Efectos nocivos del entorno del ruido en una instalación RFID HF 13,56 MHz- (parte 1)
Cuando nos enfrentamos a un proyecto en el cual usaremos la tecnología RFID HF (13,56 MHz), a menudo nos podemos encontrar con varios problemas que debemos saber cómo afrontar para que la instalación, y por lo tanto el proyecto, resulten lo más exitosos posibles. En este artículo vamos a detallar cuáles son estos problemas que podemos encontrar y cómo afrontarlos.
Los problemas más típicos que podemos encontrar son:
• Sintonización errónea de las antenas
• Nivel de ruido demasiado alto
• Acoplamiento entre antenas
• Acoplamiento entre transponders
• Ruido debido a otros sistemas RF
• Velocidad de lectura/escritura demasiado baja
• Influencia de metal cerca de la antena
• La instalación de la antena no permite leer todos los tags en cualquier orientación
Cuando se da una o varias de estas situaciones enumeradas, muchas veces nos encontraremos con que los lectores nos darán algún mensaje de “Error” o “Warning”. Otras veces, simplemente podemos observar que el rendimiento que obtenemos del equipo no es el esperado según las especificaciones. Veamos algunos efectos producidos por estas situaciones:
En la gráfica de aquí arriba podemos ver la relación existente entre la potencia de transmisión y la distancia de lectura.
Nuestro lector HF con mayor potencia de transmisión, hasta12W.
En general, cuanto mayor es la potencia de transmisión, mayor es la distancia de lectura, pero no de forma exponencial; a partir de los 8W, el aumento de la distancia de lectura/grabación es poco significativo. También hay que tener en cuenta que cualquier instalación RFID se vuelve cada vez menos “estable” a medida que aumentamos la potencia. Con menos estable queremos decir que generalmente es más sensible al ruido. Es por ello que, a pesar de que aumentando la potencia aumentemos también la distancia de lectura, debemos intentar trabajar siempre con la menor potencia posible que nos garantice un buen funcionamiento de nuestra instalación.
En esta otra gráfica se nos muestra el efecto del metal en la distancia de lectura. Como podemos ver, la distancia de lectura que conseguimos es mayor cuanto más alejada está la antena del metal. Por otro lado, también vemos que si la antena se sintoniza cuando está cerca del metal, la distancia de lectura no disminuye tanto. Es decir, la distancia de lectura no se ve tan afectada. Esto es porque al sintonizar la antena cerca del metal, ésta optimiza su rendimiento para las condiciones de entorno en las que se encuentra, aunque no sean las más adecuadas.
Si la proximidad de la antena al metal no se puede evitar, debemos asegurar, al menos, los siguientes aspectos:
• Mantener una separación mínima de 10 cm entre el metal y la antena
• A 30 cm de distancia o menos, la distancia de lectura quedará fuertemente restringida
• Cuando la separación es de 50 cm o más, virtualmente no hay efecto medible
• Las partes metálicas no deben formar un círculo cerrado ni un circuito
• Puede ser necesario que estas partes metálicas se aíslen en un punto
• Es mejor conectar a “tierra” las partes metálicas en una configuración de estrella
El metal cerca o “en contacto” con los tags también afecta mucho al rendimiento de los mismos. En el siguiente gráfico podemos ver cómo cae en picado la distancia de lectura de un tag en función de su proximidad al metal:
Por ello es muy importante utilizar siempre tags preparados para colocar sobre superficies metálicas para minimizar el efecto de este elemento.
Tags HF para montaje sobre metal
En el siguiente gráfico podemos ver representada la distancia de lectura típica de una antena en función del nivel de ruido del entorno:
Así pues, vemos cómo, a medida que aumenta el ruido (Umax-Umin), la distancia de lectura disminuye. Cuanto más ruido, menor distancia de lectura. Típicamente diremos que para mantener una buena distancia de lectura sin que el ruido externo afecte negativamente, el valor Umax-Umin debe ser menor de 20 mV.
Los lectores HF industriales pueden monitorizar el ruido del entorno, y con el programa ISOStart, lo podemos visualizar.
En otro artículo veremos cuáles son las acciones que podemos llevar a cabo para reducir al máximo estos efectos no deseados en nuestras instalaciones RFID HF y provocados por el ruido.