wat vaagbrede woordkeus).

En dan met een ‘scope meten op welke frequentie de boel resoneert. Misschien met een oppiklusje ipv een probe (geen capaciteit toevoegen door de probe).

Met een VNA is het aansluiten en sweepen tussen 10-15 MHz en zien waar de resonantie zit. Met een generator pas je ‘met de hand’ de frequentie aan en lees je af, is ook goed doenbaar zo de resonanfiefrequentie te zoeken hoor.

Als je exact maar dan ook echt precies helemaal 100% exact andermans antenneontwerp overneemt (en diens comdensatorwaarden en eventueel dempingsweerstandje) heb je kans dat je het ook zonder meetapparatuur werkend krijgt. Je antenne gaat waarschijnllijk stieken toch een beetje afwijken al is het maar door ander printmateriaal of net een minimale afwijking aan de spoortjes, en dat kun je dan door een paar pf meer of minder te nemen experimenteel wel aan de gang prutsen.

NanoVNA is trouwens goedkoper maar heb ik nog niet mee gespeeld. (Ik zie door de bomen het bos niet in de versies en de verkopers die elkaar ervan betichten fakes te verkopen)

Eluke.nl // Backwards Lightspeed Bus: i*i=-1, so iic=-c.

Bedankt voor de reacties. Helaas gaat dit mijn kennis toch iets te boven. Een oscilloscoop heb ik niet en ook geen MiniNVA. De leds heb ik er "bovenop" gemonteerd omdat het aliexpress printplaatje blijft werken als ik er een ledstrip bovenop leg. Ik dacht dat dat dus geen probleem zou zijn.

Met koper rondom de antenne bedoel je de "groundplanes"? PCB's ontwerpen is vrij nieuw voor mij en dit idee heb ik gevolgd van andere designs / tutorials.

Als ik het goed heb is de kans dat dit zo gaat werken vele male kleiner dan dat het niet gaat werken, of heb ik dit verkeerd?

Componenten wisselen is geen probleem, ik heb echter geen idee wat ik moet wisselen. De groundplane kan ik helaas niet verwijderen in de huidige pcb's, maar mocht dit een probleem kunnen zijn kan ik eventueel nieuwe pcb's laten maken.

Wederom bedankt voor de hulp!

fatbeard

Honourable Member

Voor een gemiddelde schakeling is een groundplane best wel een goed idee, voor HF schakelingen is het zelfs een must.
Maar als het groundplane te dicht bij de antenne komt heb je problemen.
Het is een afwegen tussen twee kwaden: een groundplane is nodig, maar het verstoort tegelijk de werking van de antenne.

Je zult jezelf goed moeten inlezen in het ontwerpen van RF-PCBs en in het ontwerpen, afstemmen en matchen van magnetic loop antennes (wat dit is). Zonder meetapparatuur (minimaal een scoop en een signaalgenerator) is dit helaas gedoemd te mislukken...

Ter leeringh ende vermaeck nog een deel van een (4-lagen) ontwerp van mij van 12 jaar geleden; hierin zijn de antenne (op 2 lagen) en het groundplane goed herkenbaar. Alle processing en power (switchmode regulators) zitten boven het groundplane, de LEDs liggen buiten de antenne ivm de behuizing. Meer mag ik helaas niet vertellen of laten zien...
Wat minder goed zichtbaar zijn inkepingen in het groundplane (2 links, 2 rechts en 1 midden onder); die zorgen voor verminderde HF-absorptie.
Het werkte goed, totdat de printboer (ik noem geen naam) het groundplane veranderde zonder dat te melden: gesloten vlak zonder inkepingen. Bij navraag was het: wat jij wilde kunnen we niet maken... Nooit meer iets bij die toko besteld.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.