Conocimiento

¿Como escoger el tag RFID más adecuado?

26 de Septiembre de 2016

Una parte importante de cualquier proyecto RFID consiste en escoger el tag RFID más adecuado, y ésta no es siempre una tarea fácil. La elección del tag requiere una comprensión profunda del funcionamiento de los tags y lectores, así como de los procesos por los que van a pasar los objetos que se identificarán con un tag. Es importante entender las especificaciones del tag y del lector y su impacto en el rendimiento del tag. Algunos de los factores que se toman en consideración durante la selección del tag son: el tipo de tag (tipo etiqueta, encapsulado, etc), frecuencia de operación (LF, HF, UHF), materiales donde se pondrán los tags, método de sujeción del tag (adhesivo, silicona, remaches…), distancia de lectura, tasa de lecturas, tamaño del tag, condiciones del entorno (en interior, exterior, condiciones de suciedad, polvo…), coste y requerimientos concretos solicitados.

 

► Frecuencia del tag

La selección de la frecuencia del tag depende de factores como la distancia de lectura requerida, material donde se colocará el tag, y tasa de lecturas. Por ejemplo, aplicaciones como el control de acceso y los sistemas de pago requieren una distancia de lectura muy corta. En este tipo de aplicaciones, leer los tags más allá de unos pocos centímetros puede crear un riesgo en la seguridad, y por lo tanto la distancia de lectura no deberá sobrepasar esos pocos centímetros. Es por ello que los tags LF y HF con distancias de lectura cortas son los más indicados para estas aplicaciones. 

 

Llavero 125 KHz para controles de acceso    Tarjetas HF de PVC para pagos y control acceso 

 Llavero 125 KHz y tarjetas HF para controles de acceso y gestión pagos

Pulsera HF para controles de acceso

Pulsera HF para control acceso

 

En las cadenas de suministro donde se usan pallets con tags, se requieren distancias de lectura de entre 1 y 3 metros. Los tags UHF son los más adecuados para este tipo de aplicación.

Los objetos con contenidos acuosos requieren que haya cierta separación entre el ítem y el tag UHF o tag microondas, ya que estos tags no se comportan muy bien en presencia de agua. Además, a nivel de ítem, hay pocas opciones para la colocación del tag, y hay menos opciones de poder crear un espacio de separación entre el tag y el objeto. En estos casos, un tag HF con una distancia de lectura de 60 o 90 cm puede ser una elección ideal.

 

Etiqueta adhesiva RFID HF para lectura a larga distancia

Etiqueta HF que se puede leer a 60 o 90 cm con equipos industriales de largo alcance

 

Los tags HF y LF son adecuados para la trazabilidad de animales y humanos, porque los cuerpos tienen un alto contenido de agua (alrededor del 70%). En general, los tags LF se utilizan para los animales y los HF para los humanos.

Los objetos metálicos o que contienen metal constituyen un problema a la hora de identificarlos con tags. Los tags que se ponen directamente sobre objetos metálicos se desintonizan y no pueden trabajar bien, independientemente de la frecuencia del tag. Si sobre el metal se colocan tags UHF o microondas con una pequeña separación entre el tag y el objeto, entonces se pueden leer fácilmente. Los tags LF y HF son más sensibles al metal y requieren una separación mayor, aun así, también existen productos en el mercado adecuados para su aplicación sobre este material.

 

Tag UHF para colocar sobre metal    Tag HF para colocar sobre metal

Tag UHF y tag HF para colocar sobre elementos metálicos

 

Tag 125 KHz para garrafas metálicas

Tag LF para garrafas metálicas

 

► Tipo de tag

Los factores que afectan la selección del tipo de tag son la distancia de lectura, requerimientos de sensores, coste, tamaño, peso, y el tipo de aplicación. Los tags pasivos son más baratos que los tags semi-pasivos o activos, ya que éstos necesitan una pequeña batería para funcionar. También es importante tener en cuenta que el coste del tag debería considerarse en relación al coste de los ítems que se van a identificar con el tag. Por ejemplo, un tag activo de 100 Eur identificando un contenedor de mercancías es económico, mientras que un tag de 0,25 Eur identificando una caja de cereales, es demasiado caro.

