Notice d'utilisation Antennes RFID UHF Low Range / Ultra Low Range Mid Range / Short Mid Range Wide Range 706385 / 01 06 / 2019 ANT805 ANT810 ANT815 ANT820 ANT830 ANT860 ANT910 ANT920 ANT930 ANT960 FR Antennes RFID UHF Contenu 1 Remarques préliminaires������������������������������������������������������������������������������������� 3 1.1 Symboles utilisés����������������������������������������������������������������������������������������� 3 2 Consignes de sécurité����������������������������������������������������������������������������������������� 3 2.1 Remarques générales��������������������������������������������������������������������������������� 3 2.2 Cible ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 3 2.3 Raccordement électrique ��������������������������������������������������������������������������� 4 2.4 Interventions sur l'appareil�������������������������������������������������������������������������� 4 2.5 Conditions environnantes��������������������������������������������������������������������������� 4 3 Description du produit����������������������������������������������������������������������������������������� 5 3.1 Antennes Low Range ��������������������������������������������������������������������������������� 5 3.2 Antennes Mid Range����������������������������������������������������������������������������������� 5 3.3 Antennes Wide Range��������������������������������������������������������������������������������� 6 3.4 Type d'antenne selon la portée de lecture et le type de tag ����������������������� 7 4 Portée de lecture et sélectivité�������������������������������������������������������������������������� 10 4.1 Affectation des antennes selon les types de tag��������������������������������������� 10 4.2 Portée de lecture��������������������������������������������������������������������������������������� 10 4.3 Sélectivité ��������������������������������������������������������������������������������������������������11 4.4 Sélectivité et portée de lecture des antennes Low Range ������������������������11 5 Conformité avec des normes����������������������������������������������������������������������������� 12 6 Montage������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 14 6.1 Lieu de montage��������������������������������������������������������������������������������������� 14 6.2 Pose des câbles ��������������������������������������������������������������������������������������� 15 7 Applications typiques����������������������������������������������������������������������������������������� 16 7.1 Industrie pharmaceutique������������������������������������������������������������������������� 16 7.2 Contrôle d'accès��������������������������������������������������������������������������������������� 16 7.3 Industrie de l'automatisation��������������������������������������������������������������������� 16 7.4 Autres applications pour antennes Mid Range����������������������������������������� 16 8 Abréviations������������������������������������������������������������������������������������������������������� 17 9 Homologations��������������������������������������������������������������������������������������������������� 17 10 Maintenance, réparation et élimination����������������������������������������������������������� 17 2 Antennes RFID UHF 1 Remarques préliminaires Ce document s'adresse à des personnes compétentes. Ce sont des personnes qui sont capables - grâce à leur formation et expérience – d’envisager les risques et d'éviter des dangers potentiels qui pourraient être causés par le fonctionnement ou la maintenance de l'appareil. Ce document fournit des informations sur l’utilisation correcte de l'appareil. Lire ce document avant l'utilisation afin de vous familiariser avec les conditions environnantes, l'installation et le fonctionnement. Garder ce document pendant tout le temps d'utilisation de l'appareil. 