Dobrze wykonane łączenie mikrochipów odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu integralności i niezawodności sygnałów w tagach RFID działających w trudnych warunkach. Gdy łączenie to nie zostanie wykonane poprawnie, wskaźnik awarii gwałtownie rośnie. Pewne najnowsze badania pokazują, jak poważne mogą być skutki degradacji sygnału w niekorzystnych warunkach. Większość producentów polega na łączeniu termokompresyjnym lub klejeniu epoksydowym, aby rozwiązać te problemy. Łączenie termokompresyjne najlepiej sprawdza się w warunkach, gdzie wysokie temperatury to codzienność, natomiast klejenie epoksydowe tworzy silne wiązania chemiczne, które trwają nawet w trudnych warunkach. Projekt samej anteny również ma znaczenie dla długotrwałej wydajności. Wiele firm wprowadza obecnie elastyczne materiały, takie jak poliimid, oraz lepsze techniki lutowania, które pozwalają antenom skutecznie znosić zarówno uszkodzenia fizyczne, jak i niekorzystne oddziaływania środowiska.
Rodzaj materiału używanego do obudowy znaczników RFID ma ogromne znaczenie, gdy mają one działać w trudnych warunkach. Najczęściej stosuje się żywicę epoksydową lub silikon, z których każdy ma swoje zalety. Żywica epoksydowa wyróżnia się odpornością na uszkodzenia mechaniczne i bardzo dobrą odpornością na wysoką temperaturę, co wyjaśnia, dlaczego producenci wybierają ją do ekstremalnie gorących środowisk przemysłowych. Silikon to inna historia – lepiej się ugniata niż pęka i nie przeszkadza mu długotrwałe wystawianie na działanie promieni słonecznych, dzięki czemu doskonale sprawdza się na zewnątrz, gdzie temperatura znacznie się zmienia. Oceniając, jak dobrze te znaczniki działają pod wpływem czynników stresowych, takich jak wstrząsy mechaniczne czy ekstremalne temperatury, zauważa się wyraźne różnice w właściwościach oferowanych przez różne materiały. Ostatnio pojawiają się intrygujące nowości, wynikające z postępu w nanotechnologii. Nowe materiały obiecują lepszą ochronę, jednocześnie pozwalając znacznikom nadal prawidłowo funkcjonować, co może stanowić przełom dla systemów RFID działających w trudnych warunkach w różnych gałęziach przemysłu.
Częstotliwość anteny RFID ma istotne znaczenie dla skuteczności działania tych systemów i ich możliwych zastosowań. Różne znaczniki RFID wymagają różnych częstotliwości w zależności od miejsca ich zastosowania, co jest szczególnie istotne w aplikacjach IoT w różnych sektorach przemysłowych. Na przykład znaczniki LF lepiej działają w pobliżu powierzchni metalowych, ponieważ radzą sobie z problemami przewodnictwa znacznie skuteczniej niż inne typy. Znaczniki UHF oferują dłuższy zasięg odczytu, ale mają trudności w miejscach, gdzie występuje woda, z powodu zakłóceń sygnału. Obserwowaliśmy przykłady z praktyki, gdzie specjalne projekty anten przetrwały trudne warunki środowiskowe, takie jak ekstremalne zmiany temperatury czy kontakt z chemikaliami, które zazwyczaj mogłyby uszkodzić sprzęt. Inżynierowie coraz bardziej polegają na narzędziach symulacyjnych, aby dokładnie dostroić wydajność anten przed ich wdrożeniem. Symulacje te pozwalają im wykryć potencjalne problemy na wczesnym etapie i dostosować projekty do konkretnych wyzwań środowiskowych występujących na miejscu instalacji. Takie podejście zapewnia, że systemy RFID rzeczywiście spełniają oczekiwania nawet w wymagających warunkach przemysłowych.
Systemy RFID napotykają poważne trudności, gdy temperatury stają się zbyt ekstremalne, często prowadząc do problemów z hardwarem i awarii systemu. Różne raporty branżowe pokazują, że te problemy występują regularnie zarówno w warunkach silnego mrozu, jak i upałów, co oznacza, że producenci potrzebują lepszych rozwiązań do radzenia sobie z ekstremalnych warunków temperaturowych. Typowym podejściem jest stosowanie m.in. radiatorów lub specjalnych powłok termicznych, które pozwalają kontrolować wahania temperatury i chronić delikatne komponenty przed uszkodzeniami. Na przykład w halach chłodni, gdzie znaczniki RFID śledzą towary nietrwałe przechowywane w urządzeniach chłodniczych, bez odpowiedniej ochrony termicznej znaczniki te stale by odmawiały posłuszeństwa w temperaturach poniżej zera. Właściwe zarządzanie temperaturą stanowi kluczowy czynnik zapewniający niezawodne działanie systemów RFID, niezależnie od warunków pogodowych, z jakimi systemy te muszą się zmierzać na co dzień.
