Feig Electronic ID ISC.ANTH200/200, ID ISC.ANTH200/200-TJS, ID ISC.ANTH200/200-A Series Manual

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State: 2010-03-01
Vers. no.: 1.10
Annex no. 12
Antenna Description
m. dudde hochfrequenz-technik Rottland 5a D-51429 Bergisch Gladbach/ Germany Tel. +49 2207-96890 Fax +49 2207 968920
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MONTAGE
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OBID i-scan
INSTALLATION
ID ISC.ANTH200/200-A
ID ISC.ANTH200/200-TJS
Allgemeine Leistungsmerkmale General Deskription
Vielen Dank, dass Sie sich für den Kauf der Antenne ID ISC.ANTH200/200 entschieden haben.
ID ISC.ANTH200/200 ist eine Single Loop Antenne und wurde als eine Sende- und Empfangsantenne für die iscan Midrange Reader mit externen Antennenanschluss optimiert. Mit der vom Reader abgegebenen Sendeleistung von 2 W (max. Sendeleistung der Antenne) und einem Label (45 x 76 mm ist eine Lesereichweite von 30 - 40cm bei paralleler Labelorientierung zur Antenne möglich. Der Betrieb an anderen Readern mit 13,56 MHz Sendefrequenz und 50 Ausgangsimpedanz ist ebenfalls möglich. Die maximale Reichweite wird über der Mitte der Antennenfläche erreicht. Die Vorzugsrichtung eines Smart Label ist parallel zur Antennenfläche.
Die Antenne wird im Werk auf die Impedanz von 50 abgestimmt. Der Betrieb in einer metallenen Umgebung ist ebenso möglich!
Die Antenne kann sowohl für die Güter- als auch zur Personenerkennung verwendet werden.
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Größe; Labelempfindlichkeit 75 mA/m)
Thank you for choosing the ID ISC.ANTH200/200 antenna.
ID ISC.ANTH200/200 is a single loop antenna and has been optimized as a sending and receiver antenna for the iscan midrange Readers with external antenna connection. Using the transmitting power of the Reader of 2 W (max. transmission power of the antenna) and a label (45 x 76 mm size; label sensitivity 75 mA/m) a read range of 30-40 cm is possible with the label oriented parallel to the antenna. Operation with other Readers having a transmission frequency of 13.56 MHz and 50 output impedance is also possible. The maximum range is achieved over the middle of the antenna area. The preferred orientation of a smart label is parallel to the antenna area.
The antenna is factory tuned to an impedance of 50 . Operation in metallic surroundings is also possible!
The antenna can be used for either product or per­son detection.
2
in
M60600-0de-ID-B.doc / 2006-08-10
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MONTAGE / INSTALLATION ID ISC.ANTH200/200
Technische Daten Technical Data
Gehäuse / housing ABS / UL 94 HB Abmessungen (B x H x T ) / dimensions ( W x H x D )
25°
ID ISC.ANTH200/200-A
approx. 460 x 200 x 120 mm
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ID ISC.ANTH200/200-TJS
approx. 460 x 200 x 25 mm
Gewicht / weight approx. 0.35 kg Schutzart / protection class IP 20 Temperaturbereich / temperature range
Betrieb / operation
Lagerung / storage
-0 °C to +55 °C
-25 °C to +85 °C
relative Luftfeuchte / relative air humidity 95 % (non-condensing) Betriebsfrequenz / operating frequency 13.56 MHz Anschlusskabel / connecting cable Antennenanschluss / connection
RG58; 50 ; 3.6 m SMA – plug (50 Ω)
max. Sendeleistung / max. transmitting power 2 W
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Das Gerät entspricht bei bestimmungsgemäßer Ver­wendung den Anforderungen der EU-Richtline 89/336/EEC (Electromagnetic Compatibility (EMC).
When properly used this radio equipment conforms to the essential requirements of Article 3 and the other relevant provisions of the R&TTE Directive 1999/5/EC of March 99.
Electromagnetic compatibility (EMC) – Generic emission standard;
EN 61000-6-3:2001
Part 6-3: Generic standards – Emission standard for residential residential, commercial and light industry
Electromagnetic compatibility (EMC) –
EN 61000-6-2:2001
Part 6-2: Generic standards – Immunity of industrial environments
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MONTAGE / INSTALLATION ID ISC.ANTH200/200
Sicherheits- und Warnhinweise Safety Instructions
Das Gerät darf nur für den vom Hersteller
vorgesehenen Zweck verwendet werden.
Die Bedienungsanleitung ist zugriffsfähig
aufzubewahren und jedem Benutzer aus­zuhändigen.
Unzulässige Veränderungen und die Ver-
wendung von Ersatzteilen und Zusatzein­richtungen, die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände, elektrische Schläge und Verletzungen verursachen. Solche Maß­nahmen führen daher zu einem Ausschluss der Haftung und der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung.
Für das Gerät gelten die Gewährleistungs-
bestimmungen des Herstellers in der zum Zeitpunkt des Kaufs gültigen Fassung. Für eine ungeeignete, falsche manuelle oder automatische Einstellung von Parametern für ein Gerät bzw. ungeeignete Verwendung eines Gerätes wird keine Haftung übernommen.
Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durch-
geführt werden.
Anschluss-, Inbetriebnahme-, Wartungs-, und
sonstige Arbeiten am Gerät dürfen nur von Fachkräften mit einschlägiger Ausbildung erfolgen.
Alle Arbeiten am Gerät und dessen
Aufstellung müssen in Übereinstimmung mit den nationalen elektrischen Bestimmungen und den örtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
Bei Arbeiten an dem Gerät müssen die
jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften beachtet werden.
Besonderer Hinweis für
Träger von Herzschrittmachern: Obwohl dieses Gerät die zulässigen Grenz­werte für elektromagnetische Felder nicht überschreitet, sollten Sie einen Mindestab­stand von 25 cm zwischen dem Gerät und Ihrem Herzschrittmacher einhalten und sich nicht für längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Geräts bzw. der Antenne aufhalten.
The device may only be used for the intended
purpose designed by for the manufacturer.
The operation manual should be conveniently
kept available at all times for each user.
Unauthorized changes and the use of spare
parts and additional devices which have not been sold or recommended by the manufacturer may cause fire, electric shocks or injuries. Such unauthorized measures shall exclude any liability by the manufacturer.
The liability-prescriptions of the manufacturer
in the issue valid at the time of purchase are valid for the device. The manufacturer shall not be held legally responsible for inaccuracies, errors, or omissions in the manual or automatically set parameters for a device or for an incorrect application of a device.
Repairs may only be executed by the
manufacturer.
Installation, operation, and maintenance
procedures should only be carried out by qualified personnel.
Use of the device and its installation must be
in accordance with national legal requirements and local electrical codes .
When working on devices the valid safety
regulations must be observed.
Special advice for
carriers of cardiac pacemakers: Although this device doesn't exceed the valid limits for electromagnetic fields you should keep a minimum distance of 25 cm between the device and your cardiac pacemaker and not stay in an immediate proximity of the de­vice respective the antenna for some time.
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MONTAGE / INSTALLATION ID ISC.ANTH200/200
Zusätzliche Hinweise Additional Information
- Metall in der Nähe des Antennenrahmens beein- trächtigt die Lesereichweite der Antenne. Ab ei­nem Abstand kleiner 10 cm muss mit erheblichen Einbußen in der Lesereichweite gerechnet wer­den.
100%
75%
50%
reading range
25%
0%
0 10203040
distance to metall / cm
- Wird im Betrieb der Antennenbügel angefasst, kann es zu erheblichen Reichweiteneinbußen kommen. Die Antenne sollte nur am dafür vorge­sehenen Griff angefasst werden.
Metal in the vicinity of the antenna frame affects the read range of the antenna. At a distance of less than 10 cm significant reduction in the read range will re­sult.
- Touching the antenna loop during operation will result in significant reduction of the read range. The antenna should be grasped only by the holder provided.
- Beim Betrieb ist darauf zu achten, dass das Kabel von der Antenne weggeführt wird. Befindet sich das Anschlusskabel im Empfangsbereich der Antenne kann dies zu Störungen führen.
- Nach Montage kann die korrekte Funktion der Antenne mit Hilfe eines Transponders überprüft werden. Bei einem Mindestabstand von 10 cm zu Metall ist mit einem 45 x 76 mm
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großem Transponder mit paralleler Ausrichtung zu An­tenne eine Reichweite von mind. 30 cm senk-
- When operating, be sure that the antenna cable is routed away from the antenna. Locating the cable in the receiving range of the antenna will result in faulty operation.
- After installation, check for correct function of the antenna using a transponder. At a minimum dis­tance of 10 cm from metal and a 45 x 76 mm transponder aligned parallel to the antenna, a range of min. 30 cm vertically from the center of the antenna can be achieved.
recht über der Mitte der Antenne zu erreichen.
© Copyright 2006 by FEIG ELECTRONIC GmbH Lange Straße 4 D-35781 Weilburg-Waldhausen
Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten.
FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt keine Gewährleis­tung dafür, dass die in diesem Dokument enthaltenden In­formationen frei von fremden Schutzrechten sind. FEIG ELECTRONIC GmbH erteilt mit diesem Dokument keine Lizenzen auf eigene oder fremde Patente oder andere Schutzrechte.
Data and design subject to change without notice. Supply subject to availability.
FEIG ELECTRONIC GmbH assumes no responsibility for the use of any information contained in this manual and makes no representation that they free of patent infringe­ment. FEIG ELECTRONIC GmbH does not convey any li­cense under its patent rights nor the rights of others.
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OBID® and OBID i-scan® are registered trademarks of FEIG ELECTRONIC GmbH.
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MONTAGE
INSTALLATION
final public (B) 2011-05-30 M90401-2de-ID-B.doc
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ID ISC.ANT310310-A
HF Antenna
(deutsch / english)
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Hinweis
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FEIG ELECTRONIC GmbH Lange Straße 4 D-35781 Weilburg Tel.: +49 6471 3109-0
http://www.feig.de
Alle früheren Ausgaben verlieren mit dieser Ausgabe ihre Gültigkeit. Die Angaben in diesem Dokument können ohne vorherige Ankündigung geändert werden.
Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung ihres Inhalts sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlung verpflichtet zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patenterteilung oder Gebrauchsmuster-Eintragung vorbehalten.
Die Zusammenstellung der Informationen in diesem Dokument erfolgt nach bestem Wissen und Gewissen. FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt keine Gewährleistung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der An­gaben in diesem Dokument. Insbesondere kann FEIG ELECTRONIC GmbH nicht für Folgeschäden auf Grund fehlerhafter oder unvollständiger Angaben haftbar gemacht werden. Da sich Fehler, trotz aller Bemü­hungen nie vollständig vermeiden lassen, sind wir für Hinweise jederzeit dankbar.
Die in diesem Dokument gemachten Installationsempfehlungen gehen von günstigsten Rahmenbedingun­gen aus. FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt weder Gewähr für die einwandfreie Funktion in system­fremden Umgebungen, noch für die Funktion eines Gesamtsystems, welches die in diesem Dokument be­schriebenen Geräte enthält.
FEIG ELECTRONIC weist ausdrücklich darauf hin, dass die in diesem Dokument beschriebenen Geräte nicht für den Einsatz mit oder in medizinischen Geräten oder für Geräte für lebenserhaltende Maßnahmen konzipiert sind, bei denen ein Fehler eine Gefahr für menschliches Leben oder für die gesundheitliche Un­versehrtheit zur Folge haben kann. Der Applikationsdesigner ist dafür verantwortlich geeignete Maßnahmen zu ergreifen um Gefahren, Schäden oder Verletzungen zu vermeiden.
FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt keine Gewährleistung dafür, dass die in diesem Dokument enthal­tenden Informationen frei von fremden Schutzrechten sind. FEIG ELECTRONIC GmbH erteilt mit diesem Dokument keine Lizenzen auf eigene oder fremde Patente oder andere Schutzrechte.
OBID® und OBID i-scan® ist ein eingetragenes Warenzeichen der FEIG ELECTRONIC GmbH Alle genannten Markennamen, Produktnamen oder Marken gehören ihren jeweiligen Inhabern.
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Inhalt
1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen 6
2 Leistungsmerkmale der Antenne ID ISC.ANT310/310-A 7
3 Montage und Anschluss 8
4 Inbetriebnahme 9
4.1 Projektierungshinweise .............................................................................................. 9
4.2 Konfiguration des RFID Reader gemäß der nationalen Funkvorschriften ............ 11
4.3 Der Einfluss der Sendeleistung des Readers auf die Lesereichweite................... 11
4.4 Der Einfluss von Metall auf die Reichweite ............................................................. 13
4.5 Der Einfluss der Noise Level auf die Reichweite der Antenne .............................. 14
4.6 Das Messen des Stehwellenverhältnisses VSWR .................................................. 15
4.7 Der Abgleich der Antenne ........................................................................................ 16
5 Der Verlauf der magnetischen Feldlinien der Antenne 20
6 Technische Daten 21
6.1 Zulassung .................................................................................................................. 22
6.1.1 Europa (CE) ........................................................................................................... 22
6.1.2 USA (FCC) und Kanada (IC) .................................................................................. 23
6.1.3 USA und Canada (UL) ........................................................................................... 24
7 Lieferumfang: 24
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1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen
Das Gerät darf nur für den vom Hersteller vorgesehenen Zweck verwendet werden. Die Bedienungsanleitung ist zugriffsfähig aufzubewahren und jedem Benutzer auszuhändigen. Unzulässige Veränderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zusatzeinrichtungen,
die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände, elektri­sche Schläge und Verletzungen verursachen. Solche Maßnahmen führen daher zu einem Ausschluss der Haftung und der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung.
