Si quiero obtener la longitud de onda de una onda de radio, ¿debo dividir la velocidad de la luz por la frecuencia? Entonces, ¿tener una RFID de 125 kHz significa una longitud de onda estimada de 2 km?
Si su longitud de onda tiene una longitud de 2 km, ¿por qué este RFID de baja frecuencia tiene un rango de lectura corto?
Porque RFID no funciona basado en la propagación de la onda. Por lo tanto, no es realmente un sistema de radio (a pesar de trabajar en "RF" = Radio Frecuencia).
Piense en una etiqueta RFID más como el lado secundario de un transformador con núcleo de aire, donde la información se transmite mediante la etiqueta que cambia la cantidad de energía que toma del lado primario del transformador, o cargando un almacenamiento de energía (capacitor ), y luego intercambiando el rol del lado secundario y primario del transformador.
Debido a que no estamos hablando de una onda que se propaga lejos de la antena, sino de un acoplamiento de bobina en un campo magnético, la disminución de la potencia es incluso peor que la distancia² para la pérdida de espacio libre, y después de un par de centímetros, prácticamente no se puede hacer ningún efecto de la etiqueta en el lector.
Confunde las comunicaciones de radio a través del aire con inductores acoplados.
Para comunicarse a través del aire utilizando una portadora de 125 kHz, necesitaría una antena de aproximadamente 1/4 lambda, de unos 600 metros de longitud, para transmitir 125 kHz de manera efectiva.
Obviamente, la RFID no funciona de esta manera.
RFID utiliza inductores acoplados , lo que significa que hay dos bobinas (opcionalmente con un material magnético en su núcleo) que se acoplan entre sí magnéticamente.
Para que este acoplamiento sea efectivo, la distancia solo puede ser de unos pocos centímetros.
En pocas palabras, la antena no irradia, funciona más como un inductor acoplado. El acoplamiento cae con \ $ r ^ 3 \ $ en lugar de \ $ r ^ 2 \ $ (si recuerdo bien).
Ha calculado la longitud de onda, por lo que puede ver qué tan pequeña es la antena como una fracción de la longitud de onda.
Con antenas más grandes, quizás unos pocos metros, y mayores potencias de transmisión, es posible obtener rangos de cientos de metros utilizando comunicaciones de campo cercano. Esto se usa, por ejemplo, en la radio-cueva, ya que el campo cercano sí penetra en la roca razonablemente bien.
Estoy un poco sorprendido de que todavía no se haya dado la respuesta correcta. Sí, es importante entender que la RFID realmente funciona a través de campos magnéticos cambiantes y que los campos magnéticos desaparecen con \ $ r ^ 3 \ $.
Sin embargo, la razón por la cual la baja frecuencia (por ejemplo, 125 kHz) funciona a una distancia más corta que la alta frecuencia (> 1Mhz) se debe a la ley de Faraday:
\ $ V_ {emf} = -N \ frac {d \ Phi} {dt} = -NA \ frac {dB} {dt} \ $
Donde N es el número de bucles en la bobina del inductor, \ $ \ Phi \ $ es flujo magnético, \ $ B \ $ es la densidad del flujo magnético (es decir, la intensidad del campo magnético), y \ $ A \ $ es el Área del bucle de la bobina. Por lo tanto, para \ $ N \ $ y \ $ A \ $ fijos, el voltaje generado para la recuperación de la señal / alimentación del circuito es directamente proporcional a la velocidad a la que cambia el campo magnético, es decir, la frecuencia.
Entonces, por ejemplo, una señal de 1 MHz generaría 8 veces el voltaje recibido como una señal de 125 kHz a la misma distancia. Combinar esto con la caída de \ $ r ^ 3 \ $ de \ $ B \ $ significa que la señal de 1MHz podría generar el mismo voltaje que una señal de 125kHz al doble de la distancia.
Nota: esto ignora la capacitancia parásita de los inductores, que también entra en juego a frecuencias más altas.
RFID de baja frecuencia, como han dicho otros, se basa en el vector magnético y no en el vector eléctrico de la radiación EM emitida por la bobina. La energía magnética cae con el cubo de la distancia. La energía que puede transmitirse está limitada por la autoridad reguladora. Las etiquetas en sí tienen dos tipos pasivas y activas. Las etiquetas pasivas como su nombre sugiere energía de cosecha del campo recibido, y se potencian a partir de ese campo y luego modulan su bobina receptora. La señal emitida por la etiqueta también se cae de acuerdo con la ley del cubo y tiene que recuperarse de la antena transmisora en un circuito separado al que transmite la energía para alimentar la etiqueta. Tanto en la etiqueta como en el lector generalmente hay una bobina de transmisión y recepción. Las etiquetas activas tienen un rango de lectura más largo porque solo tienen que detectar la energía por encima de un umbral para encender sus circuitos y transmitir, y su rango está determinado por la potencia disponible de su batería.
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