Znaczniki RFID w warunkach przemysłowych narażone są na działanie różnorodnych chemikaliów, które niszczą ich materiały i zakłócają ich działanie. Takie czynniki jak rozpuszczalniki do czyszczenia czy kwasy przemysłowe, często spotykane na hali produkcyjnej, z czasem fizycznie niszczą te znaczniki, aż do momentu, gdy przestają działać poprawnie. Dlatego wiele firm stosuje obecnie specjalne materiały i ochronne powłoki przy produkcji znaczników RFID przeznaczonych do trudnych warunków środowiskowych. Badania wykazały, że znaczniki z pokryciami odpornymi na chemikalia znacznie dłużej wytrzymują w podobnych warunkach niż standardowe wersje. Dla osób pracujących w zakładach przetwarzania chemicznego lub podobnych obiektach, gdzie znaczniki są regularnie narażone na działanie agresywnych substancji, wybór ulepszonej wersji ma uzasadnienie zarówno operacyjne, jak i ekonomiczne.
Uzyskanie prawidłowego działania znaczników RFID pod wodą stanowi duże wyzwanie dla branż, w których przedmioty są stale mokre, np. na morzu czy w zakładach przetwórstwa mięsnego. Większość producentów polega na powłokach konformalnych nanoszonych na obwody oraz na pierścieniach O na krawędziach, które zapobiegają przedostawaniu się wody. Wybory te nie są przypadkowe; istnieją ustalone normy branżowe, takie jak oznaczenie IP68, które informują firmy, na jakim poziomie ochrony należy się zdecydować, w zależności od głębokości i czasu zanurzenia znaczników pod wodą. Branża transportowa już od lat wykorzystuje wodoodporne znaczniki RFID do śledzenia kontenerów i części maszyn, gdy znajdują się one w zbiornikach balastowych lub są czyszczone po rejsie. Gdy metody zabezpieczenia przed wodą działają poprawnie, decydują one o różnicy między niezawodnym śledzeniem a ciągłymi problemami w wilgotnych środowiskach.
System oceny IK pomaga określić, jak dobrze produkty RFID mogą wytrzymać oddziaływanie czynników fizycznych. Oceny te mówią nam w zasadzie, jakimi uderzeniami i wibracjami tag może być narażony, zanim ulegnie uszkodzeniu – jest to szczególnie ważne w przypadku znaczników RFID pracujących w trudnych warunkach przemysłowych. Gdy tagi mają wysokie oceny IK, zazwyczaj są bardziej odporne nawet na przypadkowe upadki czy uderzenia podczas normalnej eksploatacji. Pewne dane z terenu wskazują, że tagi bez odpowiedniej certyfikacji IK częściej ulegają uszkodzeniom niż te spełniające te normy. Dla osób kupujących sprzęt RFID, sprawdzenie klasyfikacji IK w odniesieniu do rzeczywistych warunków panujących na stanowisku pracy ma sens. W końcu magazyn z ciężkimi maszynami wymaga innego poziomu ochrony niż środowisko biurowe. Poprawny dobór oznacza mniej wymian i lepszą ogólną wydajność systemu w dłuższej perspektywie czasu.
Zrozumienie kodów IP jest dość istotne, jeśli chcemy wiedzieć, jak dobrze znaczniki RFID mogą znosić różne warunki środowiskowe. Te kody mówią nam, jak dużo ochrony przed czynnikami takimi jak kurz dostańce się do środka, wilgoć czy nawet zanurzenie w wodzie dany znacznik zapewnia. System opiera się na dwóch liczbach, z których każda oznacza konkretny poziom ochrony. Badania w warunkach rzeczywistych wykazały, że znaczniki RFID o wysokiej klasie ochrony IP mają tendencję do dłuższego działania w trudnych warunkach niż te bez odpowiedniego uszczelnienia. Dla firm wybierających rozwiązania RFID, dopasowanie klasy IP do rzeczywistych potrzeb na danym terenie ma ogromne znaczenie. Magazyn zajmujący się zewnętrznym zapasem może wymagać zupełnie innych specyfikacji niż taki, który działa w czystym środowisku pomieszczenia czystego. Ustalenie tego poprawnie zapobiega kosztownym wymianom w przyszłości, a także zapewnia ciągłość działania bez nieoczekiwanych awarii.
Certyfikaty ATEX i IECEx odgrywają dużą rolę przy pracy w miejscach, gdzie istnieje ryzyko wybuchu. Otóż te certyfikaty określają surowe zasady, którym muszą się dostosować urządzenia RFID, aby były uznawane za bezpieczne w takich niebezpiecznych obszarach. Spójrz na zakłady produkcyjne czy magazyny chemiczne – firmy działające w tych miejscach często napotykają więcej incydentów, jeśli pomijają odpowiednie certyfikacje swoich znaczników RFID. Dlatego przestrzeganie tych norm nie jest opcjonalne, lecz konieczne. Uzyskanie certyfikatu oznacza poddanie produktów RFID intensywnym testom, podczas których sprawdza się wszystko – od wad projektowych po problemy z wydajnością – w ekstremalnych warunkach. Dla właścicieli firm troszczących się zarówno o bezpieczeństwo pracowników, jak i ciągłość procesów operacyjnych, inwestycja czasu w zdobycie tych certyfikatów przynosi duże korzyści. Nie tylko chroni pracowników przed niebezpieczeństwem, ale także zapewnia, że systemy lokalizacyjne nie zawiodą akurat wtedy, gdy są najbardziej potrzebne – podczas awarii czy kryzysu.