Für das Gerät gelten die Gewährleistungsbestimmungen des Herstellers in der zum Zeitpunkt
des Kaufs gültigen Fassung. Für eine ungeeignete, falsche manuelle oder automatische Ein­stellung von Parametern für ein Gerät bzw. ungeeignete Verwendung eines Gerätes wird keine Haftung übernommen.
Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden. Anschluss-, Inbetriebnahme-, Wartungs-, und sonstige Arbeiten am Gerät dürfen nur von Elekt-
rofachkräften mit einschlägiger Ausbildung erfolgen.
Alle Arbeiten am Gerät und dessen Aufstellung müssen in Übereinstimmung mit den nationa-
len elektrischen Bestimmungen und den örtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
Beim Arbeiten am Gerät müssen die jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften beachtet werden. Beim Arbeiten am geöffneten Gerät ist zu beachten, dass Spannungen bis zu 1000V an den
Bauteilen anliegen können.
Besonderer Hinweis für Träger von Herzschrittmachern:
Obwohl dieses Gerät die zulässigen Grenzwerte für elektromagnetische Felder nicht über­schreitet, sollten Sie einen Mindestabstand von 25 cm zwischen dem Gerät und Ihrem Herz­schrittmacher einhalten und sich nicht für längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Geräts bzw. der Antenne aufhalten.
Verwenden Sie zur Reinigung der Antenne keine scharfen Chemikalien, Reiniger oder Lö-
sungsmittel. Wischen Sie die Antenne mit einem weichen, mit mildem Seifenwasser befeuchte­ten Tuch ab.
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ID ISC.ANT310/310-A
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2 Leistungsmerkmale der Antenne ID ISC.ANT310/310-A
Die Antenne ID ISC.ANT310/310-A ist eine Antenne mit manuell einbestellbarer Abgleich­elektronik. Sie wird bereits ab Werk für die meisten Anwendungen abgeglichen. Sie kann aber auch mit Hilfe von Steckbrücken (Jumpern), auf verschiedene Umgebungsbedingen optimal eingestellt werden.
In Kombination mit verschieden Lesern der Firma FEIG Electronic GmbH kann die Antenne in vielen Long– und Mid–Range Applikationen bei optimalen Leseergebnissen Anwendungen finden. Bei einer Sendeleistung von 8 W und einem Transponder in ISO Kartengröße, sind typischerweise Lesereichweiten von 60-70 cm möglich.
Auch ist ein Betrieb an anderen Readern mit einer Sendefrequenz von 13,56 MHz und der Ausgangsimpedanz von 50 möglich.
Durch ihre robuste Bauweise in Verbindung mit der Schutzklasse IP65 ist sie für nahezu alle Anwendungen einsetzbar.
Typische Anwendungen sind Bibliotheken, Dokumentenverfolgung, Videotheken, Labelprogrammierung, Logistik an Förderstrecken oder Sortieranlagen, Zutrittskontrolle, Personenerkennung und Erfassung von Daten im Büro oder in der Industrie.
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ID ISC.ANT310/310-A
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Antennenöffnung (Deckel)
3 Montage und Anschluss
Die Antenne ist für die Montage an Halterungen aus nicht leitende Materialien (z.B. Kunststoff oder Holz) sowohl für den Innen- wie auch den Außenbereich konzipiert. Zur Montage befinden sich im Innenbereich der Antenne 4 Bohrungen (d=5,6 mm) im Abstand von 243 mm. Zur Montage emp­fehlen wir eine 5 mm Holzschraube (DIN 96) oder eine Maschinenschraube (DIN 7985) mit einem Kopfdurchmesser von mindestens 10 mm bis maximal 12 mm. Das maximale Anzugsmoment für freidrehende Schrauben beträgt 2,0 Nm.
Die Antenne muss einen Mindestabstand von 5 cm von eventuellen Metallteilen haben!
Bis zu 40 cm Abstand zu Metallteilen muss mit Einbußen in der Lesereichweite gerechnet werden. Dies kann durch nachgleichen der Antenne verringert werden. Siehe Seite 16 Der Abgleich der Antenne.
Bild 1: Montagezeichnung ID ISC.ANT310/310-A
Alle Maße in mm Zum Abgleichen der Antenne muss der Deckel über der Antennenöffnung entfernt werden. Das
Anzugsmoment der Deckelschrauben beträgt minimal 0,7 Nm bis maximal 0,9 Nm.
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Reader
ID ISC.ANT310/310-A
Reader
ID ISC.ANT.PS-B
ID ISC.ANT310/310-A
Erfassungsbereich
4 Inbetriebnahme
4.1 Projektierungshinweise
Die Antenne ID ISC.ANT310/310-A wird mit Hilfe des Anschlusskabels und dem SMA- Stecker direkt an den Reader angeschlossen.
Bild 2: Schaltskizze Reader und Antenne
Die Antenne ID ISC.ANT310/310-A ermöglicht eine Erfassung der Transponder die sich im Erfas­sungsbereich der Antenne befinden. Die bevorzugte Ausrichtung der Transponder ist in paralleler Ausrichtung zur Antennenfläche. Die größte Lesereichweite wird über der Mitte der Antennenflä­che erreicht. Exakt über den Antennenleiter sinkt die Reichweite auf Null.
Um mögliche Störungen, im Frequenzbereich 20-100MHz zu unterdrücken, werden dem Readern ID ISC.LR2000 und ID ISC.MR200 zwei bzw. ein Ringkern(e) beigelegt. Einer dieser Ringkerne muss in das Antennenanschlusskabel eingebaut werden. Dafür ist das koaxiale Kabel vier mal, eng anliegend durch den EMV - Ringkern zu schleifen. Der Abstand zwischen Readeranschluss und Ringkern sollte dabei maximal 10 cm betragen.
Bild 3: Montage des Ringkerns auf der Antennenzuleitung
Um Störungen in industriellen Umgebungen, im Frequenzbereich 1-10MHz, zu unterdrücken emp­fehlen wir zusätzlich das Gerät ID ISC.ANT.PS-B, in der Betriebsart Transformer, zwischen Rea­der und Antenne zu schalten.
Bild 4: Schaltskizze Reader mit Transformer und Antenne
Hinweis: Das maximale Anzugsdrehmoment der SMA-Buchse beträgt 0,45 Nm.
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Die folgenden Empfehlungen sollten zusätzlich beachtet werden:
Bis zu einem Abstand von 50 cm sollte das Antennenkabel immer senkrecht von der Antenne
weg geführt und komplett fest verlegt werden.
Um optimale Lesereichweiten zu erzielen sollte das Antennenanschlusskabel nicht verkürzt
oder verlängert werden. Ist eine Verlängerung zwingend erforderlich, so kann dies mit dem 50 Kabel ID ISC.ANT.EC in der Länge
(halbe Wellenlänge bei 13,56 MHz,
RG58= 7,20 m) durchgeführt werden. Dabei ist mit geringen Einbußen der Lesereichweite zu rechnen (ca.2-3 cm / Verlängerung).
Das Antennenkabel muss einen Mindestabstand von 30 cm zu parallel geführten , stromfüh-
renden Leitungen haben.
Nach der Montage kann die korrekte Funktion der Antenne mit Hilfe des Readers und eines Transponders geprüft werden. Bei einer am Reader eingestellten Sendeleistung von 4 W und einer Größe der Transponderspule von 75 mm x 46 mm (ISO-Kartengröße) sollte die Lesereichweite in der Mitte der Antenne bei ca. 50 cm – 60 cm liegen.
Andernfalls sollten folgende Punkte überprüft werden:
Wurde die Antenne in der Nähe von Metall installiert Wie hoch ist der Unterschied zwischen Umax-Umin der Noise Level. Die Differenz der Noise
Level im Diagramm (ISO Start, Test & Measurement) sollte kleiner gleich 20 mV sein.
Stimmt die Anpassung der Antenne an die Impedanz von 50  nicht
Kann mit Hilfe eines SWR – Meters überprüft werden. Siehe Seite 15 Das Messen des
Stehwellenverhältnisses VSWR
Meldet der Reader eine „RF-Warning“, siehe Reader Kommando „[0x6E] Reader
Diagnostic“ im Handbuch des Readers
Der Abstand von Transponder zu Transponder (ISO-Kartengröße) sollte mindestens 8 cm be-
tragen. Wird der Abstand von Transponder zu Transponder verringert ist mit Einbusen in der Lesereichweite zu rechnen. Dies gilt besonders bei Abständen unter 5 cm.
Werden mehrere Antennen gleichzeitig im Abstand von kleiner 8 m (ID ISC.LR2000) betrieben,
so müssen die Reader synchronisiert werden. Andernfalls ist mit Einbusen in der Lesereichweite zu rechnen. Siehe: Application Note: Synchronizing RFID Long Range Readers using the Reader Synchronization Interface (N11200-3e-ID-B.pdf).
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4.2 Konfiguration des RFID Reader gemäß der nationalen Funkvorschriften
Die Konfiguration der RFID Reader und die maximale Sendeleistung der Antennen werden im we­sentlichen durch die länderspezifischen Funkvorschriften beeinflusst. Für den gesamten EU gelten einheitliche Grenzwerte nach der R&TTE Richtlinie und EN 300 330. In Nord Amerika wird dies durch die Vorschriften FCC Part 15 und RSS210 (Kanada) geregelt.
Die Antenne ID ISC.ANT310/310 mit dem Lesern ID ISC.LR2000, ID ISC.LR2500, ID ISC.MR200 und ID ISC.MR101 entspricht, bei bestimmungsgemäßer Verwendung den grundlegenden Anfor­derungen des Artikels 3 und den übrigen einschlägigen Bestimmungen der R&TTE Richtlinie 1999/5/EG vom März 99. Daher ist der Betrieb in den 29 EU-Staaten und den EFTA Staaten (EU­Staaten und Schweiz, Norwegen und Island) mit einer maximalen Feldstärke von 42 dBµA/m in 10 m Entfernung möglich (Sendeleistung des Lesers = 4W).
Eine Funkzulassung (bei einer maximalen Feldstärke von 84 dBµV/m in 30 m Entfernung) für die Antenne ID ISC.ANT310/310 mit dem Leser ID ISC.LRM2500 und ID ISC.LR2000 nach FCC Part 15 für die USA und RSS 210 für Kanada wurde erteilt.
Weiterhin ist eine Funkzulassung nach der Norm EN 300 330 in allen 46 CEPT Staaten möglich. Die CEPT Staaten sind: Albania (ALB), Andorra (AND), Austria (AUT), Azerbaijan (AZE), Belarus (BLR), Belgium (BEL),
Bulgaria (BUL), Bosnia and Herzegovina (BIH), Croatia (HRV), Cyprus (CYP), Czech Republic (CZE), Denmark (DNK), Estonia (EST), Finland (FIN), France (F), Germany (D), Greece (GRC), Hungary (HNG), Iceland (ISL), Ireland (IRL), Italy (I), Latvia (LVA), Liechtenstein (LIE), Lithuania (LTU), Luxembourg (LUX), Malta (MLT), Former Yugoslav Republic of Macedonia (MKD), Moldova (MDA), Monaco (MCO), Netherlands (HOL), Norway (NOR), Poland (POL), Portugal (POR), Ro­mania (ROU), Russian Federation (RUS), San Marino (SMR), Slovak Republic (SVK), Slovenia (SVN), Spain (E), Sweden (S), Switzerland (SUI), Turkey (TUR), Ukraine (UKR), United Kingdom (G), Vatican City (CVA) and Yugoslavia.
Es gelten folgende Einschränkungen (Stand: Oktober 2009):
1. Außerhalb der EFTA Staaten muss in jedem Fall eine Funkzulassung beantragt werden. Die vorhandenen Messprotokolle nach EN 300 330 sind in der Regel ausreichend.
Bei der Inbetriebnahme der Antennen ist vom Systemintegrator darauf zu achten, dass die vorgeschriebenen Montagehinweise beachtet, die notwendigen Einstellungen im Reader durchgeführt und zulässigen Grenzwerte der nationalen Funkvorschriften nicht überschritten werden.
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4.3 Der Einfluss der Sendeleistung des Readers auf die Lesereichweite
Die Reichweite einer Antenne ist abhängig von der Antenne selbst, dem Reader, den Eigenschaf­ten der Transponder und der eingestellten Sendeleistung des Readers. Da der Transponder seine Energie aus dem von der Antenne erzeugten magnetischen Feld bezieht und die Feldstärke mit dem Abstand zwischen Reader und Antenne stark abnimmt, hat die abgestrahlte Sendeleistung bei gegebener Antenne eine starken Einfluss auf die Reichweite.
Bild 5: Die Lesereichweite der Antenne ID ISC.ANT310/310 in Abhängigkeit der Sendeleistung
Lesereichweite zweier typischer Transponder 46 x 75 mm2, über der Antennen Mitte, parallele Ausrichtung des Labels zur Antenne.
Eine Sendeleistung über 8 W kann in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur zur übermäßigen Erwärmung der Antenne und somit zur Zerstörung der Antenne führen.
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4.4 Der Einfluss von Metall auf die Reichweite
Metall und andere leitende Stoffe kann ein magnetisches Feld nicht durchdringen. Der Feldlinien­verlauf und die Induktivität der Antenne wird verändert und hat somit einen großen Einfluss auf die Reichweite. Weiterhin wird das Feld durch die Gegeninduktivität bzw. die Wirbelströme im Metall geschwächt.
