Su lector RFID está conectado a sus antenas correspondientes, ha ajustado la configuración de energía y ha aplicado sus etiquetas RFID a los elementos que desea rastrear; sin embargo, tiene problemas para leer sus etiquetas.
Esta publicación te ayudará a solucionar algunos de los problemas comunes del rango de lectura RFID.
Antes de profundizar en el tema, la importancia de las pruebas no se puede enfatizar lo suficiente.
Independientemente de lo que se indique aquí, siempre debe realizar una prueba exhaustiva, hacer los ajustes necesarios y luego volver a realizar la prueba.
Parte del hardware está diseñado para maximizar el rango de lectura, mientras que otro hardware está diseñado para limitar el rango de lectura.
Es importante contar con los lectores apropiados para su aplicación. Los siguientes seis consejos lo guían a través de especificaciones clave de hardware que lo ayudarán a determinar su configuración óptima.
Vamos a hablar sobre cada uno de los conceptos y paradigmas fundamentales en RFID a continuación:
Ganancia de la antena:
Si necesita más rango de lectura, use antenas de mayor ganancia. ¿Necesita menos rango de lectura? Use antenas de menor ganancia. Si necesita leer las etiquetas de cerca, use antenas de proximidad de muy baja ganancia.
Los detalles:
En pocas palabras, una antena de mayor ganancia aumenta la potencia recibida del lector. Si desea asegurarse de que sus antenas tengan un “alcance” más largo, entonces necesita antenas de alta ganancia (por ejemplo, 9 dBi o más).
Esto plantea la pregunta, “¿por qué querría una antena de baja ganancia?” Algunos entornos y aplicaciones requieren una configuración estrictamente controlada. Por ejemplo, en sistemas donde la etiqueta siempre estará a la misma corta distancia de la antena, simplemente no se necesita una antena de alta ganancia.
En otros, muchos requieren un escaneo de proximidad para no leer etiquetas demasiado lejos y una antena RFID de proximidad de baja ganancia es perfecta para tal situación. En resumen, cuanto mayor es la ganancia, mayor es el alcance de la antena, y viceversa. Además, las antenas de menor ganancia son de menor tamaño que las antenas de alta ganancia; por lo tanto, si su aplicación tiene restricciones de tamaño en términos de dimensiones de la antena, es posible que desee experimentar con una antena RFID de menor ganancia.
Polarización de la antena:
Si las etiquetas están alineadas con la polarización de la antena, las antenas polarizadas lineales se leerán más lejos que las antenas polarizadas circulares. Si las etiquetas no están alineadas con la polarización de la antena, las antenas circulares polarizadas leerán más lejos que las antenas polarizadas lineales.
Los detalles: la polarización se refiere al tipo de campo electromagnético que genera la antena.
La polarización lineal se refiere a la radiación a lo largo de un solo plano. Una manera muy simple de pensar en el haz de una antena RFID polarizada linealmente es imaginar que mueve una espada hacia arriba y hacia abajo o de lado a lado. La polarización circular se refiere a antenas que dividen la potencia radiada en dos ejes y luego “hace girar” el campo para cubrir la mayor cantidad de planos posible.
Una manera simple de imaginar un campo de antena RFID polarizada circularmente es imaginar un “tornado” emitiendo desde la superficie de la antena. Debido a la naturaleza del campo de la antena, la orientación de la etiqueta se vuelve mucho más importante con antenas lineales que con antenas circulares. Además, debido a que la potencia no se divide en más de un eje, el campo de una antena lineal se extenderá más que una antena circular con ganancia comparable, lo que permite un rango de lectura más largo cuando se alinea con la etiqueta RFID. Vea nuestro artículo explicando más detalladamente la polarización circular vs. lineal.
Etiquetado con RFID
(Tamaño / Orientación / Ángulo / Colocación):
Como regla general, las etiquetas pequeñas tendrán rangos de lectura más cortos y las etiquetas grandes tendrán rangos de lectura más largos. Para obtener el mejor alcance de cualquier etiqueta RFID, asegúrese de que la etiqueta esté totalmente orientada hacia la antena y preste especial atención a la orientación de la etiqueta cuando use antenas polarizadas linealmente. Por último, al etiquetar objetos con alto contenido líquido o metálico, asegúrese de elegir etiquetas RFID diseñadas para su montaje en dichos objetos.