Tag RFID UHF pasivo

Algunas aplicaciones ya nos dictan el tipo de tags a usar. Por ejemplo, para monitorizar la temperatura dentro de un camión refrigerado, se necesitarán tags activos o semi-pasivos con sensores de temperatura.

Para monitorizar la integridad de un contenedor de transporte se podría utilizar un tag activo con un sensor de intrusión. En cambio, una bolsa reutilizable o un contenedor plástico (o bandeja) como los que se usan en una planta fabricación o de procesamiento de comida, podría identificarse con un tag semi-pasivo. Como estas bolsas o contenedores circulan sólo dentro la planta, el coste del tag no es muy crítico, pues se va a amortizar al cabo de cierto tiempo.

Es importante también considerar el coste de la aplicación del tag en el objeto. A veces puede resultar que el proceso sea costoso, y se deberá tener en cuenta.

 

► Factores del entorno

Las condiciones de entorno que un tag puede encontrarse durante su tiempo de vida también constituyen un factor importante a tomar en consideración. Un tag embebido dentro de un producto puede estar sometido a altas temperaturas y altas presiones durante el proceso de fabricación, y debe ser capaz de soportar estas condiciones. Se tienen que evaluar las condiciones del entorno, no sólo dentro de las propias instalaciones, sino también en cualquier entorno en el que el tag se pueda encontrar durante su tiempo de vida. Estas condiciones de entorno pueden afectar la distancia de lectura del tag o el ratio de lectura. Por ejemplo:

♦ El substrato puede absorber humedad o puede volverse quebradizo y romperse

♦ Debido a la humedad o a ciertos químicos, es posible que el adhesivo no soporte el tag, y que por lo tanto, éste acabe cayendo

♦ La interconexión entre la antena y el chip del tag puede romperse debido a vibraciones o a doblar repetidamente el tag

♦ La antena se puede debilitar debido a efectos corrosivos de los químicos presentes en el entorno

Es por motivos como los descritos aquí que puede resultar necesario el uso de tags encapsulados que estén protegidos de la abrasión o los químicos del entorno.

 

Tags UHF pequeños cerámicos para altas temperaturas      Tags HF encapsulados para múltiples aplicaciones

Tags UHF cerámicos y tags HF en diferentes formatos para múltiples aplicaciones

 

► Cumplimiento con los estándares RFID

Los tags se tienen que seleccionar de manera que se cumpla con ciertos estándares. Los estándares pueden ser abiertos, como los ISO, o pueden ser propietarios. Seguir los estándares abiertos y más populares es la práctica más aconsejable, porque hay más empresas fabricantes de productos que usen estos estándares (en lugar de estándares propietarios), y por lo tanto habrá un catálogo de productos más amplio donde escoger. Además estos productos probablemente serán más económicos, ya que los volúmenes de fabricación serán también mayores, y el soporte técnico probablemente también estará disponible durante más tiempo. Dada la aceptación general de los estándares EPC Gen 2 (y también el ISO 18000-6c), es mejor utilizar productos que cumplan con el este estándar Gen2 en el caso de trabajar con la frecuencia UHF.

 

► Cumplimiento de requerimientos

Muchas grandes empresas y empresas públicas han impuesto como requerimiento básico que sus suministradores entreguen sus mercancías con tags RFID. Estos requerimientos por parte de estas empresas en general especifican muchas características del tag: tipo, frecuencia, capacidad de memoria, distancia de lectura, ratio y velocidad de lectura, y protocolos. Además los requerimientos también pueden especificar cómo se tendrían que identificar los bienes con el tag. Si una empresa está suministrando un producto a una de las empresas que lo han establecido como “obligación”, ahí hay muy poco margen (o ninguno) para elegir el tag a utilizar. La frecuencia y el tipo de tag vienen descritos en las mismas especificaciones publicadas. Como mucho se podría escoger el fabricante del tag y el modelo, dependiendo de los materiales que se tengan que identificar y de la localización del tag en los productos.

