DE102008036093A1 - Device for automatic detecting or reading or memorizing data, has passive transponder which is integrated in metallic workpiece, and reading device is provided for reading transponder detection, and reading device has laminar carrier - Google Patents

Device for automatic detecting or reading or memorizing data, has passive transponder which is integrated in metallic workpiece, and reading device is provided for reading transponder detection, and reading device has laminar carrier Download PDF

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Abstract

The device comprises a passive transponder (2) which is integrated in a metallic workpiece. A reading device (3) is provided for reading the transponder detection. The reading device comprises a laminar carrier (4) which is provided with multiple induction coils that are distributed over the laminar carrier.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Erkennen und/oder Lesen bzw. Speichern von Daten, mit einem einem Werkstück zugeordneten bzw. in das Werkstück integrierten, vorzugsweise passiven Transponder und einer Leseeinrichtung zum Auslesen der Transponderkennung, wobei die Leseeinrichtung mindestens eine Induktionsspule zum Erzeugen eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes umfasst.The The invention relates to a device for automatic recognition and / or Reading or storing data with a workpiece assigned to a workpiece or in the workpiece integrated, preferably passive transponder and a reading device for reading the transponder identifier, wherein the reading device at least an induction coil for generating a high-frequency electromagnetic field includes.

Aus der Praxis sind gattungsbildende Vorrichtungen bekannt, wobei es sich hier beispielsweise um ein System unter Nutzung der Radio-Frequency-Identification (RFID) handeln kann. Letztendlich geht es hier um eine Vorrichtung unter Nutzung einer Identifizierung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen. Solche Systeme sind zur Identifizierung von Gegenständen und Lebewesen hinlänglich aus der Praxis bekannt. Neben der berührungslosen Identifizierung und Lokalisierung von Gegenständen steht RFID auch für die automatische Erfassung und Speicherung von Daten.Out In practice, generic devices are known, it being For example, here is a system using the Radio Frequency Identification (RFID) can act. Ultimately, this is about a device using an identification by means of electromagnetic waves. Such systems are for the identification of objects and Living beings sufficient known from practice. In addition to the contactless identification and localization of objects RFID stands for the automatic collection and storage of data.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass es hier um eine Vorrichtung zum automatischen Erkennung und/oder Lesen bzw. Speichern von Daten unter Nutzung jedweder spezifischer Technologien geht. Lediglich beispielhaft sei hier der passive Transponder als zu erkennendes bzw. zu aktivierendes Teil genannt. Die Leseeinrichtung dient zum Auslesen des passiven Bauteils, nämlich am Beispiel des Transponders zum Auslesen der Transponderkennung. Die Leseeinrichtung umfasst mindestens ein zur Aktivierung dienendes Bauteil, beispielsweise eine Induktionsspule. Die Induktionsspule dient dabei zum Erzeugen eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes.At It should be noted that this is a device for automatic detection and / or reading or saving of data using any specific technologies. Only By way of example, the passive transponder should be recognized here as being to be recognized or to be activated part called. The reading device is used for Reading the passive component, namely the example of the transponder for reading the transponder identification. The reading device comprises at least one serving for activation component, for example an induction coil. The induction coil serves to generate a high-frequency electromagnetic field.

Regelmäßig umfasst die Leseeinrichtung eine besondere Software, üblicherweise ein Mikroprogramm, das den eigentlichen Leseprozess steuert. Eine RFID-Middleware mit geeigneter Schnittstelle zu weiteren EDV-Systemen und ggf. Datenbanken außerdem vorgesehen.Regularly included the reading device special software, usually a microprogram, which controls the actual reading process. An RFID middleware with suitable interface to other EDP systems and possibly databases Furthermore intended.

Wie bereits zuvor erwähnt, erzeugt das Lesegerät üblicherweise ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld mit nur geringer Reichweite, vorzugsweise mittels Induktionsspulen. Damit werden nicht nur Daten übertragen, sondern auch der Transponder mit Energie versorgt. Wollte man größere Reichweiten erzielen, müsste man einen aktiven Transponder mit eigener Stromversorgung einsetzen.As mentioned earlier, usually generates the reader an electromagnetic high-frequency field with only a short range, preferably by means of induction coils. This not only transmits data but also the transponder is supplied with energy. If you wanted larger ranges would have to achieve you use an active transponder with its own power supply.

