За оне који су нови у пасивном РФИД-у, поставља се уобичајено питање: пошто РФИД ознакама недостају батерије, шта заправо покреће чип? Одговор није да ознака генерише сопствену електричну енергију; него прикупља ограничену РФ енергију из електромагнетног поља које емитује РФИД читач и претвара је у једносмерни напон који може да користи чип. Овај процес је познат као прикупљање РФ енергије-или бежично прибављање енергије помоћу ознаке.
На основу Ксминнов-овог великог искуства у дизајну антене РФИД тагова, паковању чипова и тестирању апликација, фактори као што су опсег читања, компатибилност материјала, осетљивост чипа и величина антене на крају зависи од фундаменталног питања: да ли ознака може да добије довољну и стабилну енергију на својој стварној радној локацији.
Стога, разумевање прикупљања снаге РФИД ознака захтева да се гледа даље од једноставне чињенице да „пасивним ознакама нису потребне батерије“. Оно што заиста одређује перформансе система је цео енергетски ланац-који се протеже од преносне снаге читача до антене ознаке, усклађивања импедансе, исправљања и управљања напајањем, па све до покретања чипа и комуникације повратног расејања.
Шта је прикупљање снаге РФИД ознака?
Прикупљање снаге РФИД ознака односи се на процес којим РФИД ознака користи РФ (радиофреквенцијску) електромагнетну енергију коју генерише читач да обезбеди радну снагу за своја унутрашња електронска кола. Узмите уобичајене пасивне УХФ РФИД ознаке, на пример; обично им недостаје конвенционална батерија. Када читач емитује РФ сигнал у свемир преко своје антене, таг антена хвата део те енергије. Антена претвара електромагнетне таласе у РФ електричне сигнале; они затим пролазе кроз РФ интерфејс и исправљачко коло, претварајући високо-наизменични сигнал високе фреквенције у једносмерни напон. Када се испуне услови за покретање чипа, интерна дигитална логика, меморија и други функционални модули ознаке почињу да раде.
У исто време, ознака не генерише активно новог бежичног оператера за комуникацију, као што би то чинио Ви-Фи уређај. За пасивне УХФ ознаке усаглашене са ЕПЦ Ген2/ИСО 18000-63, пренос података се првенствено постиже „повратним расејањем“ – модификовањем импедансе на терминалу антене како би се створила различита стања рефлексије која читач може да открије. ГС1 ЕПЦ Ген2 спецификација експлицитно усваја модулацију повратног расејања као комуникациони механизам између ознаке и испитивача. Из инжењерске перспективе, пасивна РФИД ознака ефективно обавља две узастопне радње:
Прво, прикупља енергију из РФ поља читача; затим, он користи ту енергију да напаја операције чипа и олакша комуникацију повратног расејања.
Ово објашњава зашто се „домет читања“ РФИД ознаке не може једноставно изједначити са величином антене-већа антена не гарантује аутоматски већи домет. Ознака прво мора да добије довољну РФ улазну снагу да доведе чип у оперативно стање, а затим да обезбеди да читач може поуздано детектовати повратно расејани сигнал.
Како анРФИД ознакапретворити РФ енергију у електричну енергију?
У погледу архитектуре кола, типична пасивна РФИД ознака може се поједноставити на следећи начин:РФИД антена → Усклађивање импедансе → Исправљач → Управљање ДЦ напајањем → РФИД ИЦ.
Таг антена је одговорна за хватање електромагнетне енергије коју генерише читач. За УХФ РФИД, антена је типично проводна структура (штампана или урезана) дизајнирана за одређени фреквентни опсег, док ХФ/НФЦ ознаке често користе завојне антене за прикупљање енергије путем магнетне спреге блиског{1}}поља.
РФ сигнал који је ухватила антена не може се директно користити за напајање дигиталног чипа. Унутар РФИД ИЦ, РФ улаз мора бити подвргнут исправљању и управљању напајањем да би се претворио у релативно стабилан једносмерни напон. Истраживање РФ напајања показује да типичне архитектуре користе антену, резонантну структуру и исправљачко коло да трансформишу електромагнетну енергију у једносмерну енергију.
