Perangkat RFID UHF tanpa baterai menjanjikan IoT industri yang lebih ramping
Ekspansi dramatis aplikasi IoT telah menimbulkan beberapa masalah terkait dengan baterai yang memberi daya pada perangkat IoT.
Gabungan pasar konsumen dan industri IoT diperkirakan akan mencapai US$11,1 triliun pada tahun 2025, menurut laporan tahun 2020 oleh para peneliti di Prudour. Ekspansi dramatis aplikasi IoT telah menimbulkan beberapa masalah terkait baterai yang memberi daya pada perangkat IoT — tidak hanya dalam hal keberlanjutan dan perlindungan lingkungan, tetapi juga dari perspektif prediktif dan biaya. Oleh karena itu, pengembang Industri 4.0 mencari solusi tanpa baterai. Di situlah teknologi UHF RFID seperti pendekatan yang diterapkan oleh RAIN RFID Alliance.
RAIN adalah aliansi industri, seperti Bluetooth SIG dan Wi-Fi Alliance, dan sebuah teknologi. Seperti yang dijelaskan di situs aliansi, akronim RAIN (untuk RAdio-frequency IdentificatioN) “dimaksudkan sebagai tautan antara UHF RFID dan cloud, di mana data berbasis RFID dapat disimpan, dikelola, dan dibagikan melalui Internet. Solusi RAIN RFID menggunakan pembaca untuk membaca dan menulis item yang ditandai, mengelola data, dan mengambil tindakan.” Keanggotaan dalam aliansi ini terbuka untuk organisasi mana pun yang tertarik dengan RFID UHF pasif.
Sistem manufaktur saat ini menggunakan data yang disimpan dalam tag RFID untuk memungkinkan produk khusus yang lebih fleksibel dan efisien. Penerapan teknologi RFID di lantai pabrik telah menghasilkan tingkat otomatisasi dan standarisasi yang jauh lebih tinggi dan telah banyak berkontribusi pada proses "Lean" dari rantai pasokan modern. Dibandingkan dengan teknologi identifikasi yang sudah mapan seperti tag aktif dan kode batang, tag RFID pasif tidak memerlukan catu daya sendiri dan tidak memerlukan garis pandang untuk beroperasi.
Karena ini adalah teknologi yang muncul, sangat sedikit pemangku kepentingan saat ini yang dapat menawarkan solusi yang mengubah chip RFID pasif menjadi perangkat penginderaan cerdas yang diperlukan untuk RAIN RFID. Keluarga IC tersebut dapat mengukur parameter seperti suhu, kelembaban, gerakan, cahaya sekitar, kontinuitas listrik, dan kelenturan material sepenuhnya secara pasif, tanpa memerlukan komponen tambahan, dan dapat mengirimkan data yang diperoleh ke pembaca RAIN RFID konvensional pada rentang 5 hingga 10 meter. .
Tidak diperlukan HW/SW khusus
Transfer data dari chip ke reader hanya membutuhkan beberapa milidetik dan sepenuhnya sesuai dengan protokol EPC Gen2 saat ini. Keuntungan bagi pengguna adalah tidak diperlukan perangkat keras atau perangkat lunak khusus untuk memperoleh dan memproses nilai yang terukur. Pembaca yang saat ini tersedia di pasar dapat menangkap dan menafsirkan data dari chip dan meneruskannya ke sistem tingkat yang lebih tinggi. Saat mengintegrasikan tag berdasarkan chip ke dalam aplikasi logistik, misalnya, ID aset dan nomor EPC dapat ditangkap bersama dengan data sensor.
Inlay dapat diubah menjadi berbagai format transponder, dari label fleksibel hingga tag keras. Versi paket klasik seperti QFN dengan IC sensor terintegrasi cocok untuk digunakan bahkan di lingkungan yang keras.