Die Verwendung des passiven Transponders ist jedoch in der Praxis dann problematisch, wenn der Transponder zur Detektion metallischer Werkstücke verwendet werden soll und zumindest teilweise in das metallische Werkstück integriert bzw. eingesetzt ist. Das Metall schirmt den Transponder weitestgehend ab. Lediglich an der Oberfläche des Werkstücks ist der Transponder – elektromagnetisch – zugänglich, und ist regelmäßig mit einer nicht abschirmenden Substanz, beispielsweise einem Epoxydharz, einem Lack oder dgl., dünn überzogen.The However, use of the passive transponder is in practice then problematic if the transponder is used for the detection of metallic workpieces should be and at least partially integrated into the metallic workpiece or is used. The metal shields the transponder as far as possible from. Only on the surface of the workpiece is the transponder - electromagnetically - accessible, and is regular with a non-shielding substance, for example an epoxy resin, a paint or the like., Thin coated.

Problematisch ist jedenfalls, dass es zur Erkennung des Transponders erforderlich ist, mit der Induktionsspule so nah wie möglich an den Transponder heranzukommen, um diesen zu aktivieren und dessen Kennung auszulesen. Weiß man nicht genau, wo der Transponder im Werkstück sitzt, oder bei rotationssymmetrischen Werkstücken, bei denen die Position des Transponders aufgrund der Symmetrie nicht ohne weiteres, jedenfalls nicht aufgrund der Werkstückgeometrie, erkennbar ist, ist es äußerst schwierig, den Transponder zu aktivieren bzw. zu erkennen.Problematic In any case, that is necessary for detecting the transponder is to get as close as possible to the transponder with the induction coil, to activate this and read out its identifier. Do not you know exactly where the transponder in the workpiece sitting, or in rotationally symmetrical workpieces, where the position the transponder due to the symmetry not readily, anyway not due to the workpiece geometry, recognizable, it is extremely difficult to activate or recognize the transponder.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass auch in Unkenntnis der genauen Position des Transponders im Bereich der Oberfläche des Werkstücks es in kürzester Zeit und mit geringstem konstruktivem Aufwand möglich ist, die Lage des Transponders zu erkennen und die gewünschte Kommunikation mit dem Transponder aufzubauen.Of the The present invention is therefore based on the object, a device of the genre-forming kind in such a way and further develop, that even in ignorance of the exact position of the transponder in the Area of the surface of the workpiece it in no time Time and with minimal constructional effort is possible, the location of the transponder to recognize and the desired communication build up with the transponder.

Die voranstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung einen flächigen Träger mit einer Vielzahl über den Träger hinweg verteilt angeordneter Induktionsspulen umfasst.The The above object is achieved by a device with the features of claim 1. This device is thereby in that the reading device comprises a flat carrier a variety over the carrier comprising distributed induction coils.

Erfindungsgemäß umfasst die Leseeinrichtung gleich mehrere Induktionsspulen, die in bzw. an einem flächigen Träger angeordnet sind.According to the invention the reading device equals a plurality of induction coils which are in or on a plane carrier are arranged.

Die Induktionsspulen sind über die Fläche des Trägers hinweg verteilt angeordnet, so dass die Leseeinrichtung letztendlich eine flächige Leseeinrichtung umfasst, die gleichermaßen zur Aktivierung des Transponders dient. Gelangt der Transponder in das elektromagnetische Feld der jeweiligen Spule, wird dieser aktiviert und lässt sich eine Kommunikation zwischen der konkreten Spule und dem Transponder aufbauen.The Induction coils are over the area of the carrier arranged away, so that the reading device ultimately a plane Reading device includes that equally for activating the transponder serves. If the transponder enters the electromagnetic field of the each coil, this is activated and leaves a communication build up between the concrete coil and the transponder.