Tamaño de la etiqueta:
las etiquetas RFID pasivas pueden variar en el rango de lectura de unas pocas pulgadas a más de 50 pies. Las etiquetas RFID contienen antenas y debido a que las antenas más grandes se transmitirán más lejos que las antenas más pequeñas, en general, cuanto más grande sea la etiqueta, mayor será el rango de lectura.
Orientación de la etiqueta y ángulo de lectura:
para explicar la orientación de la etiqueta y el ángulo de lectura, imagine una etiqueta RFID acostada sobre un producto. Luego, imagine una antena RFID en el techo mirando hacia abajo sobre el taburete. En este escenario, puede mover la etiqueta de dos maneras importantes y ambas tienen ramificaciones importantes en el rango de lectura.
Rotación de la etiqueta RFID en el producto (orientación de la etiqueta):
para aclarar, este punto solo es importante para antenas con polarización lineal. Si tiene una antena polarizada circular, la orientación de la etiqueta no debería importar. Sin embargo, con antenas lineales, la rotación de etiquetas (es decir, orientación) sí importa. Imagine que el asiento del taburete es una esfera de reloj.
Con una antena lineal, si la etiqueta está orientada de 9 a 3 y no la está levantando, intente rotarla de 6 a 12. Esta es una prueba rápida que se aplica principalmente a las etiquetas con un solo dipolo (por ejemplo, el Alien Squiggle ) Algunas etiquetas RFID tienen dipolos dobles que ayudarán a mitigar los problemas causados por este movimiento (por ejemplo, la Rana SMARTRAC).
Para aprovechar al máximo la energía posible de la antena RFID, la etiqueta RFID debe mirar directamente a la antena. Para ilustrar este punto, piense en la guerra naval del siglo XIX.
En este escenario, la etiqueta RFID es una cañonera más pequeña, y la antena RFID es una cerda de 140 cañones, un barco de cuatro cubiertas de la línea con Lord Nelson a bordo. La antena debe anular la etiqueta para que Lord Nelson pueda causar estragos en la etiqueta. Si tiene una mente más matemática y no le interesa la analogía naval, piense en la antena extendida como un plano X, Y, y la etiqueta (alineada con la antena) también extendida como un plano X, Y. Los dos están separados por una cierta distancia Z, y nunca se tocan.
En resumen, obtendrá el mejor rango cuando lea la etiqueta de frente: cuanto más inclinado sea el ángulo de lectura, más disminuirá el rango de lectura. Algunas etiquetas RFID, como la etiqueta de cable RFID incorporable, tienen un perfil de lectura de 360 grados que mitiga el problema del ángulo de lectura.
Colocación de la etiqueta:
lo que está etiquetando y dónde coloca la etiqueta es un tema más fácil de explicar, pero es extremadamente importante cuando se trata del rango de lectura. Las etiquetas RFID UHF se ven fuertemente afectadas por objetos que contienen metal (reflejo de energía de RF) o agua (absorción de energía de RF). Si no elige la etiqueta correcta para el objeto que desea etiquetar, es posible que haya reducido considerablemente el rango de lectura o que no pueda leer la etiqueta en absoluto.
Hay etiquetas RFID de montaje metálico con un respaldo especial diseñado para aplicarse sobre metal (u objetos que contienen agua). Estos tipos de etiquetas frecuentemente funcionarán mejor en metal que en metal. Como regla general, a menos que una etiqueta se comercialice como una etiqueta RFID insensible al fondo o en metal, suponga que no se puede aplicar directamente a objetos metálicos o llenos de agua. Además de la composición del elemento que se está etiquetando, cada elemento generalmente contendrá un “punto óptimo” que maximizará el rango de lectura cuando la etiqueta se coloca dentro de él. Los puntos dulces varían enormemente de un artículo a otro y solo pueden identificarse mediante pruebas.
Configuración del lector:
Una configuración de mayor potencia dará como resultado un mayor rango de lectura, mientras que una configuración de menor potencia dará como resultado un menor rango de lectura. Además, para maximizar el rango de lectura, asegúrese de que su lector esté configurado con la máxima sensibilidad de recepción.