1.1 Symboles utilisés ► > […] → FR Action à faire Retour d'information, résultat Désignation d'une touche, d'un bouton ou d'un affichage Référence croisée Remarque importante Le non-respect peut aboutir à des dysfonctionnements ou perturbations. Information Remarque supplémentaire 2 Consignes de sécurité 2.1 Remarques générales Cette notice fait partie de l'appareil. Elle fournit des textes et des figures pour l'utilisation correcte de l'appareil et doit être lue avant installation ou emploi. Respecter les indications de cette notice. Le non-respect de ces consignes, une utilisation en dehors des conditions définies ci-dessous, une mauvaise installation ou utilisation peuvent avoir des conséquences graves pour la sécurité des personnes et des installations. 2.2 Cible Cette notice s'adresse à des personnes considérées comme compétentes selon les directives CEM et basse tension. L'appareil doit être monté, raccordé et mis en service par un électricien habilité. 3 Antennes RFID UHF 2.3 Raccordement électrique Mettre l'appareil hors tension en prenant des mesures externes avant toutes manipulations. Seuls les signaux spécifiés dans les données techniques et/ou sur l'étiquette de l'appareil doivent être raccordés et seuls les accessoires homologués d'ifm doivent être utilisés. 2.4 Interventions sur l'appareil En cas de mauvais fonctionnement de l'appareil ou en cas de doute prendre contact avec le fabricant. Des interventions sur l'appareil peuvent avoir des conséquences graves pour la sécurité des personnes et des installations. Elles ne sont pas autorisées et aboutissent à une exclusion de responsabilité et de garantie. 2.5 Conditions environnantes L'appareil ne doit pas être positionné près de chauffages, soumis à la lumière directe du soleil ou opéré dans des milieux humides. Des objets produisant des flammes ne doivent pas être déposés sur l'appareil ! Protéger l'appareil contre l'humidité, les gouttes d'eau et les projections d'eau. Respecter les conditions environnantes de la fiche technique. Risque d'incendie en cas de conditions environnantes inappropriées ! 4 Antennes RFID UHF 3 Description du produit Les antennes RFID UHF consistent en différentes antennes UHF qui peuvent répondre aux exigences de presque toutes les applications RFID. Les antennes sont divisées en trois lignes de produits par rapport à la portée de lecture : antennes Low Range, Mid Range et Wide Range. 3.1 Antennes Low Range Avec des dimensions de 90 x 63 mm, les antennes Low Range ANT810 / ANT910 ont une concentration de champ élevée dans le champ proche et en même temps un gain d'antenne extrêmement réduit dans le champ lointain. Grâce à ces caractéristiques, les antennes ont des portées jusqu'à 10 cm avec une sélectivité typique de 5 cm. Outre les antennes Low Range, il y a l'antenne Ultra Low Range ANT805. L'antenne Ultra Low Range a été conçue pour la lecture des tags dipolaires (tags pour champ lointain) à une distance très limitée. De plus, cette antenne peut activer des tags en forme de boucle (tags pour champ proche) jusqu'à 3 cm. Les antennes Low Range ont été développées pour des portées plus longues. Elles sont particulièrement appropriées pour des tags pour champ proche. L'affectation des antennes selon la portée de lecture et le type de tag est présentée dans le chapitre 3.4. Figure : antenne Ultra Low Range ANT805, antennes Low Range ANT810 / ANT910 3.2 Antennes Mid Range Les antennes Mid Range ANT815 / ANT820 / ANT920 ont été développées pour des applications qui se situent entre le champ proche et le champ lointain. Une attention particulière a été portée à un boîtier compact pour l'intégration dans des environnements où il y a peu d'espace. Les petites dimensions de 156 x 126 mm permettent quand même des portées de lecture jusqu'à 2 m. De même les antennes Mid Range ont une plus grande sélectivité par rapport aux antennes 5 FR Antennes RFID UHF conventionnelles pour des petites portées de lecture. De ce fait, les antennes Mid Range sont appropriées pour l'utilisation dans ladite zone de