Letztendlich umfasst die Leseeinrichtung viele einzelne Leseköpfe, beispielsweise in Form von induktiven Spulen, die in enger Anordnung vorgesehen sind. Die Leseköpfe bzw. Spulen senden gleichzeitig einen Impuls in Richtung des nicht genau lokalisierten Transponders, so dass bei entsprechend enger Anordnung der Spulen eine der Spulen den Transponder tatsächlich aktiviert und vom Transponder eine Antwort in Form der Transponderkennung erhält. Bei nur geringer Feldstärke wird eine Erhöhung der Treffergenauigkeit dadurch erreicht, dass auf bzw. an dem Träger eine Vielzahl von Leseköpfen bzw. Spulen vorgesehen ist, die zur Lokalisierung des Transponders dient. Somit ist eine beliebige Position, beispielsweise eines Transponders einer RFID-Einheit, auf einem oder in einem Metallteil auf einem Rollenband lesbar, ohne dieses Bauteil präzise auszurichten. Bei hinreichend großem Träger und einer hinreichend großen Dichte an Spulen auf dem Träger ist ein schnelles Auffinden des Transponders sowie ein Auslesen und Beschreiben des Transponders möglich.Finally, the reading device comprises many individual reading heads, for example in the form of inductive coils, which are provided in close arrangement. The read heads or coils simultaneously send an impulse in the direction of the not exactly located transponder, so that in accordance en ger arrangement of the coils one of the coils actually activates the transponder and receives a response from the transponder in the form of transponder identification. With only a low field strength, an increase in the accuracy of the accuracy is achieved by providing a plurality of read heads or coils on or on the carrier, which serves to localize the transponder. Thus, any position, such as a transponder of an RFID unit, on a or in a metal part on a roll tape readable without precisely aligning this component. With a sufficiently large carrier and a sufficiently large density of coils on the carrier, a quick location of the transponder and a reading and writing to the transponder is possible.

In vorteilhafter Weise ist der Transponder zumindest weitestgehend in ein metallisches Werkstück integriert und lediglich an der Oberfläche des Werkstücks nicht abgeschirmt. Entsprechend nah muss der Lesekopf bzw. die Induktionsspule an den Transponder herangeführt werden, jedenfalls dann, wenn es sich bei dem Transponder um ein passives Bauteil handelt.In Advantageously, the transponder is at least largely integrated into a metallic workpiece and only on the surface of the workpiece not shielded. The reading head or the induction coil must be correspondingly close brought to the transponder be, at least when the transponder is one passive component.

In ganz besonders vorteilhafter Weise ist der Träger der Form des Werkstücks, insbesondere des den Transponder umfassenden Bereichs des Werkstücks, in etwa angepasst, um nämlich den Träger besonders nahe an den relevanten Bereich des Werkstücks heranführen zu können, ohne dabei jedoch in Kontakt mit dem Werkstück zu gelangen.In In a particularly advantageous manner, the carrier is the shape of the workpiece, in particular of the area of the workpiece comprising the transponder, in about adapted, namely the vehicle especially close to the relevant area of the workpiece, without, however, in Contact with the workpiece to get.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Träger zum Werkstück hin und vom Werkstück weg bewegbar ist, nämlich zum Zwecke der Detektion. Auch kann es möglich und erforderlich sein, dass der Träger zum Werkstück drehbar geführt ist. Im Rahmen einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung kann der Träger in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche oder Hauptebene des Werkstücks bewegbar sein.Of Furthermore, it is advantageous if the carrier towards the workpiece and from the workpiece is movable away, namely for the purpose of detection. It may also be possible and necessary that the carrier to the workpiece rotatably guided is. In the context of a further advantageous embodiment of the carrier be movable in a plane parallel to a surface or main plane of the workpiece.

Zum schnellen Erkennen des Transponders kann es von Vorteil sein, wenn der Träger solange gegenüber dem Werkstück bewegt wird, bis ein Transponder erkennt und ggf. die Kommunikation mit dem Transponder aufgebaut ist. Der Träger kann dabei als flache Scheibe oder tellerförmig ausgebildet sein. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung eignet sich der Träger insbesondere zur Detektion eines in einem Leichtmetallrad angeordneten Transponders, der zur Überwachung und teilsweise auch zur Steuerung des Produktionsprozesses in Bezug auf das jeweilige Werkstück dient.To the It can be advantageous if the transponder is detected quickly the carrier as long as opposite the workpiece is moved until a transponder detects and possibly the communication is constructed with the transponder. The carrier can be used as a flat disc or plate-shaped be educated. In the context of such an embodiment is suitable the carrier in particular for the detection of a arranged in a light metal wheel Transponders for monitoring and partly also for controlling the production process in relation to the respective workpiece serves.

