Le schede tecniche sono spesso scritte da ingegneri elettronici per ingegneri elettronici e sono piene di gergo tecnico. Spesso anche i nostri acquirenti comuni sono ingegneri, ma a volte non lo sono. Come possono quindi comprendere le schede tecniche? In questo articolo della rivista Trace-ID, spiegheremo alcuni concetti di base per rendere la scheda tecnica di un tag RFID più comprensibile per tutti, anche se non sono ingegneri.
Che cos’è una scheda tecnica?
Una scheda tecnica è un documento, stampato o elettronico, che descrive le specifiche tecniche, i dettagli meccanici, il formato e le funzioni di un componente elettronico. È nella scheda tecnica del tag RFID che troverete le risposte alle vostre esigenze applicative. È quindi essenziale comprendere a fondo tutte le sue informazioni.
Sezioni di una scheda tecnica di un tag RFID
In genere, le informazioni contenute in una scheda tecnica di un tag RFID sono organizzate come segue:
Innanzitutto, il nome del prodotto e un’immagine sufficientemente descrittiva. Seguono i formati e le applicazioni. Poi alcune specifiche tecniche e dettagli meccanici. Forse sono importanti anche i materiali di fabbricazione e le caratteristiche di produzione. Molto importante è sapere come funzionano le etichette. Infine, si possono trovare le condizioni di acquisto e di consegna.
La scheda tecnica di un’etichetta RFID può contenere più o meno dati, ma questi sono quelli più comunemente riportati.
Cosa è importante per voi?
Tutti questi dati sui tag sono quasi inutili se non sappiamo cosa vogliamo. Le nostre esigenze dovrebbero determinare il tag da utilizzare. Le onde radio si comportano in modo diverso a seconda della frequenza, quindi è essenziale scegliere la frequenza giusta in base alle caratteristiche della vostra applicazione (tipo di prodotti, ambiente, ecc.).
Inoltre, sebbene l’industria abbia lavorato per standardizzare le tre bande RFID (LF, HF e UHF), i Paesi del mondo hanno ancora bande di spettro radio diverse per la RFID. Ad esempio, lo spettro per la banda a bassa frequenza nella maggior parte dei Paesi è compreso tra 125KHz e 134KHz, mentre per l’alta frequenza è generalmente di 13,56MHz in tutto il mondo; tuttavia, lo spettro ad altissima frequenza negli Stati Uniti va da 902MHz a 928MHz e nell’Unione Europea è compreso tra 865MHz e 868MHz.
Alcuni termini spiegati
Frequenza: la frequenza RFID si riferisce alla dimensione delle onde radio utilizzate per comunicare tra i componenti del sistema RFID. Più grande è un’onda, minore è il numero di ripetizioni che un’onda completa può effettuare in un secondo. 1Hz equivale a un’onda in un secondo, 1KHz equivale a mille onde al secondo e 1MHz equivale a un milione di onde al secondo. Il tipo di frequenza determina alcuni comportamenti dell’intero sistema RFID, ad esempio, più bassa è la frequenza, più lenta è la velocità di lettura dei dati, ma ha maggiori capacità di lettura in prossimità di metalli o liquidi. D’altra parte, più alta è la frequenza, maggiore è la velocità di lettura dei dati e più ampi sono i campi di lettura, ma purtroppo è più sensibile alle interferenze causate dai metalli o dai liquidi presenti nell’ambiente.
Labassa frequenza (LF RFID) va da 125 KHz a 134 KHz e offre un raggio di lettura di 10 cm. L ‘alta frequenza (HF RFID) opera generalmente a 13,56 MHz e ha un raggio di lettura compreso tra 10 cm e 1 metro. Infine, l’ultra alta frequenza (UHF RFID) copre 433MHz e va da 860MHz a 960MHz. Il raggio di lettura dei sistemi UHF può raggiungere i 12 metri e ha una velocità di trasferimento dei dati superiore a quella dei sistemi LF o HF, ma è il più sensibile alle interferenze e non può leggere attraverso il metallo o l’acqua.
Quindi, sapendo che i sistemi RFID funzionano in modo diverso a seconda delle bande di frequenza, dobbiamo esaminare le esigenze e le condizioni della nostra applicazione RFID per progettare la soluzione RFID migliore.
Ad esempio, se dobbiamo identificare oggetti con un elevato contenuto di acqua o se dobbiamo leggere oggetti attraverso materiali metallici sottili, ma il raggio di lettura può essere limitato a pochi centimetri, la scelta migliore sarà un sistema RFID a bassa frequenza. Gli usi più comuni delle etichette RFID a bassa frequenza sono l’etichettatura degli animali e il controllo degli accessi. D’altra parte, se abbiamo bisogno di leggere molti oggetti contemporaneamente e rapidamente su una lunga distanza, la soluzione migliore sarà l’RFID UHF, ad esempio nei magazzini o ai caselli autostradali.
