As etiquetas RFID passivas têm sido amplamente adotadas e algumas aplicações mostram adaptação criativa a necessidades não atendidas.
É interessante ver como os avanços tecnologia muitas vezes são adaptados a aplicações que não foram destacadas em seus cenários de “casos de uso” originais e como pessoas inteligentes adaptam ou aproveitam novas tecnologias de maneiras improvisadas. Um bom exemplo deste fenómeno é a identificação por radiofrequência (RFID), onde as etiquetas sem fios, tanto as não alimentadas (passivas) como as alimentadas por bateria (activas), encontraram utilizações que são ao mesmo tempo inovadoras e inteligentes.
O que é uma etiqueta RFID? É uma etiqueta pequena, fina e plana com um conjunto eletrônico integral que contém um código de identidade e talvez alguns dados adicionais. Ele é interrogado e lido por um leitor sem contato a uma distância de alguns centímetros a vários metros, dependendo do tipo de etiqueta, design, frequência e ambiente operacional.
Devido ao seu baixo custo, longa vida útil e tamanho pequeno, as tags passivas são frequentemente usadas para uma categoria geral chamada “rastreamento de ativos”. Entre as aplicações originais previstas pelos defensores do RFID passivo estavam a substituição de códigos de barras em embalagens de supermercado (não aconteceu) e em armazéns (muita adoção lá), cartões de identificação pessoal sem contato para funcionários (também amplamente utilizados) e tecnologia sem fio. leitores para cartões de crédito e outros cartões financeiros (novamente, adoção generalizada). Em alguns casos, a RFID passiva substituiria os leitores ópticos de códigos de barras; em outros, substituiria o contato físico e o furto.
Observe que as tags ativas oferecem uma história e um conjunto de aplicativos muito diferentes. Por exemplo, eles agora estão incorporados em bolas de futebol profissionais e até mesmo nos jogadores, para rastrear com precisão sua localização e movimento com precisão centimétrica em tempo real. Isto requer taxas de interrogação e atualizações na faixa de quilohertz para fornecer a precisão desejada. Embora esses usos sejam dramáticos, eles são relativamente caros tanto no suporte do sistema quanto nas etiquetas, pois a etiqueta deve ser substituída (ou a bola descartada) quando a bateria estiver descarregada; o carregamento sem fio é uma opção, mas traz outros problemas técnicos).
Os princípios básicos do RFID passivo são simples
Uma etiqueta passiva é um exemplo de coleta de energia contínua e esporádica, em vez de contínua, pois apenas extrai a energia necessária de um campo eletromagnético como fonte do leitor quando está sendo interrogado. O leitor cria um campo oscilante que é interceptado pela antena da etiqueta, que na verdade é mais uma bobina eletromagnética do que uma antena tradicional. A energia induzida é retificada para carregar um pequeno capacitor que então alimenta a tag (Figura 1).
A etiqueta então troca seus dados com o leitor usando modulação de retroespalhamento.
Uma etiqueta RFID passiva tem três componentes principais: a eletrônica do próprio chip, que possui memória, conversão de energia e “inteligência”; a antena; e um substrato no qual o chip e a antena são montados (Figura 2).
A etiqueta pode ser embalada de diversas maneiras: (1) Inlay, contendo apenas a antena RFID, chip e substrato, e não há etiqueta de papel ou invólucro de plástico; (2) etiqueta, onde uma etiqueta é enrolada em torno do embutimento (Figura 3); ou (3) etiqueta independente, onde um invólucro protetor é enrolado em torno do inlay e o transforma em uma etiqueta que pode ser projetada para ser bastante robusta.
Algumas etiquetas são projetadas para funcionar em superfícies metálicas; em contraste, outros deixarão de funcionar se aplicados em superfícies metálicas. Em geral, quanto menor for a etiqueta, menor será o alcance de leitura.
RFID é antigo e novo. A compreensão do princípio do acoplamento mútuo é bastante antiga, é claro, e a ideia de transmitir poder e interrogar uma resposta passiva tem sido compreendida há décadas e perseguida há cerca de 50 anos. Os sistemas RFID tornaram-se práticos com o desenvolvimento de ICs minúsculos e de custo ultrabaixo e seus processos, que poderiam suportar as múltiplas funções necessárias em um pacote superfino adequado.
Depois que o RFID ultrapassou o estágio embrionário, a indústria estabeleceu vários padrões para melhorar a interoperabilidade. Entre as frequências em uso estão 125 kHz a 134.2 kHz, 13.56 MHz, 860 MHz a 960 MHz e 2.45 GHz a 5.8 GHz (chamadas tags de microondas). Cada banda definiu especificidades operacionais e de desempenho, e cada uma oferece compensações em alcance, desempenho, direcionalidade, custo e outros atributos de RF (Figura 4).
Os padrões também definem como os dados RFID são formatados (os padrões de bits e os campos de dados), o intervalo (às vezes os aplicativos querem mais, outros querem menos), o protocolo do ciclo de leitura e muito mais. Como os cartões passivos de potência de interrogação leem sinais, eles são muito limitados em termos de energia, portanto o protocolo é crítico, pois há oportunidades limitadas para múltiplas tentativas.
Este artigo não discutirá os detalhes técnicos do RFID passivo; as Referências destacam algumas fontes úteis de tais informações. Em vez disso, este artigo analisará duas aplicações interessantes de etiquetas RFID passivas, que atingiram o mercado de massa dos consumidores médios e que são um tanto inesperadas.
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Referências externas
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