Zur schnellen Detektion des Transponders kann es von weiterem Vorteil sein, wenn die Induktionsspulen gleichzeitig aktiviert werden. Zur Vermeidung störender Einflüsse ist es von weiterem Vorteil, wenn nach einer Identifizierung des Transponders mittels einer der Induktionsspulen die anderen Induktionsspulen deaktiviert werden. Sollte sich der Träger in Bewegung befinden, wird die Bewegung unmittelbar nach bzw. mit Detektion des Transponders gestoppt.to Rapid detection of the transponder can be of further benefit be when the induction coils are activated simultaneously. to Avoiding disturbing influences it is of further advantage if, after identification of the Transponders by means of one of the induction coils, the other induction coils be deactivated. Should the wearer be in motion, will the movement immediately after or with detection of the transponder stopped.

In weiter vorteilhafter Weise kann der Träger einen besonderen Abstandssensor umfassen, der den Abstand gegenüber dem Werkstück detektiert und eine Stellgröße für die Bewegung des Trägers liefert. Durch diese Maßnahme kann eine Kollision zwischen Träger und Werkstück vermieden werden. Auch dient der Abstandssensor zum möglichst nahen automatischen Heranführen des Trägers an das Werkstück, um sicherzustellen, dass die Anordnung der Induktionsspulen auch tatsächlich nahe genug an die Oberfläche des Werkstücks gelangt.In Further advantageously, the carrier can be a special distance sensor include the distance opposite the workpiece detected and a manipulated variable for the movement of the carrier supplies. By this measure can be a collision between carriers and workpiece be avoided. Also, the distance sensor serves as possible close automatic introduction of the carrier to the workpiece, to make sure the arrangement of the induction coils as well indeed close enough to the surface of the workpiece arrives.

Der Abstandssensor dient ebenso als Stellgröße für die Aktivierung/Deaktivierung des Transponders, so dass erst bei hinreichend geringem Abstand die Anordnung der Induktionsspulen aktiviert wird.Of the Distance sensor also serves as a manipulated variable for the activation / deactivation of the transponder, so that only at a sufficiently short distance the arrangement of the induction coils is activated.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt dieIt are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. On the one hand to the claim 1 subordinate claims and on the other hand to the following explanation of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. Combined with the explanation of the preferred embodiment The invention with reference to the drawings are also generally preferred Embodiments and developments of the teaching explained. In the drawing shows the

einzige Fig. in einer schematischen Anordnung, teilweise geschnitten, ein einen Transponder enthaltendes Leichtmetallrad, an das von unten eine einen Träger mit Induktionsspulen umfassende Leseeinrichtung herangeführt wird.single Fig. In a schematic arrangement, partially in section, a a light alloy wheel containing a transponder, to which from below one a carrier introduced with induction coils comprehensive reading device.

Die einzige Fig. zeigt in schematischer Ansicht, teilweise geschnitten, den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel eines Leichtmetallrades 1.The single FIGURE shows a schematic view, partially in section, the use of a device according to the invention using the example of a light metal wheel 1 ,

In das Leichtmetallrad 1 ist ein passiver Transponder 2 eingebettet, der nach innen bzw. nach unten lediglich mit Lack überzogen ist. Somit ist der Transponder 2 über einen nicht abgeschirmten Bereich zugänglich.In the alloy wheel 1 is a passive transponder 2 embedded, which is covered to the inside or down only with paint. Thus, the transponder 2 accessible via an unshielded area.

Eine Leseeinrichtung 3 dient zum Auslesen der Transponderkennung, wobei die Leseeinrichtung 3 wiederum einen flächigen Träger 4 in Form einer Scheibe umfasst. Der Träger 4 ist mit einer Vielzahl von in der einzigen Fig. nicht gezeigten Induktionsspulen ausgestattet, die gleichzeitig aktivierbar sind.A reading device 3 serves to read the transponder identifier, wherein the reading device 3 again a flat carrier 4 in form of a Disc includes. The carrier 4 is equipped with a plurality of induction coils, not shown in the single FIG., Which can be activated simultaneously.

In der einzigen Fig. lässt sich der Träger 4 nahe an die untere Oberfläche des Leichtmetallrades 1 mittels einer geeigneten Hubeinrichtung 5 verbringen, und zwar so nahe an die Oberfläche des Leichtmetallrads 1 heran, dass einer der Leseköpfe bzw. eine der Induktionsspulen den Transponder 2 aktiviert und die kontaktlose Kommunikation mit dem Transponder 2 aufbaut.In the only Fig. Can the carrier 4 close to the lower surface of the alloy wheel 1 by means of a suitable lifting device 5 spend so close to the surface of the alloy wheel 1 approach that one of the read heads or one of the induction coils the transponder 2 activated and the contactless communication with the transponder 2 builds.