Die Änderung der Induktivität kann mit Hilfe der Abgleichelektronik ausgeglichen werden. Bild 6 zeigt den Einfluss einer Metallplatte auf die Antenne mit und ohne Nachgleich.
Bild 6: Lesereichweite* in Abhängigkeit zum Abstand zu Metall
Mit Nachgleichen der Antenne, Ohne Nachgleichen Transponder 46 x 75 mm2 , über der Antennen Mitte, parallele Ausrichtung des Labels zur
Antenne. Sendeleistung 4 W.
Ist Metall in der Nähe der Antenne nicht zu vermeiden sollte folgendes beachtet werden:
Mindestabstand Metall zur Antenne 5 cm. Bis zu 30 cm ist mit starken Einbusen der Lese-
reichweite zu rechnen. Ab 50 cm Abstand zum Metall ist nahezu kein Einfluss messbar.
Die Metallteile dürfen keine geschlossenen Schleifen oder Stromkreise bilden. Diese sind ge-
gebenenfalls an einer Stelle elektrisch zu trennen.
Die Metallteile in unmittelbarer Nähe der Antenne sind mit einer guten HF-Verbindung stern-
förmig zu Erden.
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4.5 Der Einfluss der Noise Level auf die Reichweite der Antenne
Damit der Transponder vom Empfänger auch bei kleinen Signalpegeln zuverlässig gelesen werden kann, müssen Störungen weitgehend vermieden werden. Die Amplitude der Störpegel lässt sich am Reader ID ISC.LR2000 an Hand der Noise Level (Rausch Pegel) abfragen. Dabei sind nicht die absoluten Messwerte sondern die Differenz zwischen Umax und Umin ausschlaggebend.
Im folgenden Bild wurde dies bei 4 W Sendeleistung simuliert und grafisch dargestellt. Bild 7: Lesereichweite* in Abhängigkeit der Noise Level
Lesereichweite zweier typischer Transponder 46 x 75 mm2, über der Antennen Mitte, parallele Ausrichtung des Labels zur Antenne.
Die Differenz der Noise Level (Umax-Umin) sollte kleiner gleich 20 mV sein.
Ursache für zu hohe Noise Level können sein:
Schlechte (HF-)Verbindungen zwischen Reader und Antenne. Falsche Kabelführung zwischen Antenne und Reader Eine schlecht abgestimmte Antenne Störsignale von anderen elektronischen Geräten oder Sendern. Störsignale auf der Energieversorgungsleitung des Readers Störsignale von anderen Kabel in der Nähe der Kabel zum und vom Reader Metall in der Nähe der Antenne
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Antenne ID ISC.ANT310/310
SWR / Power Meter
Reader ID ISC.LR2000
4.6 Das Messen des Stehwellenverhältnisses VSWR
Wurde eine Antenne abgeglichen oder haben sich die Umgebungsbedingungen geändert, stellt sich die Frage: Wie gut ist die Anpassung zwischen Reader und Antenne? Ein nützliches Hilfsmit-
tel zu Beurteilung der Anpassung der Antenne an die Impedanz von 50 ist das VSWR Meter. Dieses Gerät misst das Verhältnis zwischen zugeführter und reflektierter Energie. Dabei gilt ein VSWR bis zu 1.3 :1 als guter Wert. In VSWR-Meter sind sehr oft auch Watt-Meter integriert.
Bild 8:Einbau eines VSWR-Meters in das Antennenkabel
Das Kabel zwischen Reader und SWR Meter sollte entweder sehr kurz (< 20 cm) oder 7,20 m (RG 58=Lamba/2) lang sein.
Liegt das VSWR über 1,3 :1, kann die Antenne mit Hilfe der Jumperleisten J1, J2 und J3 nachgeglichen werden.
Weiterhin kann mit dem Gerät jederzeit die Abstimmung der Antennen kontrolliert werden. Kommt es zu einer Verstimmung der Antenne durch Änderungen der Umgebungsbedingungen, lässt sich dies somit feststellen.
Zusätzlich zu den vom SWR angezeigten Verlusten durch die Fehlanpassung zwischen Kabel und Antenne kommt, dass der Reader in Abhängigkeit von der Antennenimpedanz verschiedene Ausgangsströme treibt und somit verschiedene Leistungen ausgibt. Das heißt bei 50 fließt ein Strom von ca. 0.3 A. Bei einem offenen Ausgang fließt kein Strom, im Kurzschlussfall wird der Strom auf ca. 1,0 A begrenzt.
Die Anpassung der Antenne hat auch einen geringen Einfluss auf die Höhe der Noise Level / Rausch Pegel des Systems und somit ein weiteren Einfluss auf die Lesereichweite.
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Bild 9: Die Impedanz und Phase der Antenne in Abhängigkeit von der Frequenz (gemessen am SMA Stecker)
4.7 Der Abgleich der Antenne
Die Antenne wurde im Werk an einer Holzplatte auf die Impedanz von 50 abgestimmt. Wird sie in einem definierten Abstand von Metall oder anderen leitenden Stoffen montiert, ist keinerlei ab­gleichen oder nachgleichen der Antenne notwendig.
Nach der Montage in anderen Umgebungsbedingungen kann die Antenne mit Hilfe von Jumpern neu abgestimmt werden. Dafür sollte entweder ein SWR – Meter oder ein Messgerät zur Bestim­mung der Impedanz bei 13,56 MHz (Antennen/Impedanz Analyzer) vorhanden sein.
Vor dem Abgleichen der Antenne muss diese und das Antennenkabel fest montiert werden. Ein eventuell notwendiger Power Splitter oder Transformer sollte erst nach dem Abgleich der Anten­nen eingebaut werden.
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Bild 10: Die Impedanz und Phase der Antenne in Abhängigkeit von der Frequenz (direkt an der Antenne ohne Kabel)
Bild 10 beschreibt den Verlauf der Impedanz und Phase, der Antenne ID ISC.ANT310/310-A über der Frequenz. Wurden die Antennen richtig abgeglichen liegt das Minimum (Reihenresonanz) der Impedanzkurve bei 13.56 MHz, 50 und einem Phasenwinkel von 0°. Wird Metall in die Nähe der Antenne gebracht, so verschiebt sich die Impedanzkurve nach rechts und leicht nach unten. D.h. kommt die Antenne näher an Metall wird die Impedanz zuerst kleiner und dann immer größer. Da­bei passiert die Antenne wieder die 50 Wert. Dieser Arbeitspunkt führt allerdings systembedingt nicht zu optimalen Lesereichweiten. Der optimale Arbeitspunkt liegt immer auf der Serienresonanz welcher hier dem Minimum in der Impedanzkurve entspricht.
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Abstand zur Metallplatte
Pin Nummer für Jumper gesteckt
J1
J2
J3
2,5 cm
5-6,7-8,9-10,11-12
5-6,7-8,9-10,11-12
3-4,9-10,13-14,15-16,17-18
5 cm
3-4,5-6,9-10,11-12
3-4,5-6,9-10,11-12
9-10,15-16, 17-18
7,5 cm
5-6,9-10,11-12
5-6,9-10,11-12
3-4,7-8,9-10,11-12,13-14,17-18
10 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,7-8,11-12,13-14,17-18
15 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
11-12,13-14,17-18
20 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,9-10,13-14,17-18
25 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
7-8,9-10,13-14,17-18
30 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
35 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
40 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
Ohne Metallplatte
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
Bild 11: Draufsicht : Leiterplatte mit Standard Jumperpositionen
Um das Nachgleichen bzw. Abgleichen der Antenne zu erleichtern, wurde folgende Tabelle erstellt, die als Richtwert oder Startwert für den Abgleichvorgang benutzt werden kann. Anschließend ist die Impedanz der Antenne oder das VSWR zu kontrollieren und die Jumperpositionen auf den op­timalen Messwert anzupassen.
Tabelle 1: Jumperpositionen
Die Einstellung ohne Metallplatte ist die Standardeinstellung !
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Ziel des Abgleichvorgangs ist die Impedanz der Antenne wieder möglichst nahe auf 50
abzugleichen. Dabei sind folgende Toleranzen einzuhalten:
R = 50 +/- 3 und X = 0 +/- 5  bzw. Z = 50 +/- 3  und Phasenwinkel Phi = 0° +/- 5°
oder VSWR <= 1.3
Um die Antenne wieder auf 50 und einem Phasenwinkel von 0°nachzupassen, kann mit Hilfe der Jumperleisten J1,J2 und J3 ein nachgleich erfolgen. Siehe auch: Das Messen des Stehwellenver- hältnisses VSWR.
Dabei ist folgendermaßen vorzugehen:
1. Einstellen der Jumperleisten J1,J2 und J3 nach Tabelle 1
2. Einstellen der Kapazitäten J3 auf den besten Wert Nahe 50 und Phasenwinkel 0° (kleinster Wert VSWR)
3. Einstellen der Kapazitäten J1,J2 auf den besten Wert Nahe 50 und Phasenwinkel 0°° (klein­ster Wert VSWR)
4. Wiederholen der Schritte 2. + 3. bis 50 ± 1 und Phasenwinkel 0°± 3° erreicht werden. ° (kleinster Wert VSWR <=1:1.3)
Das Einstellen der Kapazitäten J1,J2,J3 auf den besten Wert Nahe 50 und Phasenwinkel 0° erfolgt durch stecken oder entfernen der Jumper. Dabei ist der Messwert am Messgerät vor und nach der Änderung zu vergleichen. Es sind zuerst die kleinen Kapazitäten zu ändern. Bringt dies eine Verbesserung oder ist der Jum­per schon gesteckt wird mit dem nächst größeren Wert fortgefahren.
Bringt das Schließen der Brücke Pin1-2 eine Verbesserung, so wäre der nächste Schritt, dass Schließen von Pin 3-4 und öffnen von Pin 1-2, da der Kondensator an Pin 3-4 ungefähr den dop­pelten Wert des Kondensator an Pin 1-2 hat..
Die Jumper an Leiste J1 und J2 sollten immer möglichst gleich gesteckt sein. Große Kapazitäten an Leiste J1 und kleine Kapazitäten an Leiste J2 führen zu einer Unsymmetrie in der Antenne. Dies kann zu Leistungseinbusen und Beschädigung der Bauteile in der Antenne führen
Achtung: Am Antennenleiter oder an verschiedenen Bauteilen der Abgleichplatinen können Spannungen bis zu 1000V auftreten. Vor dem Beginn der Arbeiten muss die Antenne von dem Reader getrennt werden. Beim Abgleichen ist darauf zu achten, dass keine Bauteile innerhalb des Gehäuse berührt werden.
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Label
Transponder
5 Der Verlauf der magnetischen Feldlinien der Antenne
Bild 12 zeigt die Feldausrichtung einer einfachen Single Loop Antenne. Sie ist die einfachste und am meisten verwendete Antennenform im Bereich OBIDi-scan. Die Antennengröße hängt dabei
stark von den Anforderungen an die Lesereichweite und der Einsatzumgebung und den nationalen Grenzwerten ab.
Bild 12:Verlauf der magnetischen Feldlinien einer Single Loop Antenne
Die Reichweite einer Antenne ist abhängig von Position und Ausrichtung der Transponder. Eine Single Loop Antenne hat die größte Reichweite in der Mitte der Antenne und einer Ausrichtung der Transponder parallel zur Antennenfläche.
Der Transponder wird nur mit Energie versorgt, wenn ausreichend Feldlinien durch ihn fließen. Daher ist das Aktivieren der Transponder in senkrecht Ausrichtung zur Antennenfläche, innerhalb der Antennenfläche, nicht möglich.
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Mechanische Daten
Gehäuse
Kunststoff ABS-ASA
Abmessungen ( B x H x T )
318 mm x 338 mm x 30 mm 1 mm
Gewicht
ca. 0,7 kg
Schutzart
IP 65
Farbe
weiß
Elektrische Daten
Maximale Sendeleistung
8 W
Zulässige Sendeleistung
EU-Raum (REC 70-03 An. 9F1)** EU-Raum (EN 300 330) USA (FCC Part 15)
8,0 W 4,0 W 4,0 W
Betriebsfrequenz
13.56 MHz
Reichweite
1 W (ID ISC.MR101) 1.8 W (ID ISC.MR200) 4 W 8 W
Typisch 43 cm * Typisch 50 cm * Typisch 60 cm * Typisch 70 cm *
Antennenanschluss
1 x SMA Stecker (50 )
Antennenanschlusskabel
RG58, 50 , ca. 3,56 m lang
Umgebungsbedingungen
Temperaturbereich
Betrieb Lagerung
25°C bis +55°C 25°C bis +60°C
Vibration
EN60068-2-6 10 Hz bis 150 Hz : 0,15 mm / 20m/s2 (~ 2 g)
6 Technische Daten
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Schock
EN60068-2-27 Beschleunigung : 300m/s2 (~ 30 g)
Angewendete Normen
EMV
EN 300 683
Sicherheit
Niederspannungsrichtlinie Human Exposure
UL 60950-1 EN 50364
*Transponder Spule 46 x 75 mm2, über der Antennen Mitte, Empfindlichkeit / Minimale Feldstärke H
=60mA/m rms, parallele Ausrichtung der Transponder zur Antenne. Sendeleistung 4 /8 W.
min
**In Verbindung mit dem Leser ID ISC.LR2000 gemäß der Funkvorschriften EN 300 330 und ERC Recommendation 70-03 Annex 9 Vol. F1
6.1 Zulassung
6.1.1 Europa (CE)
Die Funkanlage entspricht, bei bestimmungsgemäßer Verwendung den grundlegenden Anforde­rungen des Artikels 3 und den übrigen einschlägigen Bestimmungen der R&TTE Richtlinie 1999/5/EG vom März 99.