Perbandingan Teknologi Komunikasi yang Digunakan untuk Industri 4.0 (Sumber:Asygn)
Aplikasi Pemeliharaan Prediktif
Pasar global untuk sensor RFID bebas baterai diperkirakan akan berkembang pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 13,3% mencapai US$2.099 juta pada tahun 2030, berkat kemajuan teknologi bebas baterai serta penekanan yang lebih besar pada kegiatan penelitian dan pengembangan, menurut Prudour.
IC sensor sudah digunakan di banyak kasus industri — misalnya, dalam mendeteksi distorsi pipa — di mana solusi sensor tradisional berdasarkan pengukur regangan sebelumnya diperlukan atau yang tidak ada solusi yang sesuai.
Biasanya, pengukur regangan standar memerlukan sirkuit pengkondisi sinyal, konverter analog-ke-digital, dan perangkat komunikasi untuk mentransfer atau memberikan data ke PC. Sekarang, semua komponen yang diperlukan dapat digabungkan dalam satu chip, dan komunikasi dimungkinkan melalui UHF RFID. Baik baterai maupun sensor eksternal tidak diperlukan.
Kasus penggunaan umum yang luas adalah perawatan prediktif, yang dapat mengantisipasi keausan atau kerusakan, memungkinkan teknisi perawatan untuk fokus pada masalah utama, dan menghasilkan data dalam jumlah besar untuk membangun model prediktif. Superstruktur logam, seperti jembatan dan bangunan besar, adalah kandidat yang sangat baik untuk teknologi semacam itu; kru dapat menghadiri perbaikan sebelum terjadi kegagalan bencana yang akan menimbulkan hukuman, memerlukan perbaikan yang mahal, atau, dalam kasus terburuk, mengakibatkan cedera. Menanamkan sensor daya bebas ke dalam balok beton pada saat pembuatannya akan memungkinkan akses real-time ke parameter penting seperti suhu atau kelembaban, memungkinkan pembangun, manajer gedung, dan pengguna gedung untuk memantau struktur dari waktu ke waktu, sehingga membawa ketenangan pikiran untuk pemangku kepentingan tersebut.
Pembuat peralatan industri berat juga tertarik menggunakan teknologi untuk aplikasi seperti mendeteksi panas berlebih pada bilah turbin dalam aplikasi tenaga air atau angin. Sensor tekanan juga dapat digunakan pada botol gas industri untuk mencegah ledakan atau kebakaran. Kasus lain yang muncul adalah menggabungkan chip ke dalam elastomer, misalnya, untuk memungkinkan pengukuran berat atau beban kendaraan melalui sensor tekanan yang tertanam di ban.
Menanamkan sensor daya bebas ke dalam beton akan memungkinkan akses waktu nyata ke parameter penting sehingga struktur dapat dipantau dari waktu ke waktu. (Sumber:Asygn)
Di luar aplikasi industri, pengembang menargetkan kasus penggunaan di bidang pertanian dan perawatan kesehatan. Drone yang disematkan dengan pembaca dapat memantau suhu, kelembaban, dan kondisi cahaya di rumah kaca dan lapangan terbuka. Ternak yang dipasangi ear tag dapat dilacak di lapangan, dan suhu tubuhnya dapat dipantau untuk mendeteksi penyakit. Dan dengan memasukkan sensor RFID ke dalam perangkat prostetik, regangan atau penyimpangan suhu dapat mengungkapkan malfungsi sehingga teknisi dapat membantu pasien dengan memperbaiki atau mengganti prostesis yang rusak sebelum menyebabkan masalah.
Industri telah sepenuhnya menerima IoT. Tugasnya sekarang adalah membuat solusi Industri 4.0 lebih ramping dan lebih efisien untuk memaksimalkan ROI, dan teknologi UHF RFID bebas baterai menunjukkan jalannya.
—Frédéric Maricourt adalah direktur penjualan di Asygn.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan di situs saudara kami, EE Kali Eropa.
