La RFID llega a los vehículos eléctricos

Por Lee Teschler | 18 de marzo de 2021

Frank Linti •Schreiner LogiData

Muchos proveedores de OEM deben incorporar etiquetas compatibles con RFID en los componentes que suministran, especialmente en la construcción de prototipos. Esto es especialmente cierto para las etiquetas RFID en componentes OEM de automóviles. Pero los OEM a veces tienen problemas para usar estas etiquetas debido a variables en las configuraciones del contenido del chip. Por ello, los fabricantes de automóviles exigen cada vez más el uso de contenidos RFID estandarizados.

Para los proveedores, vale la pena conocer algunos detalles sobre las etiquetas RFID que se utilizan comúnmente en aplicaciones automotrices y algunos puntos a tener en cuenta.

La etiqueta ((rfid))-DistaFerr SL2 es un ejemplo de una etiqueta RFID que no se ve afectada por sustratos metálicos. Puede leerse en metales a una distancia de hasta cuatro metros. El uso de materiales especiales hace que el transpondedor RFID sea duradero. Ha sido probado según los estándares automotrices actuales y es resistente a la intemperie. Estas etiquetas se pueden imprimir (con impresoras de transferencia térmica) y programar en el sitio.

Por un lado, las etiquetas RFID pueden tener un almacenamiento máximo de aproximadamente 2 kbytes, pero las etiquetas RFID instaladas en vehículos solo tienen una pequeña capacidad de almacenamiento, típicamente de 512 bits (64 caracteres) hasta aproximadamente 2000 bits (aproximadamente 250 caracteres). La disposición de los chips en la propia etiqueta RFID es en gran medida estándar. Pero normalmente el almacenamiento sólo es lo suficientemente grande para contener datos de producción o, en casos excepcionales, también se transmite un estado definido del objeto.

Los costos de las etiquetas RFID normalmente no dependen de si desempeñan un papel en el ensamblaje, en la logística o en algún otro uso. Los factores que contribuyen al costo generalmente están asociados con el abuso que debe soportar la etiqueta, la superficie a la que debe adherirse y el tipo de adhesivo necesario para darle a la etiqueta la vida útil necesaria. Los costes de las etiquetas suelen oscilar entre cinco céntimos y un euro por etiqueta, según el diseño y los requisitos.

Además, sólo existen dos reglas estrictas sobre dónde las etiquetas RFID son una mejor opción que los códigos de barras: RFID generalmente es la mejor opción cuando la necesidad es grabar automáticamente, en masa, a distancia o con un requisito de seguridad. RFID también ofrece la posibilidad, por ejemplo, de almacenar datos QM en el chip. Por supuesto, una vez definido un código de barras, la única forma de cambiar los datos que contiene es pegar otro código sobre él.

Un ejemplo de tecnología RFID diseñada para su uso en sustratos metálicos es la etiqueta ((rfid))-DistaFerr. Con unas medidas de sólo 10x50x1,7 mm, es la etiqueta UHF-RFID para aplicaciones sobre metal más pequeña disponible comercialmente. Los usuarios pueden programar e imprimir la etiqueta individualmente en el sitio con una impresora de transferencia térmica. La solución permite la transmisión automatizada de datos específicos de producción a un lector UHF-RFID integrado en una máquina. El rango de lectura es de aproximadamente un metro.

También es útil saber que existen varios tipos de RFID estandarizados. ISO/IEC 18000 es un estándar internacional que describe una serie de diversas tecnologías RFID, cada una de las cuales utiliza un rango de frecuencia único. Las frecuencias que cubre el estándar van desde 135 kHz en el extremo inferior hasta 960 MHz. De estos, la RFID de producción y logística suele utilizar la banda UHF, de 300 MHz a 3 GHz.

Otro tipo de RFID que a veces se ve en usos de fabricación se rige por la norma ISO/IEC 15693. Cubre las llamadas tarjetas de proximidad que se pueden leer desde una distancia mayor (aproximadamente 1,5 m). La energía para la etiqueta generalmente proviene del lector que la transmite por el aire. Estos sistemas funcionan a 13,56 MHz, el rango de HF, y normalmente codifican información mediante ASK o FSK. Ejemplos típicos son las etiquetas RFID en los libros de las bibliotecas públicas y en los pases de los parques temáticos que caducan después de un cierto período de tiempo. Pero las etiquetas RFID industriales a veces utilizan la misma técnica.

El ((rfid))-DistaFerr ESD está diseñado para su uso en contenedores o bandejas de producción fabricados con plásticos ESD. El rango de lectura es de unos dos metros. Fabricado con materiales especiales, el ((rfid))-DistaFerr ESD es resistente a la intemperie y resiste la exposición a sustancias agresivas y procesos de limpieza. La etiqueta es adecuada para programación e impresión in situ mediante impresora de transferencia térmica.

