Überblick RFID-ICs
Mit RFID ins »Internet der Dinge«
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die Verpackung für härtere Anforderungen: Labels
Eine der Herausforderungen für die RFID-Technik ist die Funktionstauglichkeit auf metallischen Materialien. Und während die eben geschilderten Miniatur HF- und UHF-Chips eher für Tags in der reinen Warenwirtschaft geeignet sind, werden an die Paletten- oder Maschinenteile-Erfassung in Produktionsanlagen härtere Anforderungen gestellt, z.B. in Bezug auf mechanischen Schutz der Chips oder in Bezug auf die Funktionstüchtigkeit auf metallischen oder leitfähigen Untergründen. Hier spielen die „Labels“, in die die Chips eingebettet sind, eine große Rolle. Dabei kann z.B. durch Wahl eines geeigneten Label-Kunststoffes mit einer speziellen Dielektriztätskonstante schon auf das HF-Verhalten beim Aufbringen auf metallischen Untergrund eingewirkt werden.
Ein Beispiel aus dieser Produktkategorie sind die verschiedenen DistaFerr-Label-Kategorien von Schreiner LogiData. Der dünne Aufbau und das flexible Material der „DistaFerr ESD“ ermöglichen den Einsatz sowohl auf Behältern oder Produktionsträgern aus ESD-Kunststoff als auch auf ESD-Komponenten. Trotz der schwierigen Umgebungsbedingungen ermöglicht es eine Lesereichweite von bis zu zwei Metern bei einer Abmessung von nur 48 × 23 mm2 bzw. 69 × 15 mm2. Das RFID-Etikett eignet sich für die Kennzeichnung von Logistikbehältern wie Boxen, Ladungsträgern, Produktträgern und Transportgestellen aus ESD-Material. Die direkte Applikation auf Komponenten und Bauteilen für Elektronik, Produktion und Industrie ist ebenfalls möglich. Durch seine Witterungsbeständigkeit kommt diese RFID-Tag-Verarbeitungsform auch im Außenbereich zum Einsatz, selbst aggressiven Substanzen und Waschprozessen hält das Label stand.
Der integrierte RFID-Chip ist je nach Anwendung und Typvariante programmierbar. Eine weitere Produktkategorie sind die DistaFerr-SL- (UHF-) Varianten (Bild 5). Durch eine spezielle Antennentechnik können damit auch Ladungsträger, Container und Gitterboxen aus Metall zuverlässig identifiziert werden. Selbst bei seinen kleinen Abmessungen von 22,5 × 50 mm2 erreicht das RFID-Label eine Lesereichweite von bis zu vier Metern.
Kleiner, am kleinsten: auf dem Weg zum Smart Dust
Wie klein solche Mini-Funk-Komponenten sogar sein können, demonstrierte beispielsweise Hitachi bereits vor einigen Jahren mit dem Mu-Chip. Dabei handelt es sich um einen passiven Transponder-Chip (also ohne eigene Stromversorgung) mit den Kantenlängen 0,4 mm × 0,4 mm und einer Dicke von 0,15 mm. Der Mini-Chip (Bild 6), von dem rund ein Dutzend auf einen Streichholzkopf passt, arbeitet im ISM-Band bei 2,45 GHz, verfügt über 128 bit Schreib-/Lesespeicher und kann auf dem zu kennzeichnenden Objekt mit verschiedenen Antennenformen (z.B. gedruckte Antenne) kombiniert werden. Der Pluspunkt: Bei 2,45 GHz können die Antennenstrukturen sehr klein sein. Hitachi gibt je nach Konfiguration der Antennen am Chip und am Schreib-/Lesegerät Arbeitsdistanzen von bis zu 35 cm an; die Antwortzeit bei einem Lesevorgang soll bei rund 20 ms liegen.
Unlängst hat das Unternehmen noch weiter nachgelegt und RFID-Prototypen entwickelt, die gerade einmal so groß wie ein Staubkorn sind (Bild 7). Die winzigen Transponder weisen Maße von 0,05 × 0,05 mm2 auf. Mit einer Dicke von nur fünf Mikron eignet sich der RFID-Staub für die Integration in eine Reihe von Materialien. So könnten die Mini-Sender zukünftig etwa in Geldscheine oder Ausweispapiere eingearbeitet werden und als deren Echtheitszertifikat dienen. Hitachi zufolge soll die Vermarktung der technologischen Innovation jetzt erfolgen.
Auch eine serienreife Produktion will man rasch anbieten können. Ausgestattet sind sie mit einem 128-bit-ROM, das nur passiv ausgelesen werden kann. Der Speicher bietet Platz für eine bis zu 38-stellige Identifikationsnummer, die ähnlich einem Barcode individuell dem jeweiligen Gegenstand zugeteilt werden kann. Beschrieben werden die Tags mittels Elektronenstrahl-Lithografie. Übrigens ist es in diesem Zusammenhang logisch, dass sich auch die Militärs für diese funkenden Staubkörner interessieren, beispielsweise zu Überwachungszwecken an Gegenständen oder im Gelände.
- Mit RFID ins »Internet der Dinge«
- Die Verpackung für härtere Anforderungen: Labels
- Internet der Dinge und RFID - Vision oder neue Perspektive?
