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Interface RFID Para Aplicações Médicas/Farmaceuticas (MA042)

Cada vez mais a tecnologia RFID (Radio-Frequency Identification) está sendo utilizada em aplicações médicas e farmacêuticas. A Texas Instruments (www.ti.com), por exemplo, possui produtos que são especialmente indicados para este tipo de aplicação, sendo seu abordado em vasta documentação que podemos encontrar no site da empresa. Neste artigo, em especial, focalizamos o uso do circuito integrado TRF7961 neste tipo de aplicação. (2008)

O circuito integrado TRF7961 faz parte de uma família de componentes da Texas Instruments que se destina a interfacear tags de RFID em uma enorme gama de aplicações. Este componente opera com sistemas de leitura de 13,56 MHz. Dentre as aplicações médicas destacamos:

 

  • Controle de acesso
  • Acompanhamento de reservatórios de sangue
  • Acompanhamento de material médico
  • Autenticação de pacientes e pessoal médico
  • Autenticação farmacêutica
  • Acompanhamento de dados e imagens
  • Autenticação de produtos e calibração
  • Gerenciamento remoto de estado de saúde

 

O circuito integrado TRF7961 tem um diagrama de blocos mostrado na figura 1 e outro componente da mesma família é o TRF7960.

 

Diagrama de blocos dos circuitos integrados TRF796x da Texas Instruments para leitura de tags RFID.
Diagrama de blocos dos circuitos integrados TRF796x da Texas Instruments para leitura de tags RFID.

 

Nos componentes utilizados o protocolo de manuseio é completamente integrado. O circuito interno conta com fontes separadas para alimentação do setor analógico e digital, ambas com um PSRR elevado de modo a proporcionar maior isolamento de ruído, o que aumenta o alcance e confiabilidade. Duas entradas receptoras são disponíveis com AM e PM. Sistema anti-colisão reader-to-reader. O dispositivo precisa apenas de um oscilador a cristal externo de 13,56 MHz.

Temos dois modo de consumo ultra-baixo; no power-down o consumo é inferior a 1 uA e nodo standby o consumo é de 120 µF. No modo ativo o consumo é de apenas 10 mA (receptor apenas). A interface externa pode ser paralela de 8 bits ou SPI serial de 4 pinos como a MCU usando FIFO de 12 bytes. A potência de saída pode ser programada para 100 mW ou 200 mW e faixa de modulação ASK é ajustável entre 8% e 30%. Na figura 2 temos um exemplo de circuito de aplicação.

 

Aplicação típica do circuito integrado TRF7961 juntamente com o microcontrolador de baixo consumo MSP430 num sistema de leitura de tags RFID.
Aplicação típica do circuito integrado TRF7961 juntamente com o microcontrolador de baixo consumo MSP430 num sistema de leitura de tags RFID.

 

A comunicação entre a MCU e o leitor pode ser feita tanto por uma interface serial como paralela. Quando encoders e decores são usados (aceleradores para padrões diferentes0, as funções de transmissão e recepção usam um registro FIFO de 12 bytes. Para as funções de recepção e transmissão direta, os encoders/decoders podem ser contornados de modo que a MCU possa processar os dados em tempo real. O transmissor tem níveis de saída selecionáveis entre 100 mW (20 dBm) ou 200 mW (23 dbm) numa carga de 50 ? com uma alimentação de 5 V. Este circuito pode operar com modulação ASK ou OOK.

O sistema receptor permite a modulação tanto AM como PM usando uma arquitetura de dupla entrada, O receptor possui ainda um controla automático de ganho e ganho selecionável. Uma faixa passante selecionável é incluída de modo a se cobrir uma gama mais larga de opções de sinais de subportadora. A intensidade do sinal recebido para modulação AM e PM é acessível via registro RSSI. A saída do receptor pode ser selecionada entre um sinal de subportadora digitalizado e qualquer dos 10 decodificadores de subportadora integrados (duas para a taxa baixa de bits ISO15693, duas para a taxa alta de bits ISO15693, duas para a ISO14443, três para a ISO14443 de taxas altas de bits e uma para a Tag-it. Os decodificadores selecionados também fornecem a corrente de bits e um sinal de clock de dados como saída.

O TRF7960/1 suportam comunicações de dados com alimentação de 1,8 V a 5,5 V para a interface I/O da MCU e ao mesmo tempo fornecem um clock de sincronização. Um regulador auxiliar de 20 mA está disponível no pino 32 para circuitos adicionais do sistema.

Os circuitos integrados TRF7960 e TRF7961 estão disponíveis em invólucros QFN de 5 x 5 mm com 32 pinos, com a pinagem mostrada na figura 3.

 

 Pinagem dos circuitos integrados utilizados neste projeto.
Pinagem dos circuitos integrados utilizados neste projeto.

 

 

Conclusão

A solução dada pela Texas Instruments para um sistema de leitura de tags RFID, utilizando dois de seus componentes abre portas para uma infinidade de produtos que empreguem esta tecnologia. O exemplo de aplicação dado pela própria Texas mostra como é possível obter uma solução de alta tecnologia empregando poucos componentes de baixo custo e de baixo consumo. Os leitores que dominarem o inglês podem encontrar mais informações sobre aplicações médicas com produtos Texas no seu Medical Application Guides e nos datasheets dos componentes sugeridos.

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N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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