A menudo ocurre que las aplicaciones RFID industriales tienen necesidades especiales que no se adaptan bien a las etiquetas disponibles en el mercado. Por lo tanto, el uso de RFID puede implicar algún trabajo de desarrollo y tal vez su implementación en un proyecto piloto. Por ejemplo, las etiquetas pueden requerir adaptación para manejar sustratos desafiantes como metal, ESD, fibra de carbono, vidrio o para soportar calor o frío intensos.

Muchos componentes contienen hierro, acero o aluminio. El metal puede bloquear los campos electromagnéticos e impedir que los lectores recojan datos de etiquetas. Por lo tanto, es posible que los fabricantes de etiquetas necesiten incorporar agentes protectores para evitar la distorsión o degradación de la legibilidad de la etiqueta.

Además, es posible que también sea necesario ajustar la antena de la etiqueta para obtener el alcance requerido, particularmente cuando el material del sustrato interfiere con la recepción de RF. Los requisitos especiales, como la protección contra manipulaciones, la personalización y el cifrado, también pueden requerir un esfuerzo adicional por parte del proveedor de etiquetas.

Las etiquetas RFID UHF convencionales no se pueden leer cuando se adhieren a metal. Las etiquetas para uso sobre metal suelen estar optimizadas para rangos de frecuencia UHF específicos según lo establecido por ETSI en Europa o la FCC en la región NAFTA y Asia. Esto significa que las etiquetas sólo pueden identificarse dentro de estos rangos específicos, un problema cuando los objetos van de un continente a otro. ((rfid))-DistaFerr Global es una etiqueta diseñada para mitigar el problema. Puede residir en piezas metálicas y maneja todas las bandas de frecuencia gracias a su antena de doble banda. El rango de lectura puede ser de hasta 6 m dependiendo de la opción de chip. Los usuarios suelen imprimir y programar etiquetas desde un rollo en el sitio.

Los proveedores de etiquetas RFID pueden diseñar etiquetas según sea necesario para que sean compatibles con procesos de fabricación específicos. El resultado puede ser procesamiento, programación e impresión listos para usar para manejar necesidades particulares y factores del entorno de fabricación, que pueden incluir:

Inicio de la producción: los componentes metálicos equipados con una etiqueta RFID pueden informar al sistema o a las máquinas sobre una variedad de cuestiones, incluidos sus criterios de inspección o cómo deben procesarse posteriormente. Las etiquetas también facilitan los traspasos a varias estaciones, como la gestión de calidad, los departamentos de recepción y envío, o a un proveedor de servicios externo conectado.

Producción posterior: cuando los ensamblajes involucran una gran cantidad de componentes metálicos, habrá una combinación de etiquetas sobre metal y no metal. Muchas de las etiquetas RFID sobre metal deben adherirse a sus piezas durante mucho tiempo a pesar del clima adverso. Lo mejor es utilizar proveedores de etiquetas RFID cuyos productos hayan sido probados y certificados de acuerdo con los requisitos pertinentes, especialmente aquellos para condiciones duras e inclementes.

Procesos de pintura: las etiquetas RFID en chasis de automóviles se suelen aplicar en el taller de carrocería. Luego, el chasis pasa por numerosos procesos de pintura y secado. Las temperaturas pueden alcanzar los 230 °C (446 °F) según el método de pintura. Las etiquetas RFID sobre metal especialmente desarrolladas pueden soportar ese calor.

Montaje: Las etiquetas RFID-UHF funcionan mejor que las etiquetas de códigos de barras, especialmente para componentes metálicos. Una razón: los lectores no necesitan sentarse cerca de las etiquetas RFID para recuperar su información. Por el contrario, los lectores de códigos de barras pueden requerir una gran proximidad para escanear sin errores.

Logística: numerosos componentes del trabajo en curso se encuentran en contenedores de plástico que deben poder leerse automáticamente. Dichos contenedores necesitan etiquetas RFID con un rango de lectura relativamente alto para que puedan leerse incluso al pasar por una puerta en un montacargas. Hay etiquetas RFID sobre metal y plástico disponibles para mitigar los problemas de interferencia que pueden surgir durante la manipulación, como las descargas electrostáticas.

La eficiencia surge de la incorporación de etiquetas RFID estandarizadas y legibles de extremo a extremo. Los elementos RFID optimizan los procesos internos y crean valor en toda la cadena de producción.

Los componentes o ensamblajes automotrices que deben registrarse durante el ensamblaje sin ser recogidos ni escaneados son los principales candidatos para RFID. Estos incluyen el motor, la transmisión, la suspensión y el sistema de dirección. Además, la RFID desempeña un papel en componentes relevantes para la seguridad, como airbags, sistemas eléctricos, parachoques, sistemas de cinturones y asientos.

Finalmente, un punto a tener en cuenta es que las implementaciones de RFID deben respetar los estándares de datos. Las etiquetas deben cumplir con VDA (Alemania), ANSI (EE. UU.) o ISO en términos de tamaño, diseño y memoria. La calidad también es importante. En las etiquetas sólo se pueden utilizar materiales específicamente calificados.DW