MIMO TECHNOLOGY

Stencil Management System RFID

Wir entwickeln ein System, um Schablonen der Elektronikfertigung digitalisieren zu können. Die aktuellen Regale werden von uns mit Sensoren erweitert, die die Anwesenheit der Schablonen detektieren können. Dem System fehlt eine Möglichkeit die Identität (Seriennummer) der Schablonen detektieren zu können. Aktuell werden sie mit Barcode-Scannern eingelesen. In der Zukunft sollen die Schablonen mit RFID versehen werden. Dadurch sollen sie beim Einschieben automatisch erkannt und an unser System gesendet werden.

Möglichkeitsstudie

Um die Schablonen zu identifizieren, wurden verschiedene Möglichkeiten durchgespielt:

Barcode Scanner:
Mitarbeiter muss die Schablone beim Einlagern von Hand scannen.
Vorteil: Die bereits vorhandenen Barcodes können weiter verwendet werden.
Nachteil: Zeitverlust, Falsche Scans möglich.

Wide range barcode scanner:
Über ein Kamerasystem wird mittels Bildverarbeitung der Barcode beim heraus und hineinschieben abgelesen.
Vorteil: Die bereits vorhandenen Barcodes können weiter verwendet werden.
Nachteil: Mitarbeiter kann den Barcode verdecken, Fokus ist schwierig einzustellen, für schnelles herausziehen braucht es eine sehr schnelle kamera und Verarbeitung.

EAS - Electronic Article Surveillance (UHF-RFID):
Es wird eine RFID Schranke vor das Regal gebaut. Dadurch können die Schablonen beim Herausnehmen Identifiziert werden
Vorteil: Einfach in der Handhabung
Nachteil: Da die Schablonen aus Edelstahl sind, wird das Magnetfeld der Schranke blockiert. Somit kann diese Technologie nicht verwendet werden.

Near Field Communication (NFC) RFID:
Jede Schablone wird an einem NFC Reader vorbeigeführt, der das RFID Tag der Schablone ausliest.
Vorteil: Einfach in der Handhabung
Nachteil: Da die Schablonen aus Edelstahl sind, wird das Magnetfeld nicht nur blockiert, sondern auch reflektiert. Somit können starke Interferenzen auftreten.

Möglichmachung des Unmöglichen

Nach ersten Abklärungen mit mehreren Firmen, die RFID Anwendungen implementieren, war das Fazit klar: Durch die Starken Interferenzen ist eine Implementation von RFID nicht möglich. Zudem gab es zu diesem Zeitpunkt kein Hersteller, der NFC Reader anbot, die schmal genug waren um zwischen den Schablonen platziert werden zu können. Des Weiteren gab es auch kein System, das über mehr als sechs RFID Antennen betreiben konnte.
Da trotz diesen Voraussetzungen eine Lösung mit RFID gewünscht wurde, musste selbst geforscht werden. Es wurden mehrere NFC Module getestet. Die Reflexionen der Schablonen waren tatsächlich ein Problem. Es wurde ein Modul von Texas Instrument (DLP) gefunden, bei dem die Signalstärke des Readers einstellbar war. Nach mehreren Feinjustierungen konnte dieses so eingestellt werden, dass sie die Tags auf den Schablonen ohne Fehler einlesen konnten.

Da diese nur einen SPI Ausgang hatten, war das nächste Problem das Zusammenspiel von 50 Readern pro Reihe. Des Weiteren konnten die Reader nicht durchgehend eingeschaltet sein, da sie ansonsten sehr viel Strom benötigten und ebenfalls Störungen verursachen. Deshalb wurde eine Schaltung entwickelt, um sowohl die SPI Signalleitungen als auch die Stromzufuhr zu den Modulen zu steuern.

Montage

Um die Module im Regal zu platzieren, wurde ein 3D Modell angefertigt und auf einem 3D Drucker hergestellt.

Diese wurden an jede Position zwischen den Schablonen angeschraubt und mit einem Steckverbinder mit der Detektionsschaltung verbunden.

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