Equipment Classification according ETSI EN 300 330 und ETSI EN 301 489: Class 2
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Product name:
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Antenna name:
ID ISC.ANT310/310-A
Reader name:
ID ISC.LRM2500
FCC ID:
IC:
PJMLRM2500
6633A-LRM2500
Notice for USA and
Canada
This device complies with Part 15 of the FCC Rules and with RSS-210 of Industry Canada. Operation is subject to the following two conditions. (1) this device may not cause harmful interference, and (2) this device must accept any interference received, including interference that may cause undesired operation. Unauthorized modifications may void the authority granted under
Federal communications Commission Rules permitting the operation of this device.
This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class A digital device, pursuant to Part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protection against harmful interference when the equipment is operated in a commercial environment. This equipment generates, uses, and can radiate radio frequency energy and, if not installed and used in accordance with the instruction manual, may cause harmful interference to radio communications. Operation of this equipment in a residential area is likely to cause harmful interference in which case the user will be required to correct the interference at his own expense.
Le présent appareil est conforme aux CNR d'Industrie Canada appli­cables aux appareils radio exempts de licence. L'exploitation est auto­risée aux deux conditions suivantes : (1) l'appareil ne doit pas produire de brouillage, et (2) l'utilisateur de l'appareil doit accepter tout brouillage radioélectrique subi, même si le brouillage est susceptible d'en compromettre le fonc­tionnement.
6.1.2 USA (FCC) und Kanada (IC)
Weitere Informationen und technischen Daten des Readers ID ISC.LRM2500 finden Sie in der Montageanleitung, die dem Reader beiliegt.
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6.1.3 USA und Canada (UL)
Das folgende Bild zeigt die Position der Aufkleber:
7 Lieferumfang:
HF Antenne ID ISC.ANT310310-A 8 Stück Jumper Montageanleitung
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Installation
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Note
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FEIG ELECTRONIC GmbH Lange Strasse 4 D-35781 Weilburg Tel.: +49 6471 3109-0
http://www.feig.de
With the edition of this document, all previous editions become void. Indications made in this manual may be changed without previous notice.
Copying of this document, and giving it to others and the use or communication of the contents thereof are forbidden without express authority. Offenders are liable to the payment of damages. All rights are reserved in the event of the grant of a patent or the registration of a utility model or design.
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The instructions given in this manual are based on advantageous boundary conditions. FEIG ELECTRONIC GmbH does not give any guarantee promise for perfect function in cross environments and does not give any guaranty for the functionality of the complete system which incorporates the subject of this document.
FEIG ELECTRONIC call explicit attention that devices which are subject of this document are not designed with components and testing methods for a level of reliability suitable for use in or in connection with surgical implants or as critical components in any life support systems whose failure to perform can reasonably be expected to cause significant injury to a human. To avoid damage, injury, or death, the user or application designer must take reasonably prudent steps to protect against system failures.
FEIG ELECTRONIC GmbH assumes no responsibility for the use of any information contained in this docu­ment and makes no representation that they free of patent infringement. FEIG ELECTRONIC GmbH does not convey any license under its patent rights nor the rights of others.
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Contents
1 Safety Instructions / Warning - Read before start-up ! 28
2 Features of the antenna ID ISC.ANT310/310 29
3 Installation and Wiring 30
4 Start-up 31
4.1 Project Notes............................................................................................................. 31
4.2 Configuring the Reader in accordance with national RF regulations ................... 33
4.3 The influence of the transmitting power on the reading range ............................. 34
4.4 The influence of metal on the reading range .......................................................... 35
4.5 The influence of the noise level on the antenna’s working range ......................... 36
4.6 How to measure the voltage standing wave ratio (VSWR) ..................................... 37
4.7 Antenna tuning ......................................................................................................... 38
5 Course of the antenna’s magnetic lines of electric flux 42
6 Technical data 43
6.1 Approval .................................................................................................................... 44
6.1.1 Europe (CE) ........................................................................................................... 44
6.1.2 USA (FCC) and Canada (IC) .................................................................................. 45
6.1.3 USA and Canada (UL) ........................................................................................... 46
7 System delivery contents 46
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1 Safety Instructions / Warning - Read before start-up !
The device may only be used for the intended purpose designed by for the manufacturer. The operation manual should be conveniently kept available at all times for each user. Unauthorized changes and the use of spare parts and additional devices which have not been
sold or recommended by the manufacturer may cause fire, electric shocks or injuries. Such unauthorized measures shall exclude any liability by the manufacturer.
The liability-prescriptions of the manufacturer in the issue valid at the time of purchase are valid
for the device. The manufacturer shall not be held legally responsible for inaccuracies, errors, or omissions in the manual or automatically set parameters for a device or for an incorrect application of a device.
Repairs may only be executed by the manufacturer. Installation, operation, and maintenance procedures should only be carried out by qualified
personnel.
Use of the device and its installation must be in accordance with national legal requirements
and local electrical codes .
When working on devices the valid safety regulations must be observed. Please observe that some parts of the device may heat severely. Special advice for carriers of cardiac pacemakers:
Although this device doesn't exceed the valid limits for electromagnetic fields you should keep a minimum distance of 25 cm between the device and your cardiac pacemaker and not stay in an immediate proximity of the device respective the antenna for some time.
Do not use harsh chemicals, cleaning solvents or strong detergents to clean the antenna. Wipe
it with a soft cloth slightly dampened in a mild soap-and-water solution.
CAUTION! When working on an opened device, the Antenna-Tuner and the Antenna conductor carry voltages up to 1000V.
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2 Features of the antenna ID ISC.ANT310/310
The Antenna ID ISC.ANT310/310 is a single-loop antenna with manual tuning board. The antenna has been factory calibrated for the most applications. After having been installed in
other surroundings, the antenna may be re-tuned for a optimal performance with the help of jump­ers.
In combination with various reader of the Company FEIG ELECTRONIC GmbH, the antenna is suitable for many Long- and Mid-Range applications with reading performance. At a transmitting power of 8 W and a transponder in ISO Card size, a reading range of 60-70 cm is possible.
Furthermore, it can be used with other readers having a transmitter frequency of 13.56 MHz and an output impedance of 50 .
The preferred orientation of a transponder is parallel to the antenna’s surface. The right position to
obtain a maximum range would be above the centre of the antenna’s plane.
Due to its robust design, in conjunction with the protection class IP65, it is for almost all applications.
Typical application are book and video libraries, document tracking, Label programming, logistic application at conveyors and sorting systems, access control, people identification and collection of data in the office or in the Industry.
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Antenna opening (Cover)
3 Installation and Wiring
The antenna has been especially designed for installation with holding devices made of non­conductive materials (e.g. plastic or wood). It is suitable for both indoor as well as outdoor use. In order to facilitate the mounting, there are four drill holes (d=5,6 mm) with a spacing of 243 mm at the inside of the antenna. For attachment, we recommend a wood screw size 5 mm (like DIN 96) or machine screw (like DIN 7985) with a pen head of minimum 10 mm till maximum 12 mm. The maximum tightening torque of the free turning screws are 2 Nm.
Please keep a minimum distance of 5 cm to all metal parts! Even a distance lower than 30 cm to metal parts will lead to a reduction of the reading range. See chapter 4.7 Antenna tuning
Figure 1: Installation drawing ID ISC.ANT310/310
All measurements in mm. For antenna tuning open the housing by removing the four screws at the cover. The maximum
tightening torque for the cover screws is 0,7 Nm – 0,9 Nm.
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Reader
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Reader
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detection area
4 Start-up
4.1 Project Notes
The antenna is connected directly to the reader with the help of the connecting cable and the SMA­plug.
Figure 2: Wiring diagram – reader and antenna
The antenna ID ISC.ANT310/310 permit the detection of the transponder inside the detection area.
The preferred orientation of a transponder is parallel to the antenna’s surface. The right position to obtain a maximum range would be above the centre of the antenna’s plane. Exactly on the an-
tenna wire the read range drops to zero. In order to suppress possible interference’s, in the frequency area of 20-100MHz, the reader ID
ISC.LR2000 and ID ISC.MR200 is equipped with two respectively one torrid cores. One of these torrid cores must be integrated into the antenna connection cable. For this purpose, the coaxial cable has to be pulled through the core 4 times and has to be located as close as possible to the core. The maximum distance between reader and torrid core should be 10 cm.
Figure 3: Assembly of the torrid core at the coaxial cable
For industrial environments, to suppress interference’s in the frequency area of 1-10MHz, we rec­ommend to insert the device ID ISC.ANT.PS-B in the mode transformer between reader and an­tenna.
Figure 4: Wiring diagram - reader with transformer and antenna
Note: . The maximum tightening torque for the SMA connector is 0,45 Nm.
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2
Please also observe the following recommendations:
Up to a distance of 50 cm, the antenna cable should always be lead away from the antenna
vertically and installed permanently.
In order to obtain an optimum reading range, the antenna connection cable should not be
shortened or extended. If an extension is absolutely necessary, please use a 50 cable with a length of
(half the wavelength at 13,56 MHz, RG58=7,20 m). However, this may lead to a
minor sensitivity reduction (approx. 2 cm reading range / extension).
Please keep a minimum distance of 30 cm between the antenna cable and all parallel, power
cables.
After the installation has been completed, an operational check can be performed with the help of the reader and a smart label. With a transmitting power of 4W and a label size of 75 mm x 46 mm (ISO-card size) the reading range in the centre of the antenna should be approx. 50 cm – 60 cm.
Otherwise, the following points should be reviewed:
Is the antenna installed near metal? What is the difference between Umax-Umin of the Noise Level? The difference of the Noise
Level should be less than 20 mV (see ISO Start, Test & Measurement).
Is the matching of the antenna of the impedance to the impedance of 50  okay?
Can be checked with the help of an SWR – Meter. See Chapter 4.6 How to measure the
voltage standing wave ratio (VSWR).
Do the reader signal a “RF-Warning”? See reader command “[0x6E] Reader Diagnostic”
The distance from tag to tag should be greater than 8 cm. If the tag to tag distance is reduced,
losses at the read range can be expected. This applies in particular to distances under 5 cm.
If multiple gates are operated at the same time at a distance of less than 8 m, the Readers
must by synchronized. Otherwise, losses at the read range can be expected
See Application Note: “Synchronizing RFID Long Range Readers using the Reader Synchroni- zation Interface” (N11200-3e-ID-B.pdf).
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4.2 Configuring the Reader in accordance with national RF regulations
Configuration of the RFID Readers and the maximum transmitting power of the antennas are affected mainly by the country-specific RF regulations. For the entire EU the limits are set forth in the R&TTE Directive and EN 300 330. In North America this is regulated by FCC Part 15 (USA) and by the RSS-210 (Canada).
The ID ISC.ANT310/310 antenna with the reader ID ISC.LR2000, ID ISC.MR200 and ID.ISC.MR101, when used as intended, complies with the basic requirements of Article 3 and the other relevant clauses of the R&TTE Directive 1999/5/EG of March 99. This means that operation in the 29 EU countries and the EFTA countries (EU countries plus Switzerland, Norway and Iceland) is possible with a maximum field strength of 42 dBµA/m at 10 m distance (RF Output power = 4W).
RF approval (at a maximum field strength of 84 dBµV/m at 30 m) for the ID ISC.ANT310/310 antenna with ID ISC.LRM2500 Reader and ID ISC.LRM2000 has been granted in accordance with FCC Part 15 for the USA and the RSS-210 for Canada
RF approval in accordance with EN 300 330 is still possible in all 46 CEPT countries. The CEPT countries are: Albania (ALB), Andorra (AND), Austria (AUT), Azerbaijan (AZE), Belarus (BLR), Belgium (BEL),
Bulgaria (BUL), Bosnia and Herzegovina (BIH), Croatia (HRV), Cyprus (CYP), Czech Republic (CZE), Denmark (DNK), Estonia (EST), Finland (FIN), France (F), Germany (D), Greece (GRC), Hungary (HNG), Iceland (ISL), Ireland (IRL), Italy (I), Latvia (LVA), Liechtenstein (LIE), Lithuania (LTU), Luxembourg (LUX), Malta (MLT), Former Yugoslav Republic of Macedonia (MKD), Moldova (MDA), Monaco (MCO), Netherlands (HOL), Norway (NOR), Poland (POL), Portugal (POR), Romania (ROU), Russian Federation (RUS), San Marino (SMR), Slovak Republic (SVK), Slovenia (SVN), Spain (E), Sweden (S), Switzerland (SUI), Turkey (TUR), Ukraine (UKR), United Kingdom (G), Vatican City (CVA) and Yugoslavia.
The following restrictions are in effect (as of: October 2009):
1. Outside the EFTA countries RF approval must in all cases be applied for. The existing measuring protocols in accordance with EN 300 330 are generally sufficient.
When placing the antennas in service, the systems integrator must ensure that the prescribed mounting instructions are followed, the necessary Reader settings are made and permissible limits according to the national regulations are not exceeded.
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4.3 The influence of the transmitting power on the reading range
The antenna’s working range is dependent on the antenna itself, the reader, the transponder and the adjusted transmitting power of the reader. Due to the fact that the transponder gets its energy from the magnetic field produced by the antenna and that the field intensity decreases at higher distances, the radiated transmitting power has strong influence on the range.
Figure 5: Reading range of the antenna ID ISC.ANT310/310 in dependence on the RF power
Read range of two typical transponder, size 46 x 75 mm2, over the centre of the antenna, parallel orientation to the antenna.
