As soluções wireless para segurança, controle, comunicação de dados vêm ocupando um espaço cada vez maior na eletrônica de nossos dias. A afirmação que fazemos sempre de que o mundo está se tornando “wireless”, a cada dia se torna mais evidente. O que mostraremos aos leitores neste artigo é justamente uma dessas soluções: a identificação por rádio freqüência ou RFID (Radio Frequency Identification). Veja neste artigo como esta tecnologia funciona e como você pode adotá-la como uma solução especifica para o produto que você está desenvolvendo. Este artigo foi elaborado com base em material fornecido pela Texas Instruments e Globalid. (2004)
A identificação por rádio freqüência (RFID) surgiu em 1960 com a finalidade de resolver os problemas de acompanhamento e acesso em sistemas que não permitiam o contacto direto e em ambientes hostis onde o código de barra não podia ser aplicado.
A idéia básica da tecnologia de identificação por rádio freqüência consiste em se utilizar um microchip ligado a uma antena, operando tanto em baixas como altas freqüências. Esse microchip consiste num transponder que não necessita de fonte de alimentação, pois o sinal que o excita vem diretamente de um circuito de leitura/gravação que o excita, conforme mostra a figura 1.
Ao ser excitado, o circuito é alimentado enviando ou recebendo dados que estejam gravados. Trata-se portanto de um Transponder, ou seja, um circuito que transpõe informações ao receber um comando para essa finalidade.
O exemplo mais comum deste tipo de aplicação pode ser visto nas chaves de automóvel com transponder. No chip existe uma codificação gravada que libera o circuito de partida.
Quando a chave é introduzida no contacto, o circuito de excitação que controla o sistema de partida, envia o sinal de excitação para o transponder. O transponder responde então enviando o código que libera o sistema de partida e somente assim o veículo pode ser colocado em funcionamento, conforme mostra a figura 2.
O exemplo que demos, entretanto, é apenas um dentre a enorme quantidade de aplicações possíveis para a tecnologia.
As dimensões ultra reduzidas do chip, a não necessidade de fontes de alimentação e a operação em distâncias que chegam a algumas dezenas de centímetros, a não necessidade de conexões físicas ou ópticas para o sistema de leitura o que permite que os sinais atravessem obstáculos pequenos, abre portas para aplicações fantásticas dessa tecnologia, muitas das quais já em uso de forma eficiente tais como:
Identificação de gado com a utilização de brincos contendo os transponders (tag) ou mesmo implantação.
Chaves de segurança para veículos
Identificação de CDs
Identificação de botijões de gás
Identificação de árvores em plantações
Controle de acessos
Controle de produtos e bagagens
Cartões de embarque e passaportes
Documentos
Na figura 3 mostramos os formatos típicos em que os micro-chips e suas antenas podem ser encapsulados para as aplicações citadas.
Os diâmetros típicos em que os tags podem ser encontrados no Brasil são de 20 mm e 30 mm. Também existem os tags em forma de pinos, em invólucros para implantação e o fabricante pode criar um invólucro especial de acordo com a aplicação como, por exemplo, na forma de cartões, botões, etiquetas, etc.
Na figura 4 mostramos alguns tipos diferentes de TAGs da Globalid. O tipo World TAG que tem encapsulamento em epóxy; o tipo Glass TAG que tem dimensões variando entre 2,12 mm x 12 mm a 3,15 mm 13,3 mm que pode ser implantado em animais e o volcano com 26 mm e 67 mm com encapsulamento epóxi.
Por Dentro do Circuito
Na figura 5 temos um tag (transponder) típico de RFID onde destacamos as reduzidas dimensões do chip.
Dependendo do modelo do chip, a transferência de dados pode ser feita em velocidades diferentes. A capacidade de armazenamento do chip depende da aplicação e poderá estar entre 256 bits e 2 kbits.
Existem duas possibilidades para o armazenamento de dados no chip:
chip somente de leitura, sendo este numerado na fábrica, e com uma capacidade de memória que depende da aplicação. Chip que permite leitura e gravações com capacidade de memória que depende da aplicação.
Leitura e Gravação
A leitura e a gravação do tag é feita por um equipamento especial, havendo disponível diversos modelos que dependem da aplicação.
Assim, podemos ter as leitura/gravadoras on line que contata o tag através de sinais recebidos/emitidos por uma antena e os envia via RS232 ou RS485 a um equipamento de processamento, conforme a aplicação. Na figura 6 mostramos como isso é feito.
Outro tipo de leitura/gravadora é a do tipo on line/off line, que pode ser transportada facilmente já que possui o micro controlador que registra as informações ou grava as informações desejadas em qualquer parte. Esse equipamento também possui recursos para transferir os dados coletados a um sistema de processamento via RS232 ou RS485, conforme mostra a figura 7.
O alcance do sistema para leitura e gravação depende basicamente do tamanho da antena. Assim, na figura 8 temos um exemplo de comportamento do tag para o caso de diversos tipos de antenas num tag de 30 mm.
Para um tag de 50 mm podem ser conseguidas distâncias maiores e as empresas trabalham no sentido de se obter distâncias de leitura e gravação cada vez maiores.
Quem Fabrica
Os chips para os tags são fabricados por empresas como a Philips. Atmel, Motorola, etc. Normalmente, essas empresas licenciam outras empresas que constroem o tag, como a Globalid no Brasil. Essas empresas criam então as soluções específicas para os clientes.
A texas Instruments, fornece a plataforma ISO14443 de multi-freqüência, mostrada na figura 9.
O sistema Texas de identificação por RF, consta do módulo de leitura S4100 multifunção mostrado na foto, e opera com total segurança numa plataforma sem contactos.