transition avec différents tags. Figure : antenne Mid Range ANT815 / ANT820 / ANT920 3.3 Antennes Wide Range Pour les applications champ lointain classiques avec des portées de lecture jusqu'à 10 m, ifm propose les antennes Wide Range suivantes : ●● ANT830 / ANT930 avec une largeur à mi-hauteur de 70°, ●● ANT860 / ANT960 avec une largeur à mi-hauteur de 65°. La polarisation circulaire normalement requise pour des applications UHF a été améliorée de manière significative en comparaison avec des antennes disponibles sur le marché. Le rapport des axes utilisé comme valeur caractéristique pour la polarisation circulaire de cette nouvelle version réalise des valeurs de 1 dB typique. La valeur typique du marché est env. 3 dB si tant est qu'elle est indiquée. 6 Antennes RFID UHF La circularité améliorée entraîne une dépendance beaucoup réduite des résultats de lecture de la position et de l'orientation des tags. De plus, une grande attention a été portée sur le rapport avant-arrière des antennes afin de réduire l'influence de l'environnement proche sur les caractéristiques de l'antenne. Les antennes ont un degré de protection élevé assurant leur utilisation dans des environnements industriels. FR Figure: antennes Wide Range ANT830 / ANT930 3.4 Type d'antenne selon la portée de lecture et le type de tag Type d'antenne Portée de lecture ANT805 0-10 cm ANT810 ANT910 0-10 cm Type de tag en forme de boucle Type de tag hybride Type de tag dipolaire 0-10 cm ANT815 10-100 cm 10-30 cm ANT820 ANT920 30-100 cm > 100 cm 7 Antennes RFID UHF Type d'antenne Portée de lecture Type de tag en forme de boucle Type de tag hybride Type de tag dipolaire 10-30 cm ANT830 ANT930 ANT860 ANT960 30-200 cm > 200 cm La bonne combinaison d'une antenne et d'un tag est importante pour chaque application RFID. Le bon choix assure un taux de lecture élevé et le fonctionnement fiable du système. Les antennes Low Range (ANT810/ANT910) et Ultra Low Range (ANT805) peuvent lire les tags en forme de boucle, hybrides et dipolaires jusqu'à 10 cm et ont une portée de lecture bien définie. L'antenne Short Mid Range (ANT815) peut activer les tags hybrides jusqu'à 10 cm et les tags dipolaires jusqu'à 100 cm. Les antennes Mid Range (ANT820/ANT920) peuvent activer les tags en forme de boucle jusqu'à 30 cm, les tags hybrides jusqu'à 100 cm et les tags dipolaires jusqu'à 2 m. Les antennes Wide Range (ANT830/ANT930/ANT860/ANT960) peuvent activer les tags en forme de boucle jusqu'à 30 cm, les tags hybrides jusqu'à 200 cm et les tags dipolaires jusqu'à plusieurs mètres. 8 Antennes RFID UHF 10 m 8m 6m FR 4m ANT830 70° 33 ERP ANT930 70° 36 EIRP ANT860 65° 33 ERP ANT960 65° 36 EIRP ANT820/ANT920 100° 30 ERP 2m 4m 2m 2m 0 4m 100 cm 80 cm 60 cm 40 cm 20 cm 40 cm 20 cm 0 20 cm ANT815 100° Pin = 30 dBm ANT805/ANT810 100° 27 ERP 40 cm Pour obtenir les meilleurs résultats de lecture et d'écriture utiliser les antennes RFID UHF uniquement avec des lecteurs UHF d'ifm. 9 Antennes RFID UHF 4 Portée de lecture et sélectivité La portée de lecture et la sélectivité sont les caractéristiques les plus importantes d'une application RFID. La portée de lecture est la plus grande distance grâce à laquelle un tag peut être lu. La sélectivité indique la distance minimale nécessaire permettant une distinction claire entre deux tags juxtaposés. Les caractéristiques du système dépendent fortement du type de tag utilisé. En principe, les tags RFID UHF peuvent être classés en trois groupes. Figure : tag en forme de boucle Figure : tag hybride Figure : tag dipolaire Le premier groupe consiste en tags en forme de boucle qui s'accouplent avec l'antenne via le champ magnétique. Ces tags ont les plus petites portées car le champ magnétique diminue rapidement en fonction de la distance sur l'antenne. Le second groupe consiste en tags hybrides qui sont un métissage entre des tags en forme de boucle et dipolaires. Ces tags peuvent être activés par l'antenne via le champ magnétique, le champ électrique ou une combinaison de ces deux champs. Le