A transmitting power of more than 8 W could, in dependence on the ambient temperature, heat up the antenna and may even destroy it.
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4.4 The influence of metal on the reading range
A magnetic field cannot penetrate metal or other magnetically conductive materials. The course of the lines of electric flux and the inductivity of the antenna is changed and has therefore a consider­able influence on the reading range. Furthermore, the field is weakened by the mutual inductance response the eddy current within the metal.
The change of inductivity may often be compensated with the help of the (re-)tuning electronics. Figure 6 illustrates the influence of a metal plate on the antenna with (upper line) and without re­tuning (lower line).
Figure 6: Reading range* in dependence on the distance to metal
Read range of a typical transponder, size 46 x 75 mm2, over the centre of the antenna, parallel orientation to the antenna.
If metal parts cannot be avoided close to the antenna, please observe the following:
The minimum distance between metal and antenna is 5 cm. A distance up to 30 cm will lead to
a considerable reduction in the reading range. At a distance of 50 cm to metal parts, there will be almost no influence to be measured.
Metal parts must not form closed loops or electric circuits. These have to be electrically sepa-
rated at one point.
Metal parts in close vicinity to the antenna have to be grounded in star configuration with a
good HF-connection.
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4.5 The influence of the noise level on the antenna’s working range
Interferences have to be largely avoided, so that the smart label may be read by the receiver even at low signal levels. The amplitude of the interference levels can be found out at reader ID ISC.LR200 with the help of the noise levels. Critical are not the absolute measured values, but rather the difference between Umax-Umin.
This has been simulated at 4W and represented graphically in the following figure. Figure 7: Reading range in dependence on the noise levels
Read range of two typical transponder, size 46 x 75 mm2, over the centre of the antenna, parallel orientation to the antenna.
The difference of the noise levels (U
max
- U
) should be less than 20 mV.
min
Possible reasons for excessive noise levels:
Bad (HF-)connections between reader and antenna. Improper cable layout between antenna and reader Badly tuned antenna Interfering signals of other electronic appliances or transmitting stations. Interfering signals on the reader’s power supply line. Interfering signals coming from other cables close to the cables leading to and away from the
reader.
Metal parts close to the antenna
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Antenna ID ISC.ANT310/310
SWR / Power Meter
Reader ID ISC.LR2000
4.6 How to measure the voltage standing wave ratio (VSWR)
If an antenna has been tuned, the question is: how good is the adjustment between reader and antenna? In this case, the VSWR –meter is a very useful tool. This device measures the ratio be­tween supplied and reflected energy. A VSWR of up to 1.3 :1 is considered to be sufficient. Very often, a wattmeter is integrated into these devices.
Figure 8: Inserting a VSWR meter into the antenna cable
The cable between the Reader and the SWR meter should either be very short (< 20 cm) or 7.20 m (RG 58=Lambda/2) long. If the VSWR is greater than 1.3:1 after tuning, use the Jumper J1-J3 on the board of the antenna to perform a slight adjustment.
Furthermore the VSWR meter can be used at any time to check the tuning of the antennas. If changes in local conditions result in detuning of the antennas, this can be verified whenever desired.
In addition to the losses indicated by the SWR due to mismatching between the cable and the antenna, it happens that the Reader drives different output currents depending on the antenna impedance, resulting in power variance. This means that at 50 a current of approx. 0.3 A flows. No current flows when an output is open, and when there is a short circuit the current is limited to approx. 1.0 A. Matching the antenna also has a slight effect on the noise levels.
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Figure 9: The antenna’s impedance in dependence on the frequency (measured at the SMA Connector)
4.7 Antenna tuning
The antenna has been factory-tuned on a wood block at an impedance of 50 . If it is installed in a defined distance to metal or other magnetically conductive materials, no adjustment or re­adjustment will be necessary.
After installation in different ambience conditions, the antenna may be re-tuned for a limited sector with the help of jumpers. For this purpose you will either need an SWR – meter or a measuring device (antenna/impedance analyser) in order to determine the impedance at 13,56 MHz.
Before tuning, all antennas and antenna cables must be fixed in place. The antenna should be connected to the reader directly. A additional necessary power splitter or transformer should be looped in after the tuning procedure.
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Figure 10 The antenna’s impedance in dependence on the frequency (measured direct at the antenna matching board)
Figure 10 show the diagram of the impedance and phase in dependence of the frequency of the antenna ID ISC.ANT310/310. If the antenna had been tuned well, the (serial-) resonance point
should be at the minimum of the impedance curve at 13.56MHz, 50 . and a phase angle of 0°. If metal is brought close to the antenna, the impedance curve shifts to the right and slightly down-
wards. This means that the closer the metal part comes, the impedance value will decrease and then increase more and more. During this process, the antenna will once again pass the value of
50 . However, this operating point does not lead to optimal reading ranges. The optimal operating point always lies on the series resonance, which in this case equals the minimum value on the im­pedance curve.
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Distance to metal (plate)
Jumper closed at Pin No
J1
J2
J3
2,5 cm
5-6,7-8,9-10,11-12
5-6,7-8,9-10,11-12
3-4,9-10,13-14,15-16,17-18
5 cm
3-4,5-6,9-10,11-12
3-4,5-6,9-10,11-12
9-10,15-16, 17-18
7,5 cm
5-6,9-10,11-12
5-6,9-10,11-12
3-4,7-8,9-10,11-12,13-14,17-18
10 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,7-8,11-12,13-14,17-18
15 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
11-12,13-14,17-18
20 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,9-10,13-14,17-18
25 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
7-8,9-10,13-14,17-18
30 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
35 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
40 cm
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
Without metal (plate)
3-4,7-8,11-12
3-4,7-8,11-12
1-2,3-4,5-6,9-10,13-14,17-18
Figure 11 Top few tuning board with default Jumper positions
The following table has been made up in order to facilitate the process of tuning or re-tuning. The jumper positions may be used as a first start or reference values, only. In any case, the im­pedance or VSWR must be double checked, afterwards. And a matching of the optimised working point / jumper configuration is necessary.
Table 2: Jumper position
The default configuration are the jumper position in the row “without metal (plate)”!
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The purpose of the tuning process is to tune the antenna, again, as close as possible to
50 . maintain the following tolerances:
Z = 50 +/- 3 and phase angle Phi = 0° +/- 3° or R = 50 +/- 3 and X = 0 +/- 5
or VSWR <= 1:1.3
In order to re-adjust the antenna on 50 and phase angle 0°, the jumper terminals J1, J2 and J3 may be used for re-tuning. See chapter 4.6 How to measure the voltage standing wave ratio (VSWR).
Please proceed as follows:
1. Adjust jumper terminals J1, J2 and J3 according Table 2
2. Adjust capacities by using terminal J3 at the optimal value lying close to 50 (minimum value VSWR).
3. Adjust capacities by using terminal J1 and J2 at the optimal value lying close to 50 (minimum value VSWR).
5. Repeat step no. 2. and 3. till a impedance of 50 ± 1 and phase angle 0°± 3° is reached (minimum value VSWR <=1:1.3)
Setting the capacity at the terminals J1, J2, J3 at the best matching point close to 50 and phase angle 0° must be done by insert or remove the jumper. Thereby, the value at the analyser or VSWR meter before and after the change has to be compare.
As first step, the small capacities should be changed. If this change get an improvement or if the jumper is inserted already with the next larger value has to be continued
If the closing of Pin 1-2 improve the matching, the next step would be to close Pin 3-4 and open Pin 1-2. This is because the capacitor at Pin 3-4 has approximately twice the value of the capacitor at Pin 1-2.
The jumper configuration at terminal J1 and J2 should be put equal. Big capacities at terminal J1 and small values at J2 lead to asymmetry in the antenna. This can lead to performance losses and/or damage of the components in the antenna
Note: Voltages as high as 1000V may be present on the antenna wire or on various compo­nents of the tuning boards. Before starting your work first disconnect the antenna from the Reader. When tuning the antenna make sure no components inside the housing are touched.
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Label
5 Course of the antenna’s magnetic lines of electric flux
Figure 13 shows the field alignment of a simple single loop antenna. This is the most simple and most frequently used antenna type in the sector of OBIDi-scan. Its size depends highly on the
reading range requirements and the place of application as well as the national limiting values. Figure 13: course of the magnetic lines of electric flux of a single loop antenna
The working range of an antenna depends very much on the position and alignment of the transponder. A single loop antenna has the highest range in the centre of the antenna and if the transponder is aligned parallel to the antennas surface.
The transponder is powered only when sufficient field lines flow through him. Therefore, the activa­tion of the transponder in the direction perpendicular to the antenna surface, within the antenna area, is not possible.
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Mechanical data
Housing
Plastic ABS-ASA
Dimensions ( W x H x L )
318 mm x 338 mm x 30 mm 1 mm
Weight
approx. 0,7 kg
Protection class
IP 65
Colour
White
Electrical data
Maximum transmitting power
8 W
Admissible transmitting power
– EU (according REC 70-03 Annex. 9F1)**
EU (according EN 300 330) U.S. (according FCC Part 15)
8.0 W
4.0 W
4.0 W
Operating frequency
13.56 MHz
Working range
1 W (ID ISC.MR101) 1.8 W (ID ISC.MR200) 4 W 8 W
Typical 43 cm * Typical 50 cm * Typical 60 cm * Typical 70 cm *
Antenna connection
1 x SMA plug (50 )
Antenna connection cable
RG58, 50 , approx. length of 3,56 m
Ambience conditions
Temperature range
operation storage
25°C to +55°C 25°C to +60°C
Vibration
EN60068-2-6 10 Hz to 150 Hz : 0,15 mm / 20m/s2 (~ 2 g)
6 Technical data
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Shock
EN60068-2-27 Acceleration : 20m/s2 (~ 30 g)
Applicable standards
EMV
EN 300 683
Safety
Low Voltage Directive Human Exposure
UL 60950-1 EN 50364
*Size Transponder coil 46 x 75 mm2,, over the centre of the antenna, sensitivity / minimum operat­ing field H
=70mA/m rms, parallel orientation to the antenna,. transmitting power 4 /8 W.
min
**In connection with the reader ID ISC.LRM2500 and according the regulations EN 300 330 and ERC Recommendation 70-03 Annex 9 Vol. F1. See Chapter 4.2
6.1 Approval
6.1.1 Europe (CE)
When properly used this radio equipment conforms to the essential requirements of Article 3 and the other relevant provisions of the R&TTE Directive 1999/5/EC of March 99.
Equipment Classification according to ETSI EN 300 330 and ETSI EN 301 489: Class 2
The technical data of the ID ISC.LRM2500 Reader can be found in the Installation Manual which is included with the device.
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Product name:
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Antenna name:
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Reader name:
ID ISC.LRM2500
FCC ID:
IC:
PJMLRM2500
6633A-LRM2500
Notice for USA and
Canada
This device complies with Part 15 of the FCC Rules and with RSS-210 of Industry Canada. Operation is subject to the following two conditions. (1) this device may not cause harmful interference, and (2) this device must accept any interference received, including interference that may cause undesired operation. Unauthorized modifications may void the authority granted under
Federal communications Commission Rules permitting the operation of this device.
This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class A digital device, pursuant to Part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protection against harmful interference when the equipment is operated in a commercial environment. This equipment generates, uses, and can radiate radio frequency energy and, if not installed and used in accordance with the instruction manual, may cause harmful interference to radio communications. Operation of this equipment in a residential area is likely to cause harmful interference in which case the user will be required to correct the interference at his own expense.
Le présent appareil est conforme aux CNR d'Industrie Canada appli­cables aux appareils radio exempts de licence. L'exploitation est auto­risée aux deux conditions suivantes : (1) l'appareil ne doit pas produire de brouillage, et (2) l'utilisateur de l'appareil doit accepter tout brouillage radioélectrique subi, même si le brouillage est susceptible d'en compromettre le fonc­tionnement.
6.1.2 USA (FCC) and Canada (IC)
Further information and technical data of the ID ISC.LRM2500 Reader can be found in the Installation Manual of the reader.
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6.1.3 USA and Canada (UL)
The following picture indicates the label position:
7 System delivery contents
HF antenna ID ISC.ANT310310-A Qty: 6 Jumper Installation manual
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®
ID ISC.ANT340240
MONTAGE
INSTALLATION
Padantenna
(deutsch / english)
final public (B) 2007-09-25 M10101-3de-ID-B.doc
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®
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
deutsche Version ab Seite 3
english version from page 16
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Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
Hinweis
© Copyright 2001-2007 by
FEIG ELECTRONIC GmbH Lange Straße 4 D-35781 Weilburg-Waldhausen Tel.: +49 6471 3109-0
http://www.feig.de
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Die Zusammenstellung der Informationen in diesem Dokument erfolgt nach bestem Wissen und Gewissen. FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt keine Gewährleistung für die Richtigkeit und Vollständi gkeit der An­gaben in diesem Dokument. Insbesondere kann FEIG ELECTRONIC GmbH nicht für Folgeschäden auf Grund fehlerhafter oder unvollständiger Angaben haftbar gemacht werden. Da sich Fehler, trotz aller Bemü­hungen nie vollständig vermeiden lassen, sind wir für Hinweise jederzeit dankbar.
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Die in diesem Dokument gemachten Installationsempfehlungen gehen von günstigsten Rahmenbedingun­gen aus. FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt weder Gewähr für die einwandfreie Funktion in system­fremden Umgebungen, noch für die Funktion eines Gesamtsystems, welches di e in diesem Dokument be­schriebenen Geräte enthält.