 

► Orientación y localización del tag

La orientación del tag en relación a la antena del lector también afecta al rendimiento del mismo. La mejor orientación siempre es aquella en que el tag y la antena están en posición plana y completamente paralelos. En esta posición el tag puede recibir la potencia máxima de la antena. A medida que el tag va rotando, presenta una menor área efectiva para las ondas electromagnéticas y, por lo tanto, “recoge” menos potencia. La distancia de lectura del tag disminuye a medida que el tag es capaz de “captar” menos energía o potencia. Es por este mismo motivo que un tag pequeño siempre se va a leer a menos distancia que un tag más grande.

La mayoría de los tags pasivos UHF tienen una única antena tipo dipolo con ceros a lo largo de ambos polos.

 

Tag UHF para vehículos, con un dipolo

Tag UHF para vehículos, con un dipolo

 

Este tipo de tag no puede ser leído cuando el eje de los polos en la antena del tag es perpendicular al plano de la antena del lector. En este caso hay dos opciones para poner remedio a esta situación: instalar dos antenas (una perpendicular a la otra), de manera que el eje de la antena del tag no sea perpendicular al plano de al menos una de las antenas lectoras. O también se pueden utilizar tags con dos antenas dipolo (tag dual dipole), con una antena perpendicular a la otra. El eje de al menos una de las dos antenas de este tag no se encontrará nunca en perpendicular al plano de la antena del lector. Habitualmente estos tags tienen forma cuadrada:

 

Tag UHF con forma cuadrada

 

► Colocación del tag

La colocación del tag en un objeto afecta al rendimiento del tag. La colocación del tag es una consideración importante en el caso de usar tags pasivos UHF o tags de microondas para identificar productos que contengan líquidos acuosos, como botellas de vino, botellas de champú, medicamentos líquidos y la gran mayoría de alimentos. Las ondas electromagnéticas a las frecuencias UHF y microondas son absorbidas por el agua. Para poder leer tags UHF adheridos a paquetes que contienen líquidos acuosos, el tag tiene que estar colocado de manera que exista una separación con aire entre el tag y el propio líquido. Es posible diseñar el tag de manera que su antena siempre esté “apuntando” en la dirección que se aleja del líquido, o se puede aprovechar la manera como estén empaquetados los líquidos, adhiriendo el tag al contenedor pero donde esté más alejado del líquido (por ejemplo, en el caso de un medicamento líquido, siempre será mejor poner el tag en el tapón del medicamento, siempre que sea posible). A diferencia de la identificación por ítems (ítem-level tagging), en la identificación a nivel de cajas (case-level tagging), el tag se coloca en la propia caja. El mejor lugar para colocar un tag UHF pasivo en cajas es allí donde la caja queda más alejada del producto líquido que hay en el interior. Esto puede requerir una colocación del tag bastante precisa, con una tolerancia de pocos milímetros. Asimismo, hará falta experimentar con varios tags para poder determinar el mejor sitio donde colocar el tag.

Como se puede ver, las casuísticas que nos podemos encontrar a la hora de escoger un tag pueden ser múltiples, y necesitaríamos muchas páginas para describirlas. Lo principal es ser consciente de lo importante que es escoger bien el tag y por lo tanto, dedicarle el tiempo necesario. No guiarnos sólo por un factor de precio, tamaño o distancia de lectura. Todos los procesos por los que vaya a pasar el tag, cuentan.

En FQ Ingeniería tenemos una amplia gama de tags, aunque no lo encuentres en la web, es muy probable que podamos disponer del que estás buscando. Ponte en contacto con nosotros!. También estamos a tu disposición para ayudarte y guiarte a escoger el modelo más adecuado.


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