troisième groupe consiste en tags dipolaires (tag pour champ lointain) qui s'accouplent surtout via le champ électrique permettant des portées de plus de 10 m. 4.1 Affectation des antennes selon les types de tag L'antenne Ultra Low Range ANT805 a été développée pour répondre aux exigences les plus sévères concernant la portée et la sélectivité des tags de tous les groupes. C’est une antenne universelle pour de nombreuses applications Low Range. Cette antenne permet de très courtes portées de lecture en dessous de 10 cm et une grande sélectivité avec des tags pour champ lointain. De plus, elle peut aussi être utilisée pour lire des tags pour champ proche jusqu'à une distance de 3 cm. Afin d'élargir considérablement la distance de lecture des tags pour champ proche l'antenne Low Range ANT810/ANT910 a été développée. Elle a une portée de lecture de 7 cm avec des tags en forme de boucle usuels. L'antenne Ultra Low Range ANT805 est appropriée pour tous les groupes ; l'antenne Low Range ANT810/ANT910 est notamment appropriée pour l'utilisation avec des tags en forme de boucle. 4.2 Portée de lecture Pour quantifier la portée de lecture des antennes ANT805 et ANT810/ANT910 les portées de lecture correspondantes pour les différentes versions de tag sont indiquées ci-dessous. L'orientation de tous les tags est parallèle à l'antenne. 10 Antennes RFID UHF L'antenne ANT805 a une portée de lecture bien définie pour tous les tags. Les antennes ANT810/ANT910 sont une solution spécifique pour tags pour champ proche avec une portée de lecture beaucoup plus grande que celle de l'antenne ANT805. 4.3 Sélectivité La grande sélectivité des antennes Low Range permet de solutionner plusieurs nouvelles applications RFID UHF non réalisables auparavant. Les deux versions peuvent détecter des tags à une distance de partiellement moins de 5 cm individuellement. De ce fait, elles sont les antennes idéales pour des applications d'étiquetage d'articles. FR Portée de lecture Sélectivité Figure: antenne Low Range détecte des tags à courte distance Figure: portée de lecture et sélectivité 4.4 Sélectivité et portée de lecture des antennes Low Range Le tableau suivant indique la sélectivité et la portée de lecture des antennes Ultra Low Range et Low Range. Type de tag En forme de boucle Hybride Dipolaire Ultra Low Range ANT805 Low Range ANT810/ANT910 Sélectivité Portée de lecture Sélectivité Portée de lecture 3 cm 2 cm 4 cm 4 cm 7 cm 5 cm - - 10 cm 8 cm - - Figure : sélectivité et portée de lecture des antennes ANT805 / ANT810 / ANT910 11 Antennes RFID UHF 5 Conformité avec des normes Comme les systèmes RFID sont des équipements hertziens ils tombent, entre autres, sous le coup de la directive 1999/5/CE de la Commission européenne (équipements hertziens et équipements terminaux de télécommunications R&TTE). Pour vérifier la conformité avec les exigences fondamentales de cette directive il y a plusieurs normes harmonisées publiées dans le Journal officiel de l'Union européenne. Les antennes ifm ont une structure d'antenne passive. C'est pourquoi l'intégrateur système est responsable du respect des normes - c'est-à-dire la personne qui raccorde les composants individuels d'un système RFID, notamment les lecteurs et les antennes. Il est recommandé vivement de se procurer ces normes. Les deux normes importantes relatives aux antennes (sans être exhaustif) sont EN 302208 et EN 50364 : La première norme traite des spectres de fréquences et limite la puissance rayonnée maximale ; la norme EN 50364 traite de la limitation de l'exposition de personnes aux champs électromagnétiques. Pour vérifier la conformité des antennes avec la norme EN 50364 le débit d'absorption spécifique (DAS) est calculé de façon mathématique. Les valeurs DAS déterminées sont comparées avec les valeurs limites de base de la norme EN 50364 - classées selon l'exposition professionnelle, l'exposition de la population générale et l'exposition locale de la tête et du torse ou des extrémités. Les antennes Wide Range sont normalement