FEIG ELECTRONIC weist ausdrücklich darauf hin, dass die in diesem Dokument beschriebenen Geräte nicht für den Einsatz mit oder in medizinischen Geräten oder für Geräte für lebenserhaltende Maßnahmen konzipiert sind, bei denen ein Fehler eine Gefahr für menschliches Leben oder für die gesundheitliche Un­versehrtheit zur Folge haben kann. Der Applikationsdesigner ist dafür verantwortlich geeignete Maßnahmen zu ergreifen um Gefahren, Schäden oder Verletzungen zu vermeiden.
FEIG ELECTRONIC GmbH übernimmt keine Gewährleistung dafür, dass die in diesem Dokument enthal­tenden Informationen frei von fremden Schutzrechten sind. FEIG ELECTRONIC GmbH erteilt mit diesem Dokument keine Lizenzen auf eigene oder fremde Patente oder andere Schutzrechte.
OBID® und OBID i-scan® ist ein eingetragenes Warenzeichen der FEIG ELECTRONIC Gmb H
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
Inhalt
1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen 5
2 Leistungsmerkmale der Antenne 6
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3 Varianten 6
4 Montage und Anschluss 7
5 Inbetriebnahme 10
5.1 Funk-Regularien im EU-Raum und der USA.............................................................10
5.2 Der Einfluss von Metall auf die Reichweite...............................................................10
5.3 Das Messen des Stehwellenverhältnisses VSWR....................................................11
6 Der Verlauf der magnetischen Feldlinien der Antenne 12
7 Technische Daten 13
8 Zulassungen 14
8.1 Europa (CE)..................................................................................................................14
8.2 USA (UL)......................................................................................................................14
9 Gerätevorschläge und mögliche Bezugsquellen : 15
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Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen
Das Gerät darf nur für den vom Hersteller vorgesehenen Zweck verwendet werden.
Die Bedienungsanleitung ist zugriffsfähig aufzubewahren und jedem Benutzer auszuhändigen.
Unzulässige Veränderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zusatzeinrichtungen,
die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände, elektri­sche Schläge und Verletzungen verursachen. Solche Maßnahmen führen daher zu einem Ausschluß der Haftung und der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung.
Für das Gerät gelten die Gewährleistungsbestimmungen des Herstellers in der zum Zeitpunkt des Kaufs gültigen Fassung. Für eine ungeeignete, falsche manuelle oder automatische Ein­stellung von Parametern für ein Gerät bzw. ungeeignete Verwendung eines Gerätes wird keine Haftung übernommen.
Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden.
Anschluß-, Inbetriebnahme-, Wartungs-, und sonstige Arbeiten am Gerät dürfen nur von Elekt-
rofachkräften mit einschlägiger Ausbildung erfolgen.
Alle Arbeiten am Gerät und dessen Aufstellung müssen in Übereinstimmung mit den nationa­len elektrischen Bestimmungen und den örtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
Beim Arbeiten an dem Gerät müssen die jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften beachtet wer­den.
Besonderer Hinweis für Träger von Herzschrittmachern: Obwohl dieses Gerät die zulässigen Grenzwerte für elektromagnetische Felder nicht über­schreitet, sollten Sie einen Mindestabstand von 25 cm zwischen dem Gerät und Ihrem Herz­schrittmacher einhalten und sich nicht für längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Geräts bzw. der Antenne aufhalten.
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
2 Leistungsmerkmale der Antenne
Die Antenne ID ISC.ANT340/240 ist eine Single Loop Antenne und wurde als eine Sende- und Empfangsantenne für den Reader ID ISC.MR101 optimiert. Mit der vom Reader abgegebenen Sendeleistung von 1 W (maximale Sendeleistung der Antenne) und einem Label von 45mm x 76
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mm Größe (Labelempfindlichkeit 75 mA/m) ist eine Lesereichweite von 30 - 40cm bei paralleler Labelorientierung zur Antenne ID ISC.ANT340/240 möglich. Ebenfalls ist ein Betrieb an anderen Readern mit einer Sendefrequenz von 13,56 MHz und der Ausgangsimpedanz von 50 möglich.
Die Antenne kann sowohl für die Güter- als auch in der Personenerkennung verwendet werden. Die Vorzugsrichtung eines Smart Label ist parallel zur Antennenfläche. Die maximale Reichweite wird über der Mitte der Antennenfläche erreicht.
3 Varianten
Folgende Varianten der Antenne sind derzeit erhältlich
Bezeichnung Variante Bestellnummer
ID ISC.ANT340/240-A mit ABS Gehäuse 1663.000.00.00 ID ISC.ANT340/240-B ohne Gehäuse 2396.000.00.00
Hinweis Im Lieferumfang sind 1 Stück Antenne inklusive Anschlusskabel und eine Montageanlei­tung enthalten.
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Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
4 Montage und Anschluss
Die Antenne ist für die Montage auf nicht leitende Materialien (z.B. Kunststoff oder Holz) für den Innenbereich (z.B. auf dem Schreibtisch oder an der Wand) konzipiert. Zur Montage befinden sich auf der Rückseite der Antenne Schlüssellöcher zur Befestigung, siehe: (
Bild 1: Bemaßung der Befestigungslöcher
337±1
Bild 1).
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10
260
4,5
7
(38,5)
(73,5)
90
(53,5)
130
237 ±1
Schlüssellöcher
Gummifüße
Alle Maße in mm.
Die Antenne darf nicht direkt auf Metall gelegt werden. Ein Mindestabstand von 20cm ist unbedingt einzuhalten. Ab einem Abstand kleiner 20cm wird die Antenne stark verstimmt und kann den Leser beschädigen. Beim Anschluss an den Reader ID ISC.MR101 ist darauf zu achten das die Antennen Impedanz in dem Bereich von 50 Ohm ± 15 Ohm, Phase 15° liegt.
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A
r
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
Die Antenne wird mit Hilfe des Anschlusskabels und dem SMA-Stecker direkt an den Reader angeschlossen (
Bild 2).
Bild 2: Anschluss an Reader
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Reade
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Bei festen Installationen ist darauf zu achten, dass gemäß Bild 3das Kabel mindestens 20cm von der Antenne weggeführt wird. Der markierte Bereich sollte für die Kabelführung vermieden werden.
Bild 3: Kabelführung
20 cm
20 cm
ntenne
Kabel
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Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
Die folgenden Empfehlungen sollten zusätzlich beachtet werden:
Das Antennenanschlusskabel darf nicht gekürzt oder verlängert werden.
Das Antennenkabel muss einen Mindestabstand von 30 cm zu parallel geführten, stromführen-
den Leitungen haben.
Nach der Montage kann die korrekte Funktion der Antenne mit Hilfe des Readers und eines Smart Labels geprüft werden. Bei einem Reader ID ISC MR101 und einer Labelgröße von 75mm x 46mm (ISO-Kartengröße) sollte die Lesereichweite in der Mitte der Antenne bei ca. 30 – 40 cm liegen.
Andernfalls sollten folgende Punkte überprüft werden:
Wurde die Antenne in der Nähe von Metall installiert (Mindest Abstand 20cm).
Prüfung der Antennen Impedanz von 50 . Diese muss in einem Bereich von
50 Ohm ± 15 Ohm, Phase 15° liegen.
Siehe Seite 11 Das Messen des Stehwellenverhältnisses VSWR
D E U T S C H
FEIG ELECTRONIC GmbH Seite 9 von 28 M10101-3de-ID-B.doc
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
5 Inbetriebnahme
5.1 Funk-Regularien im EU-Raum und der USA
D E U T S C H
Die Gestaltung und Sendeleistung der Antennen werden im wesentlichen durch die länderspezifi­schen Funk-Vorschriften beeinflusst. Für den gesamten EU-Raum gelten einheitliche Grenzwerte nach EN 300 330. In Nord Amerika wird dies durch die FCC Part 15 geregelt.
Der für die Antennen wichtigste Grenzwert, die maximal zulässige magnetische Feldstärke bei 13,56 MHz im Abstand von 10 m, beträgt im EU-Raum und in den USA 42 dBµA/m.
Bei der Inbetriebnahme der Antenne ist darauf zu achten, dass die zulässigen Grenzwerte der na­tionalen Funk Vorschriften nicht überschritten werden. Die Antenne ID ISC.ANT340/240 erfüllt in Verbindung mit dem Reader ID ISC.MR101 die Anforderungen der oben genannten Funk­Vorschriften.
5.2 Der Einfluss von Metall auf die Reichweite
Metall und andere leitende Materialien kann ein magnetisches Feld nicht durchdringen. Der Feldli­nienverlauf und die Induktivität der Antenne wird verändert und hat somit einen großen Einfluss auf die Reichweite. Weiterhin wird das Feld durch die Gegeninduktivität bzw. die Wirbelströme im Metall geschwächt. Diagramm 1 zeigt die Abhängigkeit der Reichweite bei verschiedenen Abstän­den zwischen Metall und Antenne. Dabei wird ein Label (45mm x 76 mm, Labelempfindlichkeit Hmin=75mA/m rms) in paralleler Ausrichtung über der Antennen Mitte geführt.
Diagramm 1: Lesereichweite bei verschiedenen Abständen zu Metall
100%
75%
50%
Reichweite
25%
0%
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Abstand M etall / cm
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A
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Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
5.3 Das Messen des Stehwellenverhältnisses VSWR
Wurde eine Antenne abgeglichen oder haben sich die Umgebungsbedingungen geändert, stellt sich die Frage: Wie gut ist die Anpassung zwischen Reader und Antenne? Ein nützliches Hilfsmit­tel zu Beurteilung der Anpassung der Antenne an die Impedanz von 50 ist das VSWR Meter. Dieses Gerät misst das Verhältnis zwischen zugeführter und reflektierter Energie. Dabei gilt ein VSWR bis zu 1.3 :1 als guter Wert.
Bild 4: Einbau eines VSWR-Meters an das Antennenkabel
Pad Antenne
D E U T S C H
ntenne
ID ISC.ANT340/240
VSWR Meter
Eine Auswahl von empfohlenem VSWR Messgeräten werden im Kapitel 9 Gerätevorschläge und mögliche Bezugsquellen : vorgestellt.
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
6 Der Verlauf der magnetischen Feldlinien der Antenne
Bild 5 zeigt die Feldausrichtung der Antenne ohne Einfluss von Metall. Der Antennenleiter besteht bei der Antenne 340x240 aus Leiterbahnen direkt auf der Leiterplatte.
Die Reichweite der Antenne hängt sehr stark von der Ausrichtung der Transponder im Feld ab.
D E U T S C H
Diese Antenne hat die größte Reichweite in der Mitte bei einer Ausrichtung der Transponder pa­rallel zur Antennefläche.
Bild 5: Verlauf der magnetischen Feldlinien
Label
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7 Technische Daten
Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
Mechanische Daten
Gehäuse Farbe
Gewicht Abmessungen (B x H x T) Schutzart
Elektrische Daten
Maximale Sendeleistung Trägerfrequenz Reichweite* Antennenanschlusskabel Antennenanschluss
ID ISC.ANT340/240-A ID ISC.ANT340/240-B
Plastik ASA / UL 94 HB no
ähnlich RAL 9002
(grauweiß)
ca. . 530g
337mm x 237mm x 8,3mm
IP 20
max. 1 W bei 50Ohm
13,56 MHz
ca.. 30 - 40cm
RG174; 50Ohm; 2,3m lang
SMA Anschluss (50Ohm)
D E U T S C H
Umgebungsbedingungen
Temperaturbe­reich
relative Luftfeuchte
Betrieb
Lagerung
0 °C bis +55 °C
–25 °C bis +85 °C
95 % (nicht Kondensierend)
Anwendbare Normen
EMV Sicherheit
* Typische Reichweite mit ID ISC.MR101 und Label 45mm x 76 mm über der Antennen Mitte, Empfind-
lichkeit / Minimale Feldstärke H (Transponder abhängig).
Europe
USA
=75 mA/m rms, parallele Ausrichtung des Labels zur Antenne
min
EN 300683
EN 60950
UL94
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Montage ID ISC.ANT340/240-A / -B
8 Zulassungen
8.1 Europa (CE)
D E U T S C H
Die Funkanlage entspricht, bei bestimmungsgemäßer Verwendung den grundlegenden Anforde­rungen des Artikels 3 und den übrigen einschlägigen Bestimmungen der R&TTE Richtlinie 1999/5/EG vom März 99.
Equipment Classification gemäß ETSI EN 300 330 und ETSI EN 301 489: Class 2
8.2 USA (UL)
FEIG ELECTRONIC GmbH Seite 14 von 28 M10101-3de-ID-B.doc
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Montageanleitung ID ISC.ANT340/240-A
9 Gerätevorschläge und mögliche Bezugsquellen :
1. Antennen Analyzer
MFJ HF/UHF SWR Analyzer
Model MFJ-259B, 1.8 – 170 MHz
Lieferanten:
Austin Amateur Radio Supply, USA 1-800 423 2604
VHT – Impex, Ecke, Deutschland, Tel.: 05224/9709-0
CIA – HF Complex Impedance Analyzer 5012 – 5000
Lieferanten:
AEA, Vista, California 92083, USA
Garant – Funk, 53879 Euskirchen, Tel. 02251/55757
D E U T S C H
FEIG ELECTRONIC GmbH Seite 15 von 28 M10101-3de-ID-B.doc
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
Note
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
Contents
1 Safety Instructions / Warning - Read before start-up ! 18
2 ID ISC.ANT340/240-A Antenna Features 19
3Variants 19
4 Assembly and Wiring 20
5Startup 23
5.1 Regulatory agencies in the EU countries and the USA...........................................23
5.2 Effect of metal on the range.......................................................................................23
E N G L I S H
5.3 How to measure the voltage standing wave ratio (VSWR)......................................24
6 Pattern of the antenna magnetic field lines 25
7 Technical Data 26
8 Approval 27
8.1 Europe (CE)..................................................................................................................27
8.2 USA (FCC)....................................................................................................................27
9 Recommended equipment and possible sources: 28
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
1 Safety Instructions / Warning - Read before start-up !
The device may only be used for the intended purpose designed by for the manufacturer.