Die Darstellung in der einzigen Fig. zeigt den Träger 4 sowohl in einer abgesenkten Position als auch in einer angehobenen Arbeitsposition, nahe am Leichtmetallrad 1.The illustration in the single FIGURE shows the carrier 4 both in a lowered position and in a raised working position, close to the light metal wheel 1 ,

Hinsichtlich weiterer Merkmale, die sich der einzigen Fig. nicht entnehmen lassen, sei zu Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.Regarding Further features that can not be inferred from the single FIG. be to avoid repetition on the general part of the Description referenced.

11
Leichtmetallradalloy wheels
22
Transpondertransponder
33
Leseeinrichtungreader
44
Träger/ScheibeSupport / disc
55
Hubeinrichtunglifting device

Claims (13)

Vorrichtung zum automatischen Erkennen und/oder Lesen bzw. Speichern von Daten, mit einem einem Werkstück zugeordneten bzw. in das Werkstück integrierten, vorzugsweise passiven Transponder (2) und einer Leseeinrichtung (3) zum Auslesen der Transponderkennung, wobei die Leseeinrichtung (3) mindestens eine Induktionsspule zum Erzeugen eines elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (3) einen flächigen Träger (4) mit einer Vielzahl über den Träger (4) hinweg verteilt angeordneter Induktionsspulen umfasst.Device for automatically detecting and / or reading or storing data, with a preferably passive transponder assigned to a workpiece or integrated into the workpiece ( 2 ) and a reading device ( 3 ) for reading out the transponder identifier, wherein the reading device ( 3 ) comprises at least one induction coil for generating a high-frequency electromagnetic field, characterized in that the reading device ( 3 ) a flat carrier ( 4 ) with a plurality over the carrier ( 4 ) distributed across distributed induction coils comprises. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (2) zumindest weitestgehend in ein metallisches Werkstück integriert und lediglich an der Oberfläche des Werkstücks nicht abgeschirmt ist.Device according to claim 1, characterized in that the transponder ( 2 ) at least largely integrated into a metallic workpiece and is not shielded only on the surface of the workpiece. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) der Form des Werkstücks, insbesondere des den Transponder (2) umfassenden Bereichs des Werkstücks, in etwa angepasst ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier ( 4 ) the shape of the workpiece, in particular of the transponder ( 2 ) comprehensive range of the workpiece, is approximately adapted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) zum Werkstück hin und vom Werkstück weg bewegbar ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier ( 4 ) is movable toward the workpiece and away from the workpiece. Vorrichtung nach, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) zum Werkstück drehbar ist.Device according to, characterized in that the carrier ( 4 ) is rotatable to the workpiece. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche oder Hauptebene des Werkstücks bewegbar ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier ( 4 ) is movable in a plane parallel to a surface or main plane of the workpiece. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) solange gegenüber dem Werkstück bewegt wird, bis ein Transponder (2) erkannt und ggf. die Kommunikation mit dem Transponder (2) aufgebaut ist.Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the carrier ( 4 ) is moved relative to the workpiece until a transponder ( 2 ) and if necessary the communication with the transponder ( 2 ) is constructed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) als flache Scheibe ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier ( 4 ) is formed as a flat disc. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) tellerförmig ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier ( 4 ) is plate-shaped. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen gleichzeitig aktivierbar sind.Device according to one of claims 1 to 9, characterized that the induction coils can be activated simultaneously. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Identifizierung des Transponders (2) mittels einer der Induktionsspulen die anderen Induktionsspulen deaktiviert werden.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that after identification of the transponder ( 2 ) are deactivated by means of one of the induction coils, the other induction coils. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) einen Abstandssensor umfasst, der den Abstand gegenüber dem Werkstück detektiert und eine Stellgröße für die Bewegung des Trägers (4) liefert.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the carrier ( 4 ) comprises a distance sensor which detects the distance from the workpiece and a manipulated variable for the movement of the carrier ( 4 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) einen Abstandssensor umfasst, der den Abstand gegenüber dem Werkstück detektiert und eine Stellgröße für die Aktivierung/Deaktivierung der Transponder (2) liefert.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the carrier ( 4 ) comprises a distance sensor which detects the distance from the workpiece and a manipulated variable for the activation / deactivation of the transponder ( 2 ).
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