Lector RFID fijo
Todos los lectores RFID tienen la capacidad de controlar cuánta energía envían a través de los cables a las antenas. Verifique la configuración de su lector para ver cuánta potencia de transmisión está transmitiendo (en dB); cuanto mayor sea el número, más aumentará el rango de lectura y viceversa. Es importante tener en cuenta que, dado que la potencia se mide en decibelios (dB), la potencia se duplicará (o se reducirá a la mitad) por cada 3 dB que aumente (o disminuya). Por ejemplo, 27 dB es dos veces más potente que 24 dB, y 30 dB es dos veces más potente que 27 dB.
Como advertencia, aunque la potencia duplica cada aumento en 3 dB, eso no significa que duplicará el rango de lectura. Por último, verifique la configuración de sensibilidad de recepción de su lector. Por lo general, estos se configuran al máximo de forma predeterminada, pero vale la pena verificarlo dos veces para saberlo con certeza. Si el lector está configurado con la máxima sensibilidad, informará señales de etiqueta más débiles (que generalmente provienen de etiquetas que están más lejos, lo que aumenta el rango de lectura); una configuración de sensibilidad más baja ignorará las señales más débiles, disminuyendo así el rango de lectura. En pocas palabras: la forma más rápida y fácil de maximizar el rango de lectura es asegurarse de que su lector esté configurado con toda su potencia y la máxima sensibilidad de recepción.
Longitud de cable, multiplexores y adaptadores:
Cuanto más largo sea el cable, mayor será la pérdida. Y el uso de adaptadores y / o multiplexores inserta una pérdida adicional en su sistema RFID. Para un rango de lectura máximo, conecte la antena al lector con los cables más cortos que pueda usar y no use adaptadores o multiplexores innecesarios. Si debe utilizar cables más largos, asegúrese de compensar la pérdida con un cable aislado de mayor capacidad.
Longitud de los cables:
los cables de antena que conectan las antenas al lector de RFID “pierden” energía. Cuanto más largo sea el cable, más energía perderá. Eventualmente perderá tanto que la antena no recibirá suficiente energía para generar un campo de RF fuerte (independientemente de la ganancia de la antena). Si está buscando maximizar el rango de lectura y el lector RFID está a una distancia considerable de la antena (es decir, 20 pies o más), debe considerar usar un cable con una clasificación de aislamiento más alta. Si su aplicación no requiere mucho rango de lectura, un cable con una clasificación de aislamiento más baja debería estar bien incluso para cables más largos. Para obtener más información sobre este tema, lea nuestra publicación sobre cómo aprovechar al máximo los cables de su antena.
Adaptadores y multiplexores:
a veces puede que necesite convertir el extremo de un cable de antena de un tipo a otro y, para esto, usaría un adaptador. Sin embargo, debe tener en cuenta que, por cada adaptador utilizado, inserta aproximadamente otro 1/3 dB de pérdida en su sistema. Los multiplexores, como el concentrador de antena Impinj, dividen un cable de antena en muchos, pero también insertan más pérdidas en el sistema. El centro de antena Impinj inserta aproximadamente 1 dB de pérdida. En su mayor parte, solo usará adaptadores y concentradores de antena cuando sea necesario, por lo que es posible que no se pueda evitar la pérdida. Lo importante es tomar nota de cuánta pérdida está insertando para poder compensar en consecuencia en otras áreas para compensar la pérdida.
Factores medioambientales:
MUCHOS factores ambientales pueden afectar el rango de lectura. Cuando intente maximizar el rango de lectura, asegúrese de tener en cuenta los diversos tipos de interferencia y pruebe, pruebe, pruebe.
Los detalles: diferentes condiciones ambientales pueden afectar el rendimiento de los sistemas RFID UHF. El agua, el metal, la iluminación fluorescente, la maquinaria grande y las frecuencias de la competencia pueden afectar los rangos de lectura de RFID UHF. La mejor manera de maximizar el rango de lectura es observar las diversas formas posibles de interferencia e intentar mitigar esa interferencia mediante pruebas, cambios en su sistema y nuevas pruebas.