The operation manual should be conveniently kept available at all times for each user.
Unauthorized changes and the use of spare parts and additional devices which have not been
sold or recommended by the manufacturer may cause fire, electric shocks or injuries. Such unauthorized measures shall exclude any liability by the manufacturer.
The liability-prescriptions of the manufacturer in the issue valid at the time of purchase are valid for the device. The manufacturer shall not be held legally responsible for inaccuracies, errors, or omissions in the manual or automatically set parameters for a device or for an incorrect
E N G L I S H
application of a device.
Repairs may only be executed by the manufacturer.
Installation, operation, and maintenance procedures should only be carried out by qualified
personnel.
Use of the device and its installation must be in accordance with national legal requirements and local electrical codes .
When working on devices the valid safety regulations must be observed.
Special advice for carriers of cardiac pacemakers:
Although this device doesn't exceed the valid limits for electromagnetic fields you should keep a minimum distance of 25 cm between the device and your cardiac pacemaker and not stay in an immediate proximity of the device respective the antenna for some time.
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
2 ID ISC.ANT340/240-A Antenna Features
The ID ISC.ANT340/240-A antenna is a single loop antenna which has been optimized for use as a transmitting and receiving antenna for the ID ISC.MR101 Reader. The Reader transmitting power of 1 W (max. transmitting power of the antenna) and the use of a label 45mm x 76mm in size (label sensitivity 75 mA/m) allows a reading range of about 30 – 40 cm (11,8 – 15,7inch) when the label is oriented in parallel to the ID ISC.ANT340/240 antenna. It is also possible to operate the antenna with other readers having a transmitting frequency of 13.56 MHz and an output impedance of 50 Ω.
The antenna may be used for detecting both product or persons. The preferred orientation of a Smart Label is parallel to the antenna surface. The maximum range is achieved over the center of the antenna surface.
3 Variants
E N G L I S H
The following variants are available currently.
Name Variant Order Number
ID ISC.ANT340/240-A with ABS housing 1663.000.00.00 ID ISC.ANT340/240-B without housing 2396.000.00.00
Note: Within the scope of delivery the antenna ID ISC.ANT340/240-A came including connec­tion cable assembly and mounting instruction.
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
4 Assembly and Wiring
The antenna is intended for indoor use on non conductive material (e.g. wood or plastic) for exam­ple on a table or on the top of a wall. Keyholes are provided on the back side of the antenna for mounting (Figure 1)
Figure 1: Hole spacing
337±1 (13,27 ± 0,04)
E N G L I S H
260 (10,24)
38,5 (1,52)
4,5 (0,18)
10 (0,39)
7 (0,28)
All dimensions in mm and (inch).
Do not place the antenna directly on metal. A minimum separation of 20cm must be maintained. At separations less than 20cm the antenna impedance will be signifi­cantly detuned and the reader can be destroyed. By the connection on a ID ISC.MR101 reader you must ensure that the antenna im­pedance is in the range of 50Ohm ± 15 Ohm, Phase 15°.
keyholes
rubber feet
53,5 (2,11)
73,5 (2,89)
90 (3,54)
130 (5,12)
237 ±1 (9,33 ± 0,04)
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A
)
r
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
The antenna is connected directly to the Reader using the connection cable and SMA connector (Figure 2).
Figure 2: Connection to Reader
Reade
ID ISC.ANT340/240-A/B
For fixed installations be sure that the cable is routed at least 20 cm away from the antenna as shown in Figure 3. Avoid the hash-marked area when routing cable.
E N G L I S H
Figure 3: Cable routing
20 cm
(7,87inch)
20 cm (7,87inch
ntenna
Cable
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
Please note the following additional recommendations:
The antenna connection cable may not be shortened or extended
The antenna cable must have a minimum distance of 30cm (11,81inch) to parallel routed, cur-
rent lines.
After assembly is complete you can check for proper antenna function using the transponder. At a minimum separation of 20 cm from metal and a 45mm x 76 mm transponder oriented parallel to the antenna, you should be able to achieve a range of at least 30 cm vertical over the center of the antenna.
Otherwise the following points should be checked:
E N G L I S H
Is the antenna installed close to any metal (Minimum distance 20cm).
The tuning of the antenna impedance of 50 . This must be in a range of 50 Ohm ± 15
Ohm, Phase 15°.
See page 24 How to measure the voltage standing wave ratio (VSWR)
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
5 Startup
5.1 Regulatory agencies in the EU countries and the USA
Design and transmitting power of the antenna is mainly controlled by the country-specific radio regulations. For all the EU countries this means uniform limits according to EN 300 330. In North America this is regulated by FCC Part 15.
The key limit value for antennas, which is the maximum permissible magnetic field strength at
13.56 MHz and a distance of 10 m, is 42 dBµA/m for the EU and USA.
When placing the antenna in operation, be sure that the permissible limits of the national radio regulations are not exceeded. The ID ISC.ANT340/240 used with the ID ISC.MR101 Reader meets the requirements of the above named regulations.
E N G L I S H
5.2 Effect of metal on the range
Metal and other conducting materials cannot be penetrated by a magnetic field. The curvature of the lines and the inductivity of the antenna is however changed, which in turn has a great effect on the range. Moreover the field is weakened by counter-inductivity and eddy currents in the metal. Diagram 1 shows the relationship between the range and distance between metal and antenna. In creating these curves a label (45 x 76 mm the center of the antenna in a parallel direction.
Diagram 1: Range at various distances from metal
100%
75%
50%
2
, label sensitivity Hmin=75 mA/m rms) is brought over
Reading Range
25%
0%
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Distance from metal in cm
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A
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
5.3 How to measure the voltage standing wave ratio (VSWR)
If an antenna has been tuned, the question is: how good is the adjustment between reader and antenna? In this case, the VSWR –meter is a very useful aid. This device measures the ratio be­tween supplied and reflected energy. A VSWR of up to 1.3 :1 is considered to be sufficient.
Figure 4:Inserting a VSWR meter into the antenna cable
E N G L I S H
ntenna
Pad antenna ID ISC.ANT340/240
VSWR Meter
A selection of recommended VSWR devices are shown on page 9 Recommended equipment and possible sources:.
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
6 Pattern of the antenna magnetic field lines
Figure 5 shows the field orientation of the antenna without any influence from metal. The antenna conductor in the case of the 340x240 antenna consists of conductor paths directly on the conductor plate.
The range of the antenna depends considerably on the orientation of the transponder in the field. This antenna has the greatest range in the center with the transponder oriented parallel to the antenna surface.
Figure 5: Pattern of the magnetic field lines
Label
E N G L I S H
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7 Technical Data
Mechanical Data
Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
ID ISC.ANT340/240-A ID ISC.ANT340/240-B
Housing
Color
Weight
E N G L I S H
Dimension (W x H x D) Protection class Electrical Data
Maximum transmitting power Operating frequency
Read Range* Antenna Connection cable Antenna Connection
Ambient Conditions Temperature
range Relative humidity
-Operation
-Storage
Plastic material ASA / UL 94 HB no
similar to RAL 9002
(grayish white)
approx. 530g; 1,17lb
337mm x 237mm x 8,3mm
13,27inch x 9,33inch x 0,32inch
IP 20
max. 1 W at 50Ohm
13,56 MHz
app. 30- 40cm (11,8 – 15,7inch)
RG174; 50Ohm; 2,3m long
SMA connector (50Ohm)
0 °C to +55 °C (32 °F to 131 °F)
–25 °C to +85 °C (-13 °F to 185 °F)
95 % (non-condensing)
Applicable Norms EMC
Safety
* Label 45mm x 76mm over the antenna center, sensitivity / minimum field strength Hmin=75 mA/m rms,
label oriented parallel to antenna.
Europe
USA
EN 300683
EN 60950
UL94
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
8 Approval
8.1 Europe (CE)
When properly used this radio equipment conforms to the essential requirements of Article 3 and the other relevant provisions of the R&TTE Directive 1999/5/EC of March 99.
Equipment Classification according to ETSI EN 300 330 and ETSI EN 301 489: Class 2
E N G L I S H
8.2 USA (FCC)
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Mounting Instruction ID ISC.ANT340/240-A / -B
9 Recommended equipment and possible sources:
1. Antenna analyzer
MFJ HF/UHF SWR Analyzer
Model MFJ-259B, 1.8 – 170 MHz
Vendors:
Austin Amateur Radio Supply, USA 1-800 423 2604
VHT – Impex, Ecke, Germany, Tel.: 05224/9709-0
E N G L I S H
CIA – HF Complex Impedance Analyzer 5012 – 5000
Vendors:
AEA, Vista, California 92083, USA
Garant – Funk, 53879 Euskirchen, Tel. 02251/55757
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MONTAGE
INSTALLATION
Anschluss und Inbetriebnahme
Installation and starting up
Vielen Dank, dass Sie sich für den Kauf der ID ISC.ANTS370/270-A entschieden haben.
Die ID ISC.ANTS370/270-A ist eine Antenne zum be­rührungslosen Datenaustausch mit gängigen Trans­pondern nach ISO 15693. Der Anschluss an einen RFID-Leser erfolgt über ein Koaxialkabel.
Thank you for deciding to purchase the ID ISC.ANTS370/270-A.
The ID ISC.ANTS370/270-A is an antenna for con­tactless data exchange with common Transponder according ISO 15693. The connection to a RFID reader is carried out via an coaxial cable.
Weiterführende Informationen, Treiber und Soft­ware können unter www.feig.de heruntergeladen werden. Benutzername: MR102 Passwort: 698reader
Further information’s, driver and software can be downloaded from www.feig.de.
Username: MR102 Password: 698reader
ID ISC.ANTS370/270-A
M10411-0de-ID-B.doc / 2011-07-07
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MONTAGE / INSTALLATION
ID ISC.ANTS370/270-A
FEIG ELECTRONIC GmbH
M10411-0de-ID-B.doc
Technische Daten
Technical Data
Gehäuse / housing
Plastic case (BS) Acryl plastic cap Metal shield (zinced steal)
Gewicht / weight
Abmessung / Dimensions
2 kg
376 mm x 276 mm x 27 mm
Schutzart / protection class
IP 30
Temperaturbereich / temperature range
Betrieb / operation Lagerung / storage
-25 °C to +55 °C
-25 °C to +85 °C
relative Luftfeuchte / relative air humidity
95 % (non-condensing)
Betriebsfrequenz / operating frequency
13,56 MHz
Antennenimpedanz / antenna impedance
50 (± 10 ) / 0° (± 10°)
Max. Eingangsleistung / max. input power
1,5 W
Optischer Signalgeber / optical indicator
LED blue
Die Funkanlage entspricht, bei bestimmungsgemä­ßer Verwendung den grundlegenden Anforderungen des Artikels 3 und den übrigen einschlägigen Be­stimmungen der R&TTE Richtlinie 1999/5/EG vom März 99.
Equipment Classification gemäß ETSI EN 300 330 und ETSI EN 301 489: Class 2
When properly used this radio equipment conforms to the essential requirements of Article 3 and the other relevant provisions of the R&TTE Directive 1999/5/EC of March 99.
Equipment Classification according to ETSI EN 300 330 and ETSI EN 301 489: Class 2
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MONTAGE / INSTALLATION
ID ISC.ANTS370/270-A
FEIG ELECTRONIC GmbH
M10411-0de-ID-B.doc
Sicherheits- und Warnhinweise
Safety Instructions
Das Gerät darf nur für den vom Hersteller
vorgesehenen Zweck verwendet werden.
Die Bedienungsanleitung ist zugriffsfähig
aufzubewahren und jedem Benutzer aus­zuhändigen.
Unzulässige Veränderungen und die Ver-
wendung von Ersatzteilen und Zusatzein­richtungen, die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände, elektrische Schläge und Verletzungen verursachen. Solche Maß­nahmen führen daher zu einem Ausschluss der Haftung und der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung.
Für das Gerät gelten die Gewährleistungs-
bestimmungen des Herstellers in der zum Zeitpunkt des Kaufs gültigen Fassung. Für eine ungeeignete, falsche manuelle oder automatische Einstellung von Parametern für ein Gerät bzw. ungeeignete Verwendung eines Gerätes wird keine Haftung übernommen.
Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durch-
geführt werden.
Anschluss-, Inbetriebnahme-, Wartungs-, und
sonstige Arbeiten am Gerät dürfen nur von Fachkräften mit einschlägiger Ausbildung erfolgen.
Alle Arbeiten am Gerät und dessen
Aufstellung müssen in Übereinstimmung mit den nationalen elektrischen Bestimmungen und den örtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
Bei Arbeiten an dem Gerät müssen die
jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften beachtet werden.
Besonderer Hinweis für
Träger von Herzschrittmachern: Obwohl dieses Gerät die zulässigen Grenz­werte für elektromagnetische Felder nicht überschreitet, sollten Sie einen Mindestab­stand von 25 cm zwischen dem Gerät und Ihrem Herzschrittmacher einhalten und sich nicht für längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Geräts bzw. der Antenne aufhalten.
The device may only be used for the intended
purpose designed by for the manufacturer.