utilisées pour des applications avec une portée de lecture à partir de 20 cm. A cette distance, les valeurs actuelles sont considérablement inférieures aux valeurs maximales DAS prescrites par la loi. Au cas où l'appareil serait utilisé à des distances plus courtes, les valeurs DAS correspondantes sont calculées de façon mathématique. Les hypothèses fondamentales (par ex. mode de fonctionnement du système RFID et propriétés du tissu humain) assurent une estimation conservatrice de l'exposition (le pire scénario). Le calcul a aussi été effectué pour la partie la plus sensible, c'est-à-dire pour le cas où des personnes se trouvent en permanence avec la tête ou le torse à proximité immédiate de l'antenne. Si la distance entre la personne et l'antenne est inférieure à 3 cm, l'antenne ANT820 doit assurer une puissance d'entrée de l'antenne maximum de 0,34 W (25,31 dBm) de maniere que la valeur actuelle soit au-dessous de la valeur DAS maximale permissible. Dans tous les autres cas, l'ANT820 peut travailler avec la puissance rayonnée maximale de 0,5 W ERP (27 dBm) indiquée dans la fiche technique ou avec une puissance d'entrée de l'antenne de 0,653 W (28,15 dBm). Le tableau ci-dessous indique les puissances d'entrée maximales pour l'alimentation de l'antenne afin d'assurer que les valeurs limites de base du DAS ne sont pas dépassées. Les différents types de l'exposition sont distingués. 12 Antennes RFID UHF Puissance d'entrée maximale ANT805 / ANT810 / ANT815 / ANT910 Contact direct avec l'ANT805 / ANT815 Contact direct avec l'ANT810 / ANT910 Exposition professionnelle Valeurs limites tête et torse 10 W/kg Valeurs limites membres locaux 20 W/kg Pin = 1 W (30 dBm) Pin = 0,5 W (27 dBm) Population générale Exposition membres locaux Valeurs limites membres locaux 4 W/kg Pin = 1 W (30 dBm) Pin = 0,5 W (27 dBm) Population générale Exposition tête et torse Valeurs limites tête et torse 2 W/kg Pin = 1 W (30 dBm) Pin = 0,1 W (20 dBm) Puissance d'entrée maximale ANT920 / ANT820 Population générale Valeurs limites tête et torse 2 W/kg Valeurs limites membres locaux 4 W/kg Exposition professionnelle Valeurs limites tête et torse 10 W/kg Distance personne à l'ANT920 / ANT820 < 1 cm 1 cm < distance personne à l'ANT920 / ANT820 < 7 cm Pin = 0,32 W Pin = 1,75 W Exposition professionnelle Valeurs limites membres locaux 20 W/kg Puissance d'entrée maximale ANT830 / ANT930 / ANT860 / ANT960 Population générale Valeurs limites tête et torse 2 W/kg Valeurs limites membres locaux 4 W/kg Exposition professionnelle Valeurs limites tête et torse 10 W/kg Valeurs limites membres locaux 20 W/kg FR 7 cm < distance personne à l'ANT920 / ANT820 Pin = 1,84 W Pin = 1,84 W Pin = 1,84 W Distance personne à l'ANT830 / ANT930 < 5 cm Distance personne à l'ANT830 / ANT930 ≥ 5 cm Pentrée = 697 mW (28,41 dBm) Pentrée = 923 mW (29,65 dBm) Pentrée = 923 mW (29,65 dBm) 13 Antennes RFID UHF 6 Montage 6.1 Lieu de montage Pour atteindre la portée maximale de l'antenne aucun objet perturbant ne doit se trouver entre l'antenne et le tag à lire. Le fonctionnement de l'antenne est influencé par le type de fixation et l'environnement. Pour assurer un comportement optimal de l'antenne aucun objet conducteur ne doit se trouver à proximité de l'antenne. Les valeurs suivantes indiquent les distances suffisantes : La distance des grandes surfaces métalliques et du sol doit être au moins 70 cm (voir figure 1). Si le montage devant une surface métallique ne peut pas être évitée, un dispositif de fixation peut être utilisé qui assure une distance de 12 cm précis entre l'arrière de l'antenne et la surface métallique (voir figure 2). En cas de montage direct sur une surface métallique (par ex. une platine comme partie d'un dispositif de fixation) utiliser une platine métallique carrée de max. 16 x 16 cm (voir figure 3). min 70 cm De plus, d'autres objets, par ex. récipients contenant des liquides à proximité immédiate du lieu de montage influencent la fonctionnalité de l'antenne. 