María del Mar Villarrubia. Ingeniera de I+D. Premo RFID Components.


Las frecuencias de sonido para los seres humanos están comprendidas entre los 20 y los 20.000 Hz. Los 125 kHz está en rango audible de los murciélagos, pero este artículo no trata sobre ellos. Los 125 kHz pertenece al rango de Baja Frecuencia dentro de una clasificación común de las frecuencias en RFID (Radio-Frequency Identification, Identificación por Radio-Frecuencia):
- Baja Frecuencia (30 a 300 kHz)
- Alta Frecuencia o Radio frecuencia (3 a 30 MHz )
- Hiperfrecuencia (300 MHz a 3 GHz)
- Microondas (más de 3 GHz).
125 kHz es una frecuencia apta para las aplicaciones RFID clasificadas dentro del rango de frecuencias mundial ISM (Industrial-Scientific-Medical, Industrial-Científico-Médico).
RFID es un método de intercambio inalámbrico de datos que usa el campo electromagnético como medio de transmisión.
El uso de RFID en aplicaciones de seguimiento y acceso apareció por primera ver durante los años 80. Rápidamente llamó la atención debido a su capacidad para seguir la trayectoria de objetos en movimiento.
Un sistema RFID siempre consta de dos elementos: el transponedor, que se encuentra en el objeto a identificar, y el transmisor de interrogación o lector, el cual, dependiendo de la tecnología y el diseño utilizados, puede ser un dispositivo de lectura o de escritura.
El transponedor (tag) consta habitualmente de un elemento acoplador y un microchip electrónico que procesa los datos transmitidos y/o leídos en la comunicación lector-transponedor.
Por lo general, un lector contiene un módulo de radiofrecuencia (trasmisor y receptor), una unidad de control y una antena. Envía ondas electromagnéticas a través de una corriente alterna que pasa por la antena del lector. La antena del tag está sintonizada para recibir estas ondas.
Un tag pasivo RFID aspira potencia del campo creado por el lector y lo usa para hacer funcionar los circuitos del microchip. El chip modula entonces las ondas que el tag envía de vuelta al lector y este convierte las nuevas ondas en datos digitales.
Cuando el transponedor no se encuentra dentro de la zona de interrogación de un lector, es totalmente pasivo. El transponedor sólo se activa al estar dentro de la zona de interrogación de un lector. Del mismo modo, la antena del lector puede detectar la absorción del campo magnético por la unidad del transponedor sintonizado, gracias a la caída de voltaje de su antena.

Potencia interna de los tag activos
Por otro lado, los tags activos RFID poseen una fuente de potencia interna, y pueden tener rangos más grandes y memorias mayores que los tags pasivos; además de la capacidad para almacenar información adicional enviada por el transceptor.
Mientras las ventajas en coste de los tags pasivos sobre los activos son significantes, otros factores como la precisión, el rendimiento en ciertos ambientes como alrededor del agua o del metal, y la fiabilidad, hacen hoy en día muy común el uso de tags activos.
Los sistemas RFID de 125 kHz funcionan usando acoplamiento inductivo. La tasa de absorción específica (damping, amortiguamiento) para el agua o sustancias no conductoras a 125 kHz es más baja en un factor de 100.000 que la correspondiente a 1 GHz. Por tanto casi no hay ni absorción ni amortiguamiento. Ofrece también mejor penetración en los objetos. La potencia que puede ser transmitida por acoplamiento inductivo es muy baja y depende de la distancia entre el transponedor y el lector. La potencia proporcionada nunca es suficiente para dotar al transponedor de suficiente energía para operar un microchip. Los sistemas de rango largo poseen por tanto una batería auxiliar.