The operation manual should be conveniently
kept available at all times for each user.
Unauthorized changes and the use of spare
parts and additional devices which have not been sold or recommended by the manufacturer may cause fire, electric shocks or injuries. Such unauthorized measures shall exclude any liability by the manufacturer.
The liability-prescriptions of the manufacturer
in the issue valid at the time of purchase are valid for the device. The manufacturer shall not be held legally responsible for inaccuracies, errors, or omissions in the manual or automatically set parameters for a device or for an incorrect application of a device.
Repairs may only be executed by the
manufacturer.
Installation, operation, and maintenance
procedures should only be carried out by qualified personnel.
Use of the device and its installation must be
in accordance with national legal requirements and local electrical codes .
When working on devices the valid safety
regulations must be observed.
Special advice for
carriers of cardiac pacemakers: Although this device doesn't exceed the valid limits for electromagnetic fields you should keep a minimum distance of 25 cm between the device and your cardiac pacemaker and not stay in an immediate proximity of the de­vice respective the antenna for some time.
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MONTAGE / INSTALLATION
ID ISC.ANTS370/270-A
FEIG ELECTRONIC GmbH
M10411-0de-ID-B.doc
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Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten.
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Data and design subject to change without notice. Supply subject to availability.
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All cited brand names, product names, or trademarks belong to their respective holders.
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APPLICATION-NOTE
13.56MHz Antennas
Construction and tuning of
13.56MHz antennas for
Reader power levels up to 1W
final public (B) 2005-11-08 N20901-3e-ID-B.doc
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OBID® i-scan Application Note 13.56MHz Antenna
Note
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OBID® i-scan Application Note 13.56MHz Antenna
Contents
1. Basic principle and construction of the antenna 4
1.1. Equivalent circuit diagram of the antenna with tuning circuitry.....................................4
1.2. Compensating stray capacitance......................................................................................6
2. Layout of the matching circuit 7
3. Tuning the antenna 8
3.1. Calibrating the impedance .................................................................................................9
3.2. Checking and calibrating the Q .......................................................................................10
3.3. Connection cable ..............................................................................................................11
APPENDIX Tools for calibrating the antenna 12
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1. Basic principle and construction of the antenna
The antennas described in this Application Note are designed for transmitting powers of maximum 1W.
1.1. Equivalent circuit diagram of the antenna with tuning circuitry
A loop antenna can be described by a damped parallel resonant circuit. To adapt to a 50 system and to calibrate the antenna Q, a circuit consisting of R
, C1 and C2 is necessary (Fig. 1).
Q
C1
R
ANT
50
C2
R
Q
C
ANT
L
ANT
Fig. 1: Antenna equivalent circuit diagram
The inductance of the antenna can be approximated from the geometric dimensions of the an­tenna. It should lie within a range of 0.5µH to 2µH in order for it to be tuned with appropriately di- mensioned capacitors. Equation 1 applies only to an area free of metal or other conducting materi­als.
l
ln2 NK
lL
Equation 1
P
D
⎟ ⎠
8,1
⋅⎟⎟
where LP = inductance of the antenna in nH
l = average circumference of a winding in cm D = conductor path width of a winding in cm N = number of windings
K = 1.47 for quadratic antennas
1.07 for round antennas
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Tab. 1 shows some inductance values for various antenna sizes and numbers of windings. The values for quadratic antennas were calculated using Equation 1 assuming a conductor path width of 1mm.
Tab. 1 Inductance values where D = 1mm
Circumference l
in cm 1 wdgns 2 wdgns 3 wdgns 4 wdgns
10 0.22 0.45 0.76 20 0.53 1.11 1.86 30 0.88 1.84 3.08 40 1.26 2.61 50 0.47 1.65 60 0.59 2.06 70 0.71 2.48 80 0.83 90 0.96 100 1.09
If metal or some other conducting material is located in the vicinity of the antenna, its inductivity is reduced. When tuning, the antenna must therefore be located in the actual area where it will be operated.
Inductance Lp in µH with
Depending on how the antenna is used (with an ISO14443 and/or ISO15693 Transponder) various Q values must be set. With ISO14443 transponders a value of Q=10 and for ISO15693 types a value of Q=20 should be set. These values have been determined from experience, and may differ depending on the application.
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1.2. Compensating stray capacitance
Between the antenna and ground or objects which enter the vicinity of the antenna there are stray capacitances which result in interference with the received signal and detuning of the antenna. To eliminate this interference as much as possible, a compensation winding is placed next to the ac­tual antenna winding, whereby the compensation winding is of the same size. The winding is con­nected to GND on one end and is unconnected on the other end.
Fig. 2: Compensation winding
C
stray
+V
RF
GND
C
N.C.
stray
-V
The compensation winding must have the same dimension and, ideally, the same orientation as the antenna winding. Fig.3 in chapter 2. Layout of the matching circuit shows an example for an antenna having side lengths of 40 x 30 mm2 and two windings. The compensation winding is lo­cated close to the antenna winding.
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ABCAB
C
2. Layout of the matching circuit
As an example the layout of a 40 x 30 mm2 antenna is shown. The compensation matching circuit is however independent on the size of the antenna and may therefore also be used for other di­mensions.
Due to their high temperature resistance, COG or NP0 ceramic capacitors of type 0603 are used. The structural shape of the resistors depends on the transmitting power. Here standard structural shape 1206 resistors are used.
Fig. 3: Suggested layout for 40 x 30 mm2 antenna
Open End
Top layer Bottom layer
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ω
3. Tuning the antenna
The antenna is tuned using an impedance analyzer or network analyzer with an S parameter test set. First the equivalent values of the antenna are measured without adjustment. It is recom­mended here that the values for the parallel resonant circuit be measured with parallel resistance, since it makes the following calculation easier.
Calculation of the parallel resistance R
()
+
ω
=
R
ANTp
The equivalent values L Attenuation resistance R
ANT
Q:
, C
R
ANT
LR
ANT
and R
R
where L
=
2 Equation 3
Q
ANT
R
ANTp
ω
:
ANTp
22
ANTANT
can be used to determine the values for C1, C2 and RQ:
ANT
LQR
ANTANTp
LQR
ANTANTp
= parallel inductance of the antenna = parallel resistance of the antenna
Q = desired Q of the antenna
From this the overall parallel resistance RP can be derived from RQ and R
RR
R
=
P
QANTp
RR
+
QANTp
ANT
Equation 2
:
Capacitance C1:
1
ω
1
RC⋅⋅=50
P
Equation 4
Capacitance C2:
C
2
1
= 1
2
L
ω
ANT
CC
ANT
Equation 5
For precise calibration of the antenna it is first necessary to insert trim capacitors in parallel with C1 and C2. This means that for a calculated value for C2 of 70pF you would insert for example a 47pF capacitor and in parallel with this a 5-50pF trim capacitor.
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3.1. Calibrating the impedance
To calibrate, the antenna is connected to the analyzer with the tuning circuit and the impedance curve represented over the frequency. First set C2 so that the resistive component of the imped­ance is 50. Then use C1 to set the phase to 0°. If necessary, this procedure will have to be re­peated for fine calibration. The antenna is sufficiently accurately adjusted when the impedance Z is 50Ω ±5Ω and 0° ±5° . Fig. 4 shows the frequency curve of the impedance and phase.
Fig. 4: Impedance curve of the adjusted antenna
The impedance of the antenna should always be set within the intended application range, since metal or other conductive materials will have an effect on the inductance and thereby on the im­pedance of the antenna.
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3.2. Checking and calibrating the Q
The Q is checked with the transmission behavior of the antenna. Here the antenna is fed with a frequency of
from 12.5MHz to 14.5MHz and the radiated signal (Fig. 5) picked up by a probe (see APPENDIX Fig. 7).
Fig. 5: Configuration for measuring Q
Antenna
Network analyzer with S pa­rameter test set
Probe
The Q can then be derived from the ratio of the resonance frequency f
Q
f
res
B
dB
3
f
res
==
ff
UO
Fig. 6: Measuring the Q
to the 3dB bandwidth B
res
Equation 6
3dB
:
Here the measured values result in a value of Q = 28. To reduce the Q, a smaller parallel resistor R
must be inserted. Then the antenna must again be calibrated to the correct impedance. Only
Q
then can you recheck the Q.
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3.3. Connection cable
Ideally a 50 coaxial cable (e.g. RG174 or RG58) will be used to connect the antenna to the reader. A 50 cable can theoretically be as long as desired, although resistive losses and thereby range losses rise with increasing cable length. In addition, the range can be intentionally varied by changing the cable length. After shortening or lengthening the cable, always check the range.
For symmetrical cables or coaxial cables which do not have a 50 impedance, the antenna must be tuned so that 50 and 0° are set at the cable end. This means that the cable length can no longer be changed. The values for C1 and C2 can also then no longer be calculated using the cor­responding equations, but rather must be experimentally determined. The length of the cable should not exceed 75cm. For longer cable runs, use 50 cable.
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APPENDIX Tools for calibrating the antenna
- Measuring loop consisting of 50 cable (RG58 C/U) with BNC connector and wire loop (gener- ally self-constructed). See Fig. 7 for configuration.
Fig. 7: Measuring probe
ø 50
Center conductor
Shield
BNC-Connector
RG58 cable 2,5
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OBID i-scan
®
ID ISC.ANT800/600-DA
MONTAGE
INSTALLATION
Antenna with dynamic Tuner
(deutsch / english)
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OBID i-scan
®
D E U T S C H
E N G L I S H
Montage ID ISC.ANT800/600-DA
deutsche Version ab Seite 3
english version from page 22
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OBID i-scan
®
Montage ID ISC.ANT800/600-DA
Hinweis
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D E U T S C H
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OBID® und OBID i-scan® ist ein eingetragenes Warenzeichen der FEIG ELECTRONIC Gmb H
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OBID i-scan
®
Montage ID ISC.ANT800/600-DA
Inhalt
1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen 5
2 Leistungsmerkmale der Antenne ID ISC.ANT800/600-DA 6
D E U T S C H
3 Montage und Anschluss 7
3.1 Montage des Gehäuses ................................................................................................7
3.2 Hinweise zur Kabelführung der Antennenzuleitung..................................................8
4 Inbetriebnahme 9
4.1 Benötigte Komponenten...............................................................................................9
4.2 Aufbau der Antenne....................................................................................................10
4.3 Einstellung des Power Splitters.................................................................................10
4.4 Einstellung des Antennentuners ...............................................................................11
4.5 Abgleich der Antenne .................................................................................................11
5 Geräteanordnungen mit der Antenne ID ISC.ANT800/600-DA 14
5.1 Standard-Applikationen..............................................................................................14
5.2 Funk-Regularien im EU-Raum und den USA............................................................15
5.2.1 Zugelassenen Readereinstellung..................................................................................15
5.2.2 Spezieller Antennenaufbau ...........................................................................................16
Technische Daten 18
5.3 Zulassung ....................................................................................................................20
5.3.1 Europa (CE) ..................................................................................................................20
5.3.2 USA (FCC) ....................................................................................................................20
6 Lieferumfang: 20
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OBID i-scan
®
Montage ID ISC.ANT800/600-DA
1 Sicherheits- und Warnhinweise - vor Inbetriebnahme unbedingt lesen
Das Gerät darf nur für den vom Hersteller vorgesehenen Zweck verwendet werden.
Die Bedienungsanleitung ist zugriffsfähig aufzubewahren und jedem Benutzer auszuhändigen.
Unzulässige Veränderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zusatzeinrichtungen,
die nicht vom Hersteller des Gerätes verkauft oder empfohlen werden, können Brände, elektri­sche Schläge und Verletzungen verursachen. Solche Maßnahmen führen daher zu einem Ausschluss der Haftung, und der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung.
Für das Gerät gelten die Gewährleistungsbestimmungen des Herstellers in der zum Zeitpunkt
des Kaufs gültigen Fassung. Für eine ungeeignete, falsche manuelle oder automatische Ein­stellung von Parametern für ein Gerät bzw. ungeeignete Verwendung eines Gerätes wird kei­ne Haftung übernommen.
Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden.
Anschluss-, Inbetriebnahme-, Wartungs- und sonstige Arbeiten am Gerät dürfen nur von Elekt-
rofachkräften mit einschlägiger Ausbildung erfolgen.
Vor dem Öffnen des Gerätes ist stets die Versorgungsspannung abzuschalten und durch
Nachmessen sicherzustellen, dass das Gerät spannungslos ist. Das Verlöschen einer Be­triebsanzeige ist kein Indikator dafür, dass das Gerät vom Netz getrennt und spannungslos ist.
Alle Arbeiten am Gerät und dessen Aufstellung müssen in Übereinstimmung mit den nationa-
len elektrischen Bestimmungen und den örtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
Beim Arbeiten an den Geräten müssen die jeweils gültigen Sicherheitsvorschriften beachtet
werden.
D E U T S C H
Beim Arbeiten am geöffneten Gerät ist zu beachten, dass Spannungen bis zu 1000V an den
Bauteilen anliegen können.
Beim Arbeiten am geöffneten Gerät ist zu beachten, dass einige Bauteile sich stark erwärmen
können. Verbrennungsgefahr !
Besonderer Hinweis für Träger von Herzschrittmachern: Obwohl dieses Gerät die zulässigen Grenzwerte für elektromagnetische Felder nicht überschreitet,
sollten Sie einen Mindestabstand von 25 cm zwischen dem Gerät und Ihrem Herzschrittmacher einhalten und sich nicht für längere Zeit in unmittelbarer Nähe des Geräts bzw. der Antenne auf­halten.
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