12 cm max 16 cm min 70 cm min 70 cm min 70 cm max 16 cm Figure 1 : distances de tous les côtés min. 70 cm Figure 2 : 12 cm précis entre l'antenne et la surface métallique Figure 3 : surface métallique avec max. 16 cm x 16 cm Si les distances recommandées ne sont pas respectées, les caractéristiques de l'antenne changent. L'antenne doit être réévalué sur le lieu de montage. Pour ce faire la perturbation peut être déterminée et minimisée, par ex. via le niveau d'émission. 14 Antennes RFID UHF 6.2 Pose des câbles Respecter les remarques suivantes lors de la pose des câbles : ●● Poser les câbles verticalement en s'éloignant de l'antenne (voir figure à droite). ●● Eviter des boucles de câble autour de et sur l'antenne (voir figure à gauche). Figure : câble mal posé X FR Figure : câble bien posé 15 Antennes RFID UHF 7 Applications typiques 7.1 Industrie pharmaceutique Les portées de lecture des antennes Low Range ANT810 / ANT910 permettent de sélectionner des produits pharmaceutiques individuels si bien que chaque médicament peut être suivi dans la production. Comme les antennes Low Range s'accouplent surtout via le champ magnétique, les tags peuvent être positionnés directement sur des bouteilles et des emballages blister. Pour obtenir la performance optimale l'utilisation de l'antenne ANT810/ANT910 est recommandée avec des tags en forme de boucle. 7.2 Contrôle d'accès En raison de la grande portée de lecture des antennes UHF, des applications pour systèmes d'accès ont, jusqu'à présent, été réalisées via RFID HF. Les nouvelles antennes Low Range RFID UHF d'ifm peuvent aussi être utilisées pour cette application. L'utilisation des tags en forme de boucle est recommandée en combinaison avec l'antenne Ultra Low Range ANT805. Les tags sont uniquement lus dans une portée définie par les antennes Low Range d'ifm. Ceci exclut des erreurs de lecture et la surveillance non désirée de personnes. Les antennes Mid Range ANT820 / ANT920 sont recommandées pour des systèmes d'accès tels que remonte-pente, bus et train. Il est ainsi possible de contrôler les billets à distance moyenne. 7.3 Industrie de l'automatisation Les antennes Low Range peuvent être utilisées pour des applications d'automatisation RFID avec une portée de lecture définie et une grande sélectivité. Un grand avantage est la possibilité de détecter des tags pour champ lointain individuellement avec l'antenne ANT805 et de lire les mêmes tags sur d'autres stations de lecture avec une antenne Mid Range ou Wide Range sur une plus grande distance en mode multi tags. 7.4 Autres applications pour antennes Mid Range Autres applications typiques pour les antennes Mid Range ANT820 / ANT920 : ●● Applications logistiques avec montage sur des chariots élévateurs ●● Applications de convoyage ●● Applications de type portique pour la détection de marchandises ●● Applications multi-tags et tag unique Pour l'utilisation des antennes respecter les règlements nationaux et les normes et directives en vigueur pour le lieu de montage. 16 Antennes RFID UHF 8 Abréviations Dans la notice les abréviations suivantes sont utilisées. Abréviation Description EN Norme européenne ERP Effective Radiated Power Puissance apparente rayonnée RFID Radio Frequency Identification DAS Débit d'absorption spécifique UHF Ultra High Frequency ETSI European Telecommunications Standards Institute (Institut européen des normes de télécommunications) FCC Federal Communications Commission (Commission fédérale des communications) FR 9 Homologations Le tableau suivant indique les homologations de l'antenne correspondante. Antenne FCC (902 - 928 MHz) ETSI (865 - 868 MHz) ANT805 X X ANT810 ANT815 X X X ANT820 X ANT830 X ANT910 X ANT920 X ANT930 X ANT860 ANT960 X X 10 Maintenance, réparation et élimination L'appareil ne contient aucun composant réparable. ►► Ne pas ouvrir l'appareil. ►► L'appareil ne doit être réparé que par le fabricant. ►► Respecter la réglementation du pays en vigueur pour la destruction écologique de l‘appareil. 17 ">
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