Los tags RFID de baja (LF: 125 - 134.2 kHz and 140 - 148.5 kHz) y alta frecuencia (HF: 13.56 MHz) se pueden usar en todo el mundo sin licencia.
Actualmente, algunos de los principales usos de los sistemas de 125 kHz son:
1. TPMS para automóvil (Tyre Pressure Monitoring System, Sistema de vigilancia de presión en neumáticos)
La funcionalidad básica de un TPMS es controlar el aumento de presión y temperatura en los neumáticos. La mayoría de los TPMS están fijados a la válvula. El transponedor, funcionando a 125 kHZ, define en todo momento la posición de la válvula y actúa como dispositivo de despertador para permitir operaciones de transmisión de la información detectada por los sensores y la cual es emitida a 433 MHz a través de una antena (figura 1).
En esta aplicación hace falta que la bobina del transponedor tenga alta sensibilidad y estabilidad en un amplio margen de temperaturas que van desde -40†C hasta +125†C.
De acuerdo con la oficina federal de estadísticas en Alemania, los neumáticos defectuosos causan alrededor del 30% de todos los accidentes, provocados por fallos técnicos.
El análisis de accidentes sugiere que, asumiendo que la flota total de coches dispusiera de sistemas inteligentes de neumáticos, la disminución en el número de accidentes mortales podría ser de al menos un 10%. Como respuesta a los accidentes mortales relacionados con Ford Explorers equipados con neumáticos Firestone, se propuso una ley para aumentar la seguridad del consumidor a través de mandatos asignados a la National Highway Traffic Safety Administration (Administración de seguridad del tráfico de las autopistas nacionales, NHTSA) de Estados Unidos. De acuerdo con esta ley, en el 2008 todos los coches fabricados y vendidos en este país deberán incluir un sistema de seguridad TPMS como estándar.
2. RKES para automóvil (Remote Keyless Entry System, Sistema de entrada a control remoto sin llave)
Muchos vehículos ya están equipados con un RKE, que habitualmente emplea un transponedor encriptado y un chip controlador (o un ASIC, circuito integrado para aplicación específica) (figura 2). Cuando se presiona un botón RKE, el controlador genera un código alternante que se transmite al vehículo y el protocolo del proceso de comunicaciones entre la antena del lector y la llave comienza. La antena del lector se encuentra en la manilla de las puertas conectado a la estación motriz, generando el campo magnético en el cual será detectada la llegada de la unidad del transponedor situada en el interior de la llave a una distancia de alrededor de 3.5 m del coche.
Esta aplicación requiere que la bobina del transponedor tenga una sensibilidad muy alta y gran estabilidad, dentro del rango de temperaturas que va desde -40†C hasta +85†C, y un rendimiento mecánico muy bueno en impacto en la caída y sus efectos de esfuerzo derivados.
3. Inmovilizador de automóvil antirrobo
En los años noventa, las estadísticas mostraron que los vehículos Ford dotados con el sistema inmovilizador antirrobo basado en RFID eran robados menos frecuentemente que el resto de coches sin esta tecnología. Lo que comenzó en 1994 con el Ford Escort en Europa ahora será instalado en más del 90% de vehículos de la compañía hacia el 2004.
Es más, el inmovilizador antirrobo RFID pasivo se ha convertido en el estándar para los sistemas de seguridad de los automóviles. Otras compañías internacionales tales como Chrysler, Hyundai, Mitsubishi, Mercedes, Toyota y Nissan han adoptado la tecnología, y se estima que dos tercios de los vehículos nuevos que se fabrican hoy usan inmovilizadores activos por RFID. En la actualidad, las compañías de seguros en Europa ofrecen incentivos a los conductores con sistemas inmovilizador antirrobo.
Para la inmovilización el vehículo envía un desafío al transponedor y verifica que la respuesta funcione con diferentes cripto-algoritmos. Si el protocolo de comunicaciones entre el lector (generalmente una bobina de aire situada alrededor de la ranura de llave) y la llave es correcto, se lanza el encendido del coche.
Habitualmente el inmovilizador electrónico y el sistema de bloqueo de puertas están integrados en el mismo transponedor en la llave de encendido. En este transponedor que está dentro del keyfob, se requieren las mismas prestaciones que en una aplicación RKES.
4. Logística y acceso remoto
Los ambientes metálicos requieren de mayor potencia de penetración y por tanto aplicaciones de frecuencias bajas. Los transponedores también tienen una capacidad de almacenamiento mucho mayor que los códigos de barras (figura 3). Por lo tanto se puede añadir información adicional a los objetos seguidos. Los datos del transponedor se pueden cambiar a voluntad, y se pueden usar mecanismos de seguridad (autenticación) para prevenir escritura o lectura de los datos almacenados sin autorización.
5.Identificación animal
De hecho esta aplicación es una de las más experimentadas en RFID. Desarrollada especialmente para el control de tránsito de animales (también aplicaciones internas para alimentación automática y cálculo de la productividad) los procedimientos para transmisión y codificación están proporcionados por estándares ISO de 1996.
Varias poblaciones de animales han sido seguidas, controladas e identificadas con un transponedor: desde mascotas hasta vacas, salmones o insectos.
En esta aplicación el transponedor (figura 4) se puede colocar debajo de la piel del animal llamándose en este caso transponedor de vidrio, en una clase de pendiente (etiqueta de oído) dentro de una píldora en el primer estómago o alrededor del cuello en un collar.
La sensibilidad y las dimensiones reducidas son las características más valoradas en la bobina del transponedor.
La frecuencia de trabajo de estos sistemas RFID es de 134.2 kHz pero debido a su proximidad a los 125 kHz se incluyó en este listado.
6. Nuevos usos revolucionarios
Combinado con los sensores para hacer un seguimiento de las funciones corporales, el dispositivo Digital Angel podría proporcionar seguimiento para pacientes. El departamento de policía de la ciudad de México ha implantado a alrededor de 170 de sus oficiales de policía el Verichip, que permite el acceso a las bases de datos policiales y posiblemente rastrearles en caso de secuestro. Una discoteca en Barcelona usa un Verichip implantable para identificar a sus clientes VIP, quienes a su vez lo usan para pagar las bebidas con descuento.
El futuro más cercano abre posibilidades infinitas de aplicación para la tecnología de los transponedores.
Las actuales líneas de desarrollo en los transponedores están encaminadas a reducir el tamaño del transponedor al mismo tiempo que se incrementa la sensibilidad del mismo y se aumenta la distancia de lectura y el rendimiento energético.
El Grupo Premo, con más de 40 años de experiencia en el sector de los componentes inductivos, se ha convertido en los últimos años, a través de su división de Componentes RFID, en el líder mundial para las aplicaciones RFID de baja frecuencia en automóvil.