Memoria EPC: la memoria EPC è lo spazio di archiviazione all’interno del chip del tag dove viene memorizzato un numero univoco che identifica l’articolo a cui il tag è collegato. Questo numero unico richiede generalmente 96 bit di memoria. L’EPC è il numero univoco che identifica ogni oggetto singolarmente, come un documento di identità personale, motivo per cui le etichette RFID sono attaccate direttamente a ogni oggetto e rappresenta uno dei vantaggi più importanti della tecnologia RFID.
Memoria dell’utente: il banco di memoria dell’utente viene utilizzato per descrivere l’oggetto a cui è attaccato il tag e si trova anche all’interno del chip del tag. Le informazioni sono personalizzate in base all’attività e i dati possono cambiare nel tempo, ad esempio possono essere aggiunte nuove informazioni rilevanti sull’oggetto durante il suo percorso.
Antenna: l’antenna è il componente che invia e riceve i dati. Nell’RFID possono essere a bassa frequenza (LF), ad alta frequenza (HF) o ad altissima frequenza (UHF). I tag e i lettori sono dotati di antenne che formano un campo magnetico tra loro. L’antenna del tag ha forme diverse a seconda della frequenza, dell’uso e del produttore. Le antenne sono solitamente in alluminio, rame o argento.
Lettore RFID: è un dispositivo fisso o mobile dotato di antenna che riceve i dati dai tag e invia onde che vengono ricevute dall’antenna del tag. In questo modo, nei sistemi RFID si crea il campo magnetico.
Tag RFID: sono costituiti essenzialmente da tre elementi: un minuscolo chip, un substrato, solitamente in silicio, e un’antenna. L’antenna e il chip sono tenuti insieme da una cinghia nei progetti HF o da un anello nei progetti UHF. All’interno del chip sono memorizzate varie informazioni (vedi sopra memoria EPC e memoria utente). Quando le onde radio del lettore raggiungono l’antenna del chip, l’antenna converte l’energia in elettricità che può alimentare il microchip con le informazioni. Quindi, nel circuito tra il chip e l’antenna , parte un’onda con una certa potenza, che l’antenna trasforma in un’onda radio con potenza sufficiente per inviare i dati dal chip al lettore. I tag possono assumere diverse forme, come ad esempio uno smart tag con molte informazioni stampate sopra, come un disegno proprietario o un codice a barre, o un inlay molto semplice incapsulato in cartone o tessuto. Le etichette possono essere passive oattive.
Sistema RFID passivo: le etichette RFID passive sono prive di batteria, quindi non hanno un’alimentazione interna e sono alimentate dall’energia elettromagnetica trasmessa da un lettore RFID. I tag RFID passivi sono utilizzati per applicazioni che non necessitano di monitorare costantemente alcune condizioni di elementi come la temperatura, la posizione o altro. I sistemi RFID passivi sono meno costosi dei sistemi RFID attivi e sono tipicamente utilizzati per la biglietteria, le gare sportive, il controllo degli accessi, ecc.
Sistema RFID attivo: i tag RFID attivi sono tag RFID alimentati a batteria che trasmettono continuamente il proprio segnale. I tag attivi offrono un raggio di lettura molto più ampio rispetto ai tag passivi, una lettura più rapida dei dati, un maggiore controllo sui prodotti e migliori informazioni sui prodotti. I sistemi RFID attivi sono più costosi di quelli passivi e sono generalmente utilizzati nei pedaggi, nell’industria alimentare, ecc.
Protocollo: Insieme di regole che disciplinano il flusso di dati in un sistema di comunicazione.
Protocollo di interfaccia aerea: l’ interfaccia aerea nella RFID significa che la comunicazione tra un tag e un lettore avviene attraverso un mezzo conduttivo libero, di solito l’aria, invece di utilizzare un filo. Pertanto, il protocollo di interfaccia aerea è un insieme di regole che disciplinano le modalità di comunicazione tra tag e lettori. Questi protocolli sono stabiliti a livello mondiale. Ad esempio, i tag RFID UHF utilizzano il protocollo di interfaccia aerea ISO 18000, sviluppato per descrivere le specifiche di comunicazione tra lettore e tag.
Inlay: Un inlay è fondamentalmente un microchip collegato a un’antenna e montato su un substrato. Gli intarsi sono definiti “intarsi a umido” o “intarsi a secco”, a seconda che abbiano un lato adesivo o siano semplicemente incollati al materiale di supporto del substrato chiamato “web”. Gli intarsi vengono forniti in rotoli da 5.000 a 20.000 intarsi pronti per diventare etichette finite.
Etichetta intelligente: L’etichetta intelligente è un’etichetta con molte informazioni, come il codice a barre, il prezzo, le specifiche del prodotto e un inlay RFID incorporato.
Fonti:
Foto principale di Jonathan Velasquez su Unsplash.
Grazie a www.rfidjournal.com, www.blog.atlasrfidstore.com e www.impinj.com/library/blog per aver fornito contenuti eccellenti e utili che hanno contribuito a completare questo articolo.
