Comprendre una fitxa tècnica d’etiqueta RFID

Sovint, les fitxes tècniques són escrites per enginyers electrònics per a enginyers electrònics i estan plenes de jerga tècnica. Sovint, els nostres compradors comuns també són enginyers, però a vegades no ho són. Aleshores, ¿com poden entendre les fitxes tècniques? En aquest article de la revista de Trace-ID, explicarem alguns conceptes bàsics per fer més comprensible una fitxa tècnica d’etiqueta RFID per a tothom, fins i tot si no són enginyers.

Què és una fitxa tècnica?

Una fitxa tècnica és un document, imprès o electrònic, on es descriuen les especificacions tècniques, els detalls mecànics, el format i les funcions d’un component electrònic. És a la fulla de dades d’etiquetes RFID on trobarà les respostes a les seves necessitats per a aplicacions de RFID. Per la qual cosa és fonamental entendre tota la seva informació profundament.

Seccions d’una fitxa tècnica d’etiqueta RFID

Generalment, la informació que es troba en una ficha tècnica d’etiqueta RFID s’organitza de la següent manera:
En primer lloc, el nom del producte i una imatge prou descriptiva. Seguida per formats i aplicacions. Després, algunes especificacions tècniques i detalls mecànics. Potser també siguin rellevants els materials de fabricació i les característiques de fabricació. Molt important és saber com és el rendiment de les etiquetes. Finalment, potser trobi les condicions de la compra, així com les de la entrega.
Pot ser que pugui tenir més o menys dades en un full de dades d’una etiqueta RFID, però aquests són els més comunment informats.

Què és important per a tu?

Tots aquests dades sobre etiquetes són gairebé inútils si no sabem què volem. Les nostres necessitats han de ser les que determinin quina etiqueta utilitzarem. Les ones de ràdio es comporten de manera diferent segons la freqüència, per la qual cosa és essencial triar la freqüència adequada d’acord amb les característiques de la seva aplicació (tipus de productes, entorn, etc.)
A més, encara que l’industria ha treballat per estandarditzar les tres bandes de RFID (LF, HF i UHF), els països de tot el món encara tenen diferents bandes de l’espectre de ràdio per a RFID. Per exemple, l’espectre per a la banda de baixa freqüència a la majoria dels països és de 125KHz a 134KHz, per a alta freqüència és generalment 13.56MHz arreu del món, però l’espectre d’ultra alta freqüència als EUA oscil·la entre 902MHz i 928MHz i a tota la UE és de 865MHz a 868MHz.

