UHF RFID Sem Bateria: Desbloqueando IoT Industrial Enxuto

Limitações de dispositivos alimentados por bateria

A rápida expansão da IoT já está destacando as limitações de dispositivos alimentados por bateria — tanto do ponto de vista de sustentabilidade quanto em termos de previsibilidade e custo. Para 2025, o mercado combinado de IoT consumidor e industrial deve atingir US$ 11,1 trilhões, segundo relatório de 2020 da Prudour. Para enfrentar esses desafios, desenvolvedores da Indústria 4.0 estão recorrendo a soluções sem bateria, com tecnologias UHF RFID — particularmente as defendidas pela RAIN RFID Alliance — liderando o caminho.

A RAIN RFID Alliance, semelhante ao Bluetooth SIG e Wi-Fi Alliance, promove uma tecnologia que vincula UHF RFID à nuvem, permitindo que dados de tags RFID sejam armazenados, gerenciados e compartilhados via Internet. A associação é aberta a qualquer organização interessada em UHF RFID passivo.

Pisos de manufatura atuais alavancam dados armazenados em tags RFID para impulsionar produção flexível, eficiente e personalizada. Tags RFID passivas — ao contrário de tags ativas ou códigos de barras — não requerem fonte de energia dedicada ou linha de visão, tornando-as ideais para ambientes de alta automação e cadeias de suprimentos enxutas.

Embora a tecnologia ainda esteja emergindo, apenas alguns fornecedores atualmente oferecem soluções que transformam chips RFID passivos nos dispositivos de detecção inteligentes necessários para RAIN RFID. Essas famílias de IC podem medir temperatura, umidade, movimento, luz ambiente, continuidade elétrica e maleabilidade de material inteiramente de forma passiva, transmitindo dados para um leitor RAIN RFID padrão em alcances de 5 a 10 metros.

Nenhum HW/SW especial necessário

Transferência de dados do chip para o leitor leva apenas alguns milissegundos e cumpre totalmente o protocolo EPC Gen2. Usuários podem adquirir e processar valores medidos sem hardware ou software adicional — leitores existentes podem capturar e interpretar os dados, encaminhando-os para sistemas de nível superior. Em aplicações logísticas, por exemplo, ID do ativo, número EPC e dados do sensor são todos capturados simultaneamente.

Inlays são conversíveis em uma ampla gama de formatos de transponder — de etiquetas flexíveis a tags rígidas. Um pacote QFN clássico com IC de sensor integrado é adequado até para ambientes severos.

Aplicações de Manutenção Preditiva

O mercado global para sensores RFID sem bateria deve expandir a uma taxa composta anual de 13,3% para atingir US$ 2.099 milhões até 2030, impulsionado por avanços em tecnologia sem bateria e aumento de investimento em P&D, relata Prudour.

ICs de sensor já são implantados em ambientes industriais — como detecção de distorção de tubos, tarefa que tradicionalmente dependia de extensômetros ou exigia montagens complexas de sensores. Integrando todos os componentes necessários em um único chip e comunicando via UHF RFID, baterias e sensores externos não são mais necessários.

Benefícios de manutenção preditiva são substanciais: antecipando desgaste ou falha iminente, equipes de manutenção podem focar em questões críticas, gerando grandes conjuntos de dados que fundamentam modelos preditivos precisos. Superestruturas metálicas — pontes, grandes edifícios e outra infraestrutura crítica — são candidatos principais; embutir sensores de energia livre no concreto na fabricação permite monitoramento em tempo real de temperatura ou umidade, fornecendo às partes interessadas insight contínuo e reduzindo risco de falhas catastróficas.

Fabricantes de equipamentos pesados também estão explorando a tecnologia para aplicações como detecção de superaquecimento em pás de turbinas em usinas hidrelétricas ou eólicas. Sensores de pressão podem proteger cilindros de gás industriais de explosões, enquanto chips embutidos em elastômeros poderiam permitir medição de peso ou carga de veículos via sensores de pressão montados em pneus.

Além da indústria, desenvolvedores estão mirando agricultura e saúde. Drones equipados com leitores podem monitorar condições de estufas e campos; gado pode ser rastreado e monitorado para temperatura corporal para detectar doenças precocemente. Sensores RFID integrados em dispositivos protéticos podem revelar desvios de tensão ou temperatura, permitindo que técnicos intervenham antes que uma falha se torne problemática.

A indústria já abraçou IoT; o próximo passo é tornar soluções da Indústria 4.0 mais enxutas e eficientes para maximizar ROI. Tecnologias UHF RFID sem bateria estão pavimentando o caminho.

— Frédéric Maricourt, Diretor de Vendas na Asygn.

> Este artigo foi originalmente publicado em nosso site irmão, EE Times Europe.