У УХФ РФИД системима, овај процес се у великој мери ослања на могућности исправљања предњег{0}} краја чипа. Истраживачки и инжењерски модели обично описују конверзију примљене РФ снаге у једносмерну снагу преко исправљача да би се активирао ИЦ ознаке.
Овде се често занемарује детаљ: ознака не „хвата“ целокупну РФ снагу коју емитује читач.
На снагу која заиста достиже ознаку већ утичу фактори као што су растојање простирања, оријентација антене, излазна снага читача, поларизација, околни објекти и рефлексије околине. Када енергија стигне до ознаке, она је додатно ограничена ефикасношћу антене, усклађивањем импедансе и улазним карактеристикама чипа. На крају, само делић укупног енергетског ланца заправо улази у чип и ефективно се претвара у једносмерну струју.
Стога је прикупљање снаге РФИД ознака у суштини изазов за конверзију енергије који карактеришу ниски нивои снаге и велики губици енергије.
УХФ и ХФ/НФЦ користе различите методе за прикупљање енергије
Иако и УХФ РФИД и ХФ/НФЦ РФИД могу да раде пасивно, постоје значајне разлике у њиховим механизмима спајања енергије.
УХФ РФИД се првенствено ослања на -прострање електромагнетних таласа у далеком пољу. Читач зрачи РФ енергију у свемир; означна антена хвата део ове енергије и исправља је преко предњег -кола чипа. Овај метод је добро-погодан за апликације које захтевају дужи опсег читања, као што су складиштење, логистика, малопродаја и управљање имовином.
ХФ РФИД и НФЦ раде углавном око 13,56 МХз. Ознаке обично користе завојне антене за прикупљање енергије путем магнетне спреге блиског{2}}поља. Снага спајања између намотаја ознаке и антене читача значајно утиче на радни опсег и стабилност ознаке.
У неким ХФ/НФЦ системима, таг антена формира резонантну мрежу са кондензатором, омогућавајући ефикасније спајање енергије на циљној фреквенцији. Истраживање кола за напајање РФИД на сличан начин користи структуру у којој индуктор и резонантни кондензатор сакупљају енергију из електромагнетног поља, која се затим претвара у једносмерну струју преко исправљачког кола.
Стога, иако сумирање „пасивног РФИД прикупљања енергије“ једноставно као „ознака прима радио таласе и генерише електричну енергију“ није сасвим нетачно, превише је поједностављено за потребе инжењерског дизајна. УХФ-сакупљање далеког{1}}поља и ХФ/НФЦ блиско-повезивање обухватају различите логике дизајна у вези са конфигурацијом антене, растојањем спајања, подударањем импедансе и окружењима примене.
Из перспективе произвођача РФИД, како се процењује способност сакупљања енергије ознаке?
У компанији Ксминнов, када извршавамо пројекте РФИД ознака, дајемо приоритет свеобухватном учинку ознаке у стварном-светском окружењу у односу на мерења опсега изолованог читања-изузетих у лабораторији.
Прво, циљни фреквенцијски опсег и протокол морају бити идентификовани-као што је ЕПЦ Ген2/ИСО 18000-63 за УХФ РФИД или релевантни ИСО стандарди за ХФ/НФЦ. Затим се бира одговарајућа структура антене на основу улазних карактеристика чипа.
Следећи кораци укључују тестирање подударања импедансе ознаке, резонантне фреквенције, перформанси на различитим материјалима и активационог понашања унутар стварног РФ поља. За УХФ ознаке, такође је неопходно холистички проценити осетљивост ознака, перформансе повратног расејања и осетљивост читача. Ако су ознаке на крају намењене за употребу на металној опреми, аутомобилским деловима, течним паковањима или у скученим просторима, ми генерално дајемо приоритет тестирању стварног материјала у односу на ослањање само на резултате тестирања слободног{2}}простора.
То је зато што може постојати значајна разлика између „опсега очитавања у слободном ваздуху“ измереног у лабораторији и „ефикасног опсега читања“ након што се ознака монтира на производ.