Alguns termes explicats

Frecuencia: la frecuencia RFID es refereix al tamany de les ones de ràdio utilitzades per comunicar-se entre els components del sistema RFID. Quan més gran és una ona, menor és el nombre de repeticions que una ona completa pot fer en un segon. 1Hz equival a una ona en un segon, 1KHz equival a mil ones per segon i 1MHz equival a un milió d’ones per segon. El tipus de freqüència determina alguns comportaments de tot el sistema RFID, per exemple, quan menor és la freqüència, més lenta és la velocitat de lectura de dades, però té majors capacitats per llegir ben a prop de metalls o líquids. D’altra banda, quan major és la freqüència, més ràpida és la velocitat de lectura de dades i més grans són els rangs de lectura, però desafortunadament té més sensibilitat a les interferencies causades per metalls o fluids en l’ambient.
La baixa freqüència (LF RFID) cobreix des de 125 KHz fins a 134 KHz i ofereix un rang de lectura de 10 cm. La alta freqüència (HF RFID) generalment opera a 13.56MHz i té rangs de lectura de 10cm a 1m. Finalment, la freqüència ultra alta (UHF RFID) cobreix 433MHz i entre 860MHz i 960MHz. El rang de lectura dels sistemes UHF pot ser fins a 12 metres, i té una velocitat de transferència de dades més ràpida que la LF o la HF, però és la més sensible a les interferencies i no pot llegir a través del metall o l’aigua.
Aleshores, sabent que els sistemes RFID funcionen de manera diferent segons les seves diferents bandes de freqüència, hem de examinar les necessitats i condicions de la nostra aplicació RFID per dissenyar la millor solució RFID.
Per exemple, si necessitem identificar objectes amb alt contingut d’aigua o si necessitem llegir objectes a través de materials metàl·lics prims, però el rang de lectura es pot limitar a centímetres, la nostra millor opció serà un sistema de baixa freqüència RFID. Els usos comuns de les etiquetes RFID de baixa freqüència són l’etiquetatge dels animals i el control d’accés. D’altra banda, si hem de llegir molts elements alhora de forma ràpida a gran distància, la nostra millor solució serà la UHF RFID, com ho fan els magatzems o els peatges.
Memòria EPC: la memòria EPC és l’espai d’emmagatzematge dins del xip de l’etiqueta on es guarda un nombre únic, que identifica l’element al qual està adherida l’etiqueta. Aquest nombre únic generalment requereix 96 bits de memòria. L’EPC és el nombre únic que identifica cada element individualment, com ho fa una identificació personal, és per això que les etiquetes RFID s’enganxen directament a cada objecte i és una de les avantatges més importants de la tecnologia RFID.
Memòria d’usuari: La memòria d’usuari s’utilitza per descriure l’objecte al qual s’adhereix l’etiqueta i també està dins del xip de l’etiqueta. La informació es personalitza segons el negoci i els seus dades poden canviar amb el temps, per exemple, es podria afegir nova informació rellevant sobre l’article durant el seu itinerari.
Antena: l’antena és el component que envia i rep els dades. En RFID poden ser de baixa freqüència (LF) de alta freqüència (HF) o de freqüència ultra alta (UHF). Les etiquetes i els lectors tenen antenes per formar un camp magnètic entre ells. L’antena de l’etiqueta té diferents dissenys segons la seva freqüència, ús i fabricant. Normalment, les antenes estan fetes de alumini, coure o plata.
Lector de RFID: és un dispositiu fix o mòbil amb una antena que rep els dades de les etiquetes i també envia ones que són rebudes per l’antena de l’etiqueta. D’aquesta manera, es crea el camp magnètic en sistemes RFID.
Etiquetes RFID: Estan formades bàsicament per tres elements: un xip minúscul, un substrat, comunament, silicona, i una antena. L’antena i el xip estan subjectes per una corretja en dissenys HF o un bucle en dissenys UHF. Dins del xip s’emmagatzema informació variada (consulteu la memòria EPC i la memòria d’usuari anteriors). Quan les ones de ràdio del lector arriben a l’antena del xip, l’antena converteix l’energia en electricitat que pot alimentar el microxip amb la informació. Després, en el circuit entre el xip i l’antena comença una ona amb una mica de potència, i l’antena transforma aquesta ona en una ona de ràdio amb prou potència per enviar les dades del xip fins al lector. Les etiquetes poden tenir moltes formes, com una etiqueta intel·ligent que té molta informació impresa, com un disseny propi o el codi de barres, o un inlay molt simple encapsulat en cartó o tela. Les etiquetes poden ser passives o actives.
Sistema RFID pasivo: les etiquetes RFID passives no tenen bateria, per la qual cosa no tenen una font d’alimentació interna i estan alimentades per l’energia electromagnètica transmesa des d’un lector de RFID. Les etiquetes passives de RFID s’utilitzen per aplicacions que no necessiten controlar constantment algunes condicions d’elements com ara temperatura, ubicació o altres. Els sistemes de RFID passius són més barats que els sistemes de RFID actius i, generalment, s’utilitzen per a bitllets, curses esportives, controls d’accés, etc.
Sistema RFID actiu: les etiquetes RFID actives són etiquetes RFID alimentades per bateria que transmeten contínuament la seva pròpia senyal. Les etiquetes actives ofereixen un rang de lectura molt més llarg que les etiquetes passives, una lectura de dades més ràpida, un major control sobre els productes i una millor informació sobre ells. Els sistemes de RFID actius són més cars que els sistemes passius i s’utilitzen generalment en peatges, indústria alimentària, etc.
Protocol: Conjunt de regles que regeixen el flux de dades en un sistema de comunicació.
Protocol d’interfície aèria: L’interfície aèria en RFID significa que la comunicació entre una etiqueta i un lector es realitza a través d’un mitjà conductor lliure, generalment aire, en lloc d’utilitzar un cable. Per tant, el protocol d’interfície aèria és un conjunt de regles que regeixen la forma en què les etiquetes i els lectors es comuniquen. Aquests protocols estan establerts globalment arreu del món. Per exemple, les etiquetes UHF RFID utilitzen el protocol d’interfície aèria ISO 18000 desenvolupat per descriure les especificacions de comunicació de lector i etiqueta.
Inlay: Un inlay és bàsicament un microxip connectat a una antena i muntat en un substrat. Els inlays es denominen “wet inlays” o “dry inlays” depenent si tenen un costat adhesiu o simplement s’uneixen al material de suport del substrat anomenat “web”. Els inlays vénen en rols d’entre 5.000 i 20.000 inlays preparats per convertir-se en etiquetes acabades.
Etiqueta intel·ligent: L’etiqueta intel·ligent és una etiqueta amb molta informació, com el codi de barres, el preu, les especificacions del producte i un inlay RFID incrustat.

Foto principal de Jonathan Velasquez a Unsplash.
Agraïments a www.rfidjournal.com, www.blog.atlasrfidstore.com i www.impinj.com/library/blog per proporcionar un contingut tan excel·lent i útil